【Spring Cloud Gateway 新一代网关】—— 每天一点小知识

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Spring Cloud Gateway 新一代网关

1. 概述

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud生态系统中的一员，它是基于Spring Framework 5、Project Reactor和Spring Boot 2构建的新一代网关。官方定义它为：一种构建在Spring Framework 5、Project Reactor和Spring Boot 2之上的非阻塞的API网关。

作为Spring Cloud生态系统中的新生力量，Spring Cloud Gateway具备很多强大的功能和优势，使得它成为众多微服务架构中的首选网关。接下来，我们将深入探讨Spring Cloud Gateway的作用、三大核心概念以及工作流程，并通过一个入门配置和常用的Route Predicate示例来带领读者了解并掌握这一强大工具。

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2. Gateway的作用

Spring Cloud Gateway作为API网关，其功能非常丰富，可以应用于多个方面：

• 路由（Routing）：根据请求的URL将请求路由到不同的后端服务。它可以将一个统一的URL映射到多个不同服务的多个实例上，实现服务之间的解耦和灵活性。

• 负载均衡（Load Balancing）：通过与Spring Cloud注册中心（如Eureka）结合使用，Gateway可以实现负载均衡，将请求合理地分发到后端多个实例上，提高系统的可用性和性能。

• 统一鉴权（Unified Authentication）：作为微服务架构中的入口，Gateway可以集中处理鉴权逻辑，确保所有请求经过统一的鉴权机制。

• 跨域支持（Cross-Origin Resource Sharing，CORS）：Gateway可以在服务之间处理跨域请求，避免前端应用发起跨域请求而导致的安全问题。

• 访问控制（Access Control）：Gateway可以实现对请求的访问控制，根据一定规则过滤掉非法请求，保障系统的安全性。

• 发布控制（Release Control）：Gateway可以实现动态的请求路由和版本控制，方便进行发布和回滚操作，降低系统的风险。

• 流量染色（Traffic Shaping）：Gateway可以根据需要对请求进行染色，实现针对性的流量控制和管理。

• 接口保护（Endpoint Protection）：Gateway可以保护后端服务的敏感接口，避免未授权访问。

• 统一日志（Unified Logging）：Gateway可以对请求和响应进行统一的日志处理，方便系统的监控和故障排查。

• 统一文档（Unified Documentation）：Gateway可以根据后端服务的API生成统一的文档，方便前端开发人员查阅和使用。

3. 三大核心概念

在理解和使用Spring Cloud Gateway时，需要了解其三大核心概念：

• Route（路由）：Route定义了一个路由的基本信息，包括路由的ID、目标URI、一组Predicate和Filter。通过路由，Gateway可以将请求转发到后端的某个具体服务上。

• Predicate（断言）：Predicate是一个Java 8的Predicate，它可以根据请求的各种属性（例如请求的路径、方法、Header等）来匹配请求，如果匹配成功，则将请求交给对应的Route处理。

• Filter（过滤器）：Filter是Spring框架中的GatewayFilter的实例，它可以对请求和响应进行处理，是网关的核心工作单元。

4. Gateway的工作流程

Spring Cloud Gateway的工作流程如下：

1. 客户端发送请求到Gateway。

2. Gateway根据定义的Route和Predicate来匹配请求。

3. 如果请求匹配成功，Gateway将请求交给对应的Filter链进行处理。

4. Filter链依次处理请求，可以在此时进行请求的修改、鉴权、限流等操作。

5. Filter链处理完毕后，将请求转发给后端服务。

6. 后端服务处理请求并返回响应。

7. 响应经过Filter链处理后返回给客户端。

5. 入门配置

创建一个Spring Boot项目，并添加Spring Cloud Gateway的依赖：

<dependencies>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gatewayartifactId>
    dependency>
dependencies>

接下来，在application.properties中配置Gateway的基本信息：

# application.properties
spring.application.name=gateway-service
server.port=8080

# 定义Route和Predicate
spring.cloud.gateway.routes[0].id=example_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://example.com
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Path=/example/**

在上述配置中，我们定义了一个名为"example_route"的Route，将请求的路径为/example/**的请求转发到http://example.com。

6. 常用的Route Predicate

Route Predicate可以根据请求的属性进行匹配，Gateway提供了许多常用的Predicate：

• Path Route Predicate：根据请求的路径进行匹配。

• Method Route Predicate：根据请求的HTTP方法进行匹配。

• Header Route Predicate：根据请求的Header进行匹配。

• Cookie Route Predicate：根据请求的Cookie进行匹配。

• Query Route Predicate：根据请求的Query参数进行匹配。

• Host Route Predicate：根据请求的Host进行匹配。

• RemoteAddr Route Predicate：根据请求的远程IP地址进行匹配。

使用Route Predicate可以实现灵活的路由匹配，根据请求的不同属性将请求转发到不同的后端服务。下面我们将介绍一些常用的Route Predicate示例：

1. Path Route Predicate：根据请求的路径进行匹配。

# 将以 /api 开头的请求转发到 http://backend-service/api 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Path=/api/**

2. Method Route Predicate：根据请求的HTTP方法进行匹配。

# 将所有的POST请求转发到 http://backend-service/post 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Method=POST

3. Header Route Predicate：根据请求的Header进行匹配。

# 将携带特定Header的请求转发到 http://backend-service/special 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Header=SpecialHeader, true

4. Cookie Route Predicate：根据请求的Cookie进行匹配。

# 将携带特定Cookie的请求转发到 http://backend-service/cookie 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Cookie=SpecialCookie, value

5. Query Route Predicate：根据请求的Query参数进行匹配。

# 将携带特定Query参数的请求转发到 http://backend-service/query 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Query=param, value

6. Host Route Predicate：根据请求的Host进行匹配。

# 将访问特定Host的请求转发到 http://backend-service 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Host=example.com

7. RemoteAddr Route Predicate：根据请求的远程IP地址进行匹配。

# 将特定IP地址的请求转发到 http://backend-service/ip 下
spring.cloud.gateway.routes[0].id=backend_route
spring.cloud.gateway.routes[0].uri=http://backend-service
spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=RemoteAddr=192.168.1.100

上述Route Predicate示例可以根据不同的条件实现灵活的路由规则，将请求转发到不同的后端服务。

总结

Spring Cloud Gateway作为Spring Cloud生态系统中的重要组件，为我们构建高性能、高可用的微服务架构提供了很多支持。希望通过本文，读者能够深入理解Spring Cloud Gateway的强大功能，并在实际项目中灵活运用，为微服务架构的成功实施添砖加瓦。

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注意：上述示例代码为简化的演示版本，并未包含完整的异常处理和配置细节。在实际项目中，需要根据具体情况进行进一步完善。

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结语

初学一门技术时，总有些许的疑惑，别怕，它们是我们学习路上的点点繁星，帮助我们不断成长。

积少成多，滴水成河。文章粗浅，希望对大家有帮助！