【Spring Cloud】Gateway 服务网关核心架构的执行流程和断言

基本概念

路由(Route)是gateway中最基本的组件之一，表示一个具体的路由信息载体。主要定义了下面的几个信息：

• id：路由标识符，区别于其他Route。
• uri：路由指向的目的地uri，即客户端请求最终被转发到的微服务。
• order：用于多个Route之间的排序，数值越小排序越靠前，匹配优先级越高。
• predicate：断言的作用是进行条件判断，只有断言都返回真，才会真正的执行路由。
• filter：过滤器用于修改请求和响应信息。

执行流程

执行流程大体如下:

1. Gateway Client 向 Gateway Server 发送请求；
2. 请求首先会被 HttpWebHandlerAdapter 进行提取组装成网关上下文；
3. 然后网关的上下文会传递到 DispatcherHandler，它负责将请求分发给RoutePredicateHandlerMapping
4. RoutePredicateHandlerMapping 负责路由查找，并根据路由断言判断路由是否可用；
5. 如果断言成功，由FilteringWebHandler创建过滤器链并调用；
6. 请求会依次经过PreFilter->微服务->PostFiter的方法，最终返回响应；

断言

Predicate(断言，谓词)用于进行条件判断，只有断言都返回真，才会真正的执行路由。断言就是说: 在什么条件下才能进行路由转发。

内置路由断言工厂

Spring Cloud Gateway 包括许多内置的断言工厂，所有这些断言都与HTTP请求的不同属性匹配。具体如下：

（1）基于Datetime类型的断言工厂，此类型的断言根据时间做判断，主要有三个：

• AfterRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否晚于指定日期；
• BeforeRoutePredicateFactory：接收一个日期参数，判断请求日期是否早于指定日期；
• BetweenRoutePredicateFactory：接收两个日期参数，判断请求日期是否在指定时间段内；

- After=2019-12-31T23:59:59.789+08:00[Asia/Shanghai]

（2）基于远程地址的断言工厂 RemoteAddrRoutePredicateFactory：接收一个IP地址段，判断请求主机地址是否在地址段中

- RemoteAddr=192.168.1.1/24

（3）基于Cookie的断言工厂 CookieRoutePredicateFactory ，接收两个参数：cookie名字和一个正则表达式。判断请求cookie是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

- Cookie=chocolate, ch.

（4）基于Header的断言工厂 HeaderRoutePredicateFactory，接收两个参数：标题名称和正则表达式。判断请求Header是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

- Header=X-Request-ld, \d+

（5）基于Host的断言工厂 HostRoutePredicateFactory，接收一个参数：主机名模式。判断请求的Host是否满足匹配规则。

- Host=**.testhost.org

（6）基于Method请求方法的断言工厂 MethodRoutePredicateFactory，接收一个参数：判断请求类型是否跟指定的类型匹配。

- Method=GET

（7）基于Path请求路径的断言工厂 PathRoutePredicateFactory，接收一个参数：判断请求的URI部分是否满足路径规则。

- Path=/foo/{segment}

（8）基于Query请求参数的断言工厂 QueryRoutePredicateFactory，接收两个参数：请求param和正则表达式，判断请求参数是否具有给定名称且值与正则表达式匹配。

- Query=baz, ba.

（9）基于路由权重的断言工厂 WeightRoutePredicateFactory，接收一个[组名,权重]，然后对于同一个组内的路由按照权重转发

- id: weight_route1
  uri: host1
  predicates:
	- Path=/product/**
	- Weight=group3, 1
- id: weight_route2
  uri: host2
  predicates:
	- Path=/product/**
	- Weight=group3, 9

接下来我们验证几个内置断言的使用：

server:
  port: 7000

spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  # 让gateway可以发现nacos中的微服务
          lowerCaseServiceId: true # 将请求路径上的服务名配置为小写
      routes:
        - id: shop-product #当前路由标识，要求唯一
          uri: lb://shop-product #lb代表从nacos中获取微服务，shop-product是微服务的名称
          order: 1 #路由的优先级，数字越小级别越高
          predicates: #断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product/** #当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
            - Before=2019-08-30T15:46:00.000+08:00 #限制请求时间在2019-11-28之前
            - Method=POST #限制请求方式为post
          filters: #过滤器，请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1 #去掉请求路径的第一层

自定义路由断言工厂

我们来设定一个场景：假设我们的应用仅仅让age在(min,max)之间的人来访问。

1、在配置文件中，添加一个Age的断言配置

spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: true  # 让gateway可以发现nacos中的微服务
          lowerCaseServiceId: true # 将请求路径上的服务名配置为小写
      routes:
        - id: shop-product #当前路由标识，要求唯一
          uri: lb://shop-product #lb代表从nacos中获取微服务，shop-product是微服务的名称
          order: 1 #路由的优先级，数字越小级别越高
          predicates: #断言(就是路由转发要满足的条件)
            - Path=/product/** #当请求路径满足Path指定的规则时,才进行路由转发
            - Age=18,60 #限制年龄只有在18到60岁之间的人能访问
          filters: #过滤器，请求在传递过程中可以通过过滤器对其进行一定的修改
            - StripPrefix=1 #去掉请求路径的第一层

2、自定义一个断言工厂，实现断言方法

@Component
//泛型用于接收一个配置类，配置类用于接收配置文件中的配置。
public class AgeRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<AgeRoutePredicateFactory.Config> {

    public AgeRoutePredicateFactory() {
        super(AgeRoutePredicateFactory.Config.class);
    }

    /**
     * 用于从配置文件中获取参数值赋值到配置类中的属性上
     **/
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        //这里的顺序要跟配置文件中的参数顺序一致
        return Arrays.asList("minAge","maxAge");
    }

    /**
     * 断言
     **/
    @Override
    public Predicate<ServerWebExchange> apply(AgeRoutePredicateFactory.Config config) {
        return new Predicate<ServerWebExchange>() {
            @Override
            public boolean test(ServerWebExchange serverWebExchange) {
                //从 serverWebExchange 获取传入的参数
                String ageStr = serverWebExchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("age");
                if(StringUtils.isNotEmpty(ageStr)) {
                    int age = Integer.parseInt(ageStr);
                    return age > config.getMinAge() && age < config.getMaxAge();
                }
                return true;
            }
        } ;
    }

    /**
     * 自定义一个配置类，用于接收配置文件中的参数
     **/
    @Data
    public static class Config {
        private int minAge;
        private int maxAge;
    }

}

3、启动测试

测试发现当age在(18，60)之间可以访问，其它范围不能访问。

总结

到这儿，Gateway 服务网关核心架构的执行流程和断言就已经介绍完了。下一篇将为大家带来Gateway 服务网关核心架构的过滤器相关的文章，敬请期待吧！

后续的文章，我们将继续完善我们的微服务系统，集成更多的Alibaba组件。想要了解更多JAVA后端知识，请点击文末名片与我交流吧。留下您的一键三连，让我们在这个寒冷的东西互相温暖吧！