Springcloud gateway (史上最全)

Posted 2022-06-01 架构师-尼恩

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Springcloud gateway (史上最全)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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1 SpringCloud Gateway 简介

SpringCloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

SpringCloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Zuul，在Spring Cloud 2.0以上版本中，没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成，仍然还是使用的Zuul 2.0之前的非Reactor模式的老版本。而为了提升网关的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring Cloud Gateway 的目标，不仅提供统一的路由方式，并且基于 Filter 链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

特别说明：
Spring Cloud Gateway 底层使用了高性能的通信框架Netty。

Netty 是高性能中间件的通讯底座， rocketmq 、seata、nacos 、sentinel 、redission 、dubbo 等太多、太多的的大名鼎鼎的中间件，无一例外都是基于netty。

可以毫不夸张的说： netty 是进入大厂、走向高端的必备技能。

要想深入了解springcloud gateway ，最好是掌握netty 编程。

有关 netty学习具体请参见机工社出版、尼恩的畅销书: 《Java高并发核心编程卷 1》

1.1 本文姊妹篇《Flux 和 Mono 、reactor实战（史上最全）》

另外，如果要掌握 springcloud gateway 的过滤器编程，或者掌握 springcloud gateway 开发，还必须：
具备 reactor 响应式编程的实战能力

有关 reactor 响应式编程的实战，具体请参考本文姊妹篇：

《Flux 和 Mono 、reactor实战（史上最全）》

1.2 SpringCloud Gateway 特征

SpringCloud官方，对SpringCloud Gateway 特征介绍如下：

（1）基于 Spring Framework 5，Project Reactor 和 Spring Boot 2.0

（2）集成 Hystrix 断路器

（3）集成 Spring Cloud DiscoveryClient

（4）Predicates 和 Filters 作用于特定路由，易于编写的 Predicates 和 Filters

（5）具备一些网关的高级功能：动态路由、限流、路径重写

从以上的特征来说，和Zuul的特征差别不大。SpringCloud Gateway和Zuul主要的区别，还是在底层的通信框架上。

简单说明一下上文中的三个术语：

（1）Filter（过滤器）：

和Zuul的过滤器在概念上类似，可以使用它拦截和修改请求，并且对上游的响应，进行二次处理。过滤器为org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter类的实例。

（2）Route（路由）：

网关配置的基本组成模块，和Zuul的路由配置模块类似。一个Route模块由一个 ID，一个目标 URI，一组断言和一组过滤器定义。如果断言为真，则路由匹配，目标URI会被访问。

（3）Predicate（断言）：

这是一个 Java 8 的 Predicate，可以使用它来匹配来自 HTTP 请求的任何内容，例如 headers 或参数。断言的输入类型是一个 ServerWebExchange。

1.3 SpringCloud Gateway和架构

Spring在2017年下半年迎来了Webflux，Webflux的出现填补了Spring在响应式编程上的空白，Webflux的响应式编程不仅仅是编程风格的改变，而且对于一系列的著名框架，都提供了响应式访问的开发包，比如Netty、Redis等等。

SpringCloud Gateway 使用的Webflux中的reactor-netty响应式编程组件，底层使用了Netty通讯框架。

1.3.1 SpringCloud Zuul的IO模型

Springcloud中所集成的Zuul版本，采用的是Tomcat容器，使用的是传统的Servlet IO处理模型。

大家知道，servlet由servlet container进行生命周期管理。container启动时构造servlet对象并调用servlet init()进行初始化；container关闭时调用servlet destory()销毁servlet；container运行时接受请求，并为每个请求分配一个线程（一般从线程池中获取空闲线程）然后调用service()。

弊端：servlet是一个简单的网络IO模型，当请求进入servlet container时，servlet container就会为其绑定一个线程，在并发不高的场景下这种模型是适用的，但是一旦并发上升，线程数量就会上涨，而线程资源代价是昂贵的（上线文切换，内存消耗大）严重影响请求的处理时间。在一些简单的业务场景下，不希望为每个request分配一个线程，只需要1个或几个线程就能应对极大并发的请求，这种业务场景下servlet模型没有优势。

所以Springcloud Zuul 是基于servlet之上的一个阻塞式处理模型，即spring实现了处理所有request请求的一个servlet（DispatcherServlet），并由该servlet阻塞式处理处理。所以Springcloud Zuul无法摆脱servlet模型的弊端。虽然Zuul 2.0开始，使用了Netty，并且已经有了大规模Zuul 2.0集群部署的成熟案例，但是，Springcloud官方已经没有集成改版本的计划了。

1.3.2 Webflux 服务器

Webflux模式替换了旧的Servlet线程模型。用少量的线程处理request和response io操作，这些线程称为Loop线程，而业务交给响应式编程框架处理，响应式编程是非常灵活的，用户可以将业务中阻塞的操作提交到响应式框架的work线程中执行，而不阻塞的操作依然可以在Loop线程中进行处理，大大提高了Loop线程的利用率。官方结构图：

Webflux虽然可以兼容多个底层的通信框架，但是一般情况下，底层使用的还是Netty，毕竟，Netty是目前业界认可的最高性能的通信框架。而Webflux的Loop线程，正好就是著名的Reactor 模式IO处理模型的Reactor线程，如果使用的是高性能的通信框架Netty，这就是Netty的EventLoop线程。

关于Reactor线程模型，和Netty通信框架的知识，是Java程序员的重要、必备的内功，个中的原理，具体请参见尼恩编著的《Netty、Zookeeper、Redis高并发实战》一书，这里不做过多的赘述。

1.3.3 Spring Cloud Gateway的处理流程

客户端向 Spring Cloud Gateway 发出请求。然后在 Gateway Handler Mapping 中找到与请求相匹配的路由，将其发送到 Gateway Web Handler。Handler 再通过指定的过滤器链来将请求发送到我们实际的服务执行业务逻辑，然后返回。过滤器之间用虚线分开是因为过滤器可能会在发送代理请求之前（“pre”）或之后（“post”）执行业务逻辑。

2 路由配置方式

2.1 基础URI路由配置方式

如果请求的目标地址，是单个的URI资源路径，配置文件示例如下：

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: url-proxy-1
          uri: https://blog.csdn.net
          predicates:
            - Path=/csdn

各字段含义如下：

id：我们自定义的路由 ID，保持唯一

uri：目标服务地址

predicates：路由条件，Predicate 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）。

上面这段配置的意思是，配置了一个 id 为 url-proxy-1的URI代理规则，路由的规则为：

当访问地址http://localhost:8080/csdn/1.jsp时，

会路由到上游地址https://blog.csdn.net/1.jsp。

2.2 基于代码的路由配置方式

转发功能同样可以通过代码来实现，我们可以在启动类 GateWayApplication 中添加方法 customRouteLocator() 来定制转发规则。

package com.springcloud.gateway;
 
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
 
@SpringBootApplication
public class GatewayApplication 
 
    public static void main(String[] args) 
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    
 
    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) 
        return builder.routes()
                .route("path_route", r -> r.path("/csdn")
                        .uri("https://blog.csdn.net"))
                .build();

我们在yaml配置文件中注销掉相关路由的配置，重启服务，访问链接：http://localhost:8080/ csdn，可以看到和上面一样的页面，证明我们测试成功。

上面两个示例中 uri 都是指向了我的CSDN博客，在实际项目使用中可以将 uri 指向对外提供服务的项目地址，统一对外输出接口。

2.3 和注册中心相结合的路由配置方式

在uri的schema协议部分为自定义的lb:类型，表示从微服务注册中心（如Eureka）订阅服务，并且进行服务的路由。

一个典型的示例如下：

server:
  port: 8084
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: seckill-provider-route
        uri: lb://seckill-provider
        predicates:
        - Path=/seckill-provider/**

      - id: message-provider-route
        uri: lb://message-provider
        predicates:
        - Path=/message-provider/**

application:
  name: cloud-gateway

eureka:
  instance:
    prefer-ip-address: true
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8888/eureka/

注册中心相结合的路由配置方式，与单个URI的路由配置，区别其实很小，仅仅在于URI的schema协议不同。单个URI的地址的schema协议，一般为http或者https协议。

3 路由匹配规则

Spring Cloud Gateway 的功能很强大，我们仅仅通过 Predicates 的设计就可以看出来，前面我们只是使用了 predicates 进行了简单的条件匹配，其实 Spring Cloud Gataway 帮我们内置了很多 Predicates 功能。

Spring Cloud Gateway 是通过 Spring WebFlux 的 HandlerMapping 做为底层支持来匹配到转发路由，Spring Cloud Gateway 内置了很多 Predicates 工厂，这些 Predicates 工厂通过不同的 HTTP 请求参数来匹配，多个 Predicates 工厂可以组合使用。

gateWay的主要功能之一是转发请求，转发规则的定义主要包含三个部分


Route（路由）	路由是网关的基本单元，由ID、URI、一组Predicate、一组Filter组成，根据Predicate进行匹配转发。
Predicate（谓语、断言）	路由转发的判断条件，目前SpringCloud Gateway支持多种方式，常见如：Path、Query、Method、Header等，写法必须遵循 key=vlue的形式
Filter（过滤器）	过滤器是路由转发请求时所经过的过滤逻辑，可用于修改请求、响应内容

其中Route和Predicate必须同时申明

例子：

//通过配置文件配置
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: gate_route
          uri: http://localhost:9023
          predicates:
          ## 当请求的路径为gate、rule开头的时，转发到http://localhost:9023服务器上
            - Path=/gate/**,/rule/**
        ### 请求路径前加上/app
          filters:
          - PrefixPath=/app

说明：

此文的配置，大部分在demo 工程中已经验证，在写的过程中，可能有格式错误

如果遇到问题，可以找尼恩

3.1 Predicate 断言条件(转发规则)介绍

Predicate 来源于 Java 8，是 Java 8 中引入的一个函数，Predicate 接受一个输入参数，返回一个布尔值结果。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）。可以用于接口请求参数校验、判断新老数据是否有变化需要进行更新操作。

在 Spring Cloud Gateway 中 Spring 利用 Predicate 的特性实现了各种路由匹配规则，有通过 Header、请求参数等不同的条件来进行作为条件匹配到对应的路由。网上有一张图总结了 Spring Cloud 内置的几种 Predicate 的实现。

说白了 Predicate 就是为了实现一组匹配规则，方便让请求过来找到对应的 Route 进行处理，接下来我们接下 Spring Cloud GateWay 内置几种 Predicate 的使用。

转发规则（predicates），假设转发uri都设定为http://localhost:9023

规则	实例	说明
Path	- Path=/gate/,/rule/	## 当请求的路径为gate、rule开头的时，转发到http://localhost:9023服务器上
Before	- Before=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]	在某个时间之前的请求才会被转发到 http://localhost:9023服务器上
After	- After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]	在某个时间之后的请求才会被转发
Between	- Between=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver],2017-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]	在某个时间段之间的才会被转发
Cookie	- Cookie=chocolate, ch.p	名为chocolate的表单或者满足正则ch.p的表单才会被匹配到进行请求转发
Header	- Header=X-Request-Id, \\d+	携带参数X-Request-Id或者满足\\d+的请求头才会匹配
Host	- Host=www.hd123.com	当主机名为www.hd123.com的时候直接转发到http://localhost:9023服务器上
Method	- Method=GET	只有GET方法才会匹配转发请求，还可以限定POST、PUT等请求方式

1.5.2 通过请求参数匹配

Query Route Predicate 支持传入两个参数，一个是属性名一个为属性值，属性值可以是正则表达式。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
        - Query=smile

这样配置，只要请求中包含 smile 属性的参数即可匹配路由。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl localhost:8080?smile=x&id=2

经过测试发现只要请求汇总带有 smile 参数即会匹配路由，不带 smile 参数则不会匹配。

还可以将 Query 的值以键值对的方式进行配置，这样在请求过来时会对属性值和正则进行匹配，匹配上才会走路由。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
            - Query=keep, pu.

这样只要当请求中包含 keep 属性并且参数值是以 pu 开头的长度为三位的字符串才会进行匹配和路由。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl localhost:8080?keep=pub

测试可以返回页面代码，将 keep 的属性值改为 pubx 再次访问就会报 404,证明路由需要匹配正则表达式才会进行路由。

1.5.3 通过 Header 属性匹配

Header Route Predicate 和 Cookie Route Predicate 一样，也是接收 2 个参数，一个 header 中属性名称和一个正则表达式，这个属性值和正则表达式匹配则执行。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
            - Header=X-Request-Id, \\d+

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 -H “X-Request-Id:88”

则返回页面代码证明匹配成功。将参数-H "X-Request-Id:88"改为-H "X-Request-Id:spring"再次执行时返回404证明没有匹配。

1.5.4 通过 Cookie 匹配

Cookie Route Predicate 可以接收两个参数，一个是 Cookie name ,一个是正则表达式，路由规则会通过获取对应的 Cookie name 值和正则表达式去匹配，如果匹配上就会执行路由，如果没有匹配上则不执行。

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        -id: gateway-service
          uri: https://www.baidu.com
          order: 0
          predicates:
            - Cookie=sessionId, test

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 --cookie “sessionId=test”

则会返回页面代码，如果去掉–cookie “sessionId=test”，后台汇报 404 错误。

1.5.5 通过 Host 匹配

Host Route Predicate 接收一组参数，一组匹配的域名列表，这个模板是一个 ant 分隔的模板，用.号作为分隔符。它通过参数中的主机地址作为匹配规则。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
          - Host=**.baidu.com

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080 -H “Host: www.baidu.com”

curl http://localhost:8080 -H “Host: md.baidu.com”

经测试以上两种 host 均可匹配到 host_route 路由，去掉 host 参数则会报 404 错误。

1.5.6 通过请求方式匹配

可以通过是 POST、GET、PUT、DELETE 等不同的请求方式来进行路由。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
            - Method=GET

使用 curl 测试，命令行输入:

# curl 默认是以 GET 的方式去请求

curl http://localhost:8080

测试返回页面代码，证明匹配到路由，我们再以 POST 的方式请求测试。

# curl 默认是以 GET 的方式去请求

curl -X POST http://localhost:8080

返回 404 没有找到，证明没有匹配上路由

1.5.7 通过请求路径匹配

Path Route Predicate 接收一个匹配路径的参数来判断是否走路由。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
            -Path=/foo/segment

如果请求路径符合要求，则此路由将匹配，例如：/foo/1 或者 /foo/bar。

使用 curl 测试，命令行输入:

curl http://localhost:8080/foo/1

curl http://localhost:8080/foo/xx

curl http://localhost:8080/boo/xx

经过测试第一和第二条命令可以正常获取到页面返回值，最后一个命令报404，证明路由是通过指定路由来匹配。

1.5.8 通过请求 ip 地址进行匹配

Predicate 也支持通过设置某个 ip 区间号段的请求才会路由，RemoteAddr Route Predicate 接受 cidr 符号(IPv4 或 IPv6 )字符串的列表(最小大小为1)，例如 192.168.0.1/16 (其中 192.168.0.1 是 IP 地址，16 是子网掩码)。

server:
  port: 8080
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: query_route
        uri: https://example.org
        predicates:
            - RemoteAddr=192.168.1.1/24

可以将此地址设置为本机的 ip 地址进行测试。

curl localhost:8080

如果请求的远程地址是 192.168.1.10，则此路由将匹配。

1.5.10 组合使用

server:
  port: 8080
spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: gateway-service
          uri: https://www.baidu.com
          order: 0
          predicates:
            - Host=**.foo.org
            - Path=/headers
            - Method=GET
            - Header=X-Request-Id, \\d+
            - Query=foo, ba.
            - Query=baz
            - Cookie=chocolate, ch.p

各种 Predicates 同时存在于同一个路由时，请求必须同时满足所有的条件才被这个路由匹配。

一个请求满足多个路由的断言条件时，请求只会被首个成功匹配的路由转发

3.2 过滤器规则（Filter）

过滤器规则（Filter）

过滤规则	实例	说明
PrefixPath	- PrefixPath=/app	在请求路径前加上app
RewritePath	- RewritePath=/test, /app/test	访问localhost:9022/test,请求会转发到localhost:8001/app/test
SetPath	SetPath=/app/path	通过模板设置路径，转发的规则时会在路径前增加app，path表示原请求路径
RedirectTo		重定向
RemoveRequestHeader		去掉某个请求头信息

注：当配置多个filter时，优先定义的会被调用，剩余的filter将不会生效

PrefixPath

对所有的请求路径添加前缀：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: prefixpath_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - PrefixPath=/mypath

访问/hello的请求被发送到https://example.org/mypath/hello。

RedirectTo

重定向，配置包含重定向的返回码和地址：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: prefixpath_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - RedirectTo=302, https://acme.org

RemoveRequestHeader

去掉某个请求头信息：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: removerequestheader_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - RemoveRequestHeader=X-Request-Foo

去掉请求头信息 X-Request-Foo

RemoveResponseHeader

去掉某个回执头信息：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: removerequestheader_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - RemoveResponseHeader=X-Request-Foo

RemoveRequestParameter

去掉某个请求参数信息：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: removerequestparameter_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - RemoveRequestParameter=red

RewritePath

改写路径：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: rewrite_filter
        uri: http://localhost:8081
        predicates:
        - Path=/test/**
        filters:
        - RewritePath=/where(?<segment>/?.*), /test(?<segment>/?.*)

/where/… 改成 test/…

使用代码改下路径

	    RouteLocatorBuilder.Builder builder = routeLocatorBuilder.routes();
        builder
                .route("path_rote_at_guigu", r -> r.path("/guonei")
                        .uri("http://news.baidu.com/guonei"))
                .route("csdn_route", r -> r.path("/csdn")
                        .uri("https://blog.csdn.net"))
                .route("blog3_rewrite_filter", r -> r.path("/blog3/**")
                        .filters(f -> f.rewritePath("/blog3/(?<segment>.*)", "/$\\\\segment"))
                        .uri("https://blog.csdn.net"))
                .route("rewritepath_route", r -> r.path("/baidu/**")
                        .filters(f -> f.rewritePath("/baidu/(?<segment>.*)", "/$\\\\segment"))
                        .uri("http://www.baidu.com"))

                .build();

SetPath

设置请求路径，与RewritePath类似。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: setpath_route
        uri: https://example.org
        predicates:
        - Path=/red/segment
        filters:
        - SetPath=/segment

如/red/blue的请求被转发到/blue。

SetRequestHeader

设置请求头信息。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: setrequestheader_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - SetRequestHeader=X-Request-Red, Blue

SetStatus

设置回执状态码。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: setstatusint_route
        uri: https://example.org
        filters:
        - SetStatus=401

StripPrefix

跳过指定路径。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: nameRoot
        uri: https://nameservice
        predicates:
        - Path=/name/**
        filters:
        - StripPrefix=2

请求/name/blue/red会转发到/red。

RequestSize

请求大小。

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: request_size_route
        uri: http://localhost:8080/upload
        predicates:
        - Path=/upload
        filters:
        - name: RequestSize
          args:
            maxSize: 5000000

超过5M的请求会返回413错误。

Default-filters

对所有请求添加过滤器。

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
      - AddResponseHeader=X-Response-Default-Red, Default-Blue
      - PrefixPath=/httpbin

3.3 通过代码进行配置

通过代码进行配置，将路由规则设置为一个Bean即可：

	@Bean
	public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) 
		return builder.routes()
			.route("path_route", r -> r.path("/get")
				.uri("http://httpbin.org"))
			.route("host_route", r -> r.host("*.myhost.org")
				.uri("http://httpbin.org"))
			.route("rewrite_route", r -> r.host("*.rewrite.org")
				.filters(f -> f.rewritePath("/foo/(?<segment>.*)", "/$segment"))
				.uri("http://httpbin.org"))
			.route("hystrix_route", r -> r.host("*.hystrix.org")
				.filters(f -> f.hystrix(c -> c.setName("slowcmd")))
				.uri("http://httpbin.org"))
			.route("hystrix_fallback_route", r -> r.host("*.hystrixfallback.org")
				.filters(f -> f.hystrix(c -> c.setName("slowcmd").setFallbackUri("forward:/hystrixfallback")))
				.uri("http://httpbin.org"))
			.route("limit_route", r -> r
				.host("*.limited.org").and().path("/anything/**")
				.filters(f -> f.requestRateLimiter(c -> c.setRateLimiter(redisRateLimiter())))
				.uri("http://httpbin.org"))
			.build();

3.2 实现熔断降级

为什么要实现熔断降级？

在分布式系统中，网关作为流量的入口，因此会有大量的请求进入网关，向其他服务发起调用，其他服务不可避免的会出现调用失败（超时、异常），失败时不能让请求堆积在网关上，需要快速失败并返回给客户端，想要实现这个要求，就必须在网关上做熔断、降级操作。

为什么在网关上请求失败需要快速返回给客户端？

因为当一个客户端请求发生故障的时候，这个请求会一直堆积在网关上，当然只有一个这种请求，网关肯定没有问题（如果一个请求就能造成整个系统瘫痪，那这个系统可以下架了），但是网关上堆积多了就会给网关乃至整个服务都造成巨大的压力，甚至整个服务宕掉。因此要对一些服务和页面进行有策略的降级，以此缓解服务器资源的的压力，以保证核心业务的正常运行，同时也保持了客户和大部分客户的得到正确的相应，所以需要网关上请求失败需要快速返回给客户端。

server.port: 8082

spring:
  application:
    name: gateway
  redis:
      host: localhost
      port: 6379
      password: 123456
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: rateLimit_route
          uri: http://localhost:8000
          order: 0
          predicates:
            - Path=/test/**
          filters:
            - StripPrefix=1
            - name: Hystrix
              args:
                name: fallbackCmdA
                fallbackUri: forward:/fallbackA

  hystrix.command.fallbackCmdA.execution.isolation.thread.timeoutInMilliseconds: 5000

这里的配置，使用了两个过滤器：

（1）过滤器StripPrefix，作用是去掉请求路径的最前面n个部分截取掉。

StripPrefix=1就代表截取路径的个数为1，比如前端过来请求/test/good/1/view，匹配成功后，路由到后端的请求路径就会变成http://localhost:8888/good/1/view。

（2）过滤器Hystrix，作用是通过Hystrix进行熔断降级

当上游的请求，进入了Hystrix熔断降级机制时，就会调用fallbackUri配置的降级地址。需要注意的是，还需要单独设置Hystrix的commandKey的超时时间

fallbackUri配置的降级地址的代码如下：

package org.gateway.controller;

import org.gateway.response.Response;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class FallbackController 

    @GetMapping("/fallbackA")
    public Response fallbackA() 
        Response response = new Response();
        response.setCode("100");
        response.setMessage("服务暂时不可用");
        return response;

4 高级配置

4.1 分布式限流

从某种意义上讲，令牌桶算法是对漏桶算法的一种改进，桶算法能够限制请求调用的速率，而令牌桶算法能够在限制调用的平均速率的同时还允许一定程度的突发调用。在令牌桶算法中，存在一个桶，用来存放固定数量的令牌。算法中存在一种机制，以一定的速率往桶中放令牌。每次请求调用需要先获取令牌，只有拿到令牌，才有机会继续执行，否则选择选择等待可用的令牌、或者直接拒绝。放令牌这个动作是持续不断的进行，如果桶中令牌数达到上限，就丢弃令牌，所以就存在这种情况，桶中一直有大量的可用令牌，这时进来的请求就可以直接拿到令牌执行，比如设置qps为100，那么限流器初始化完成一秒后，桶中就已经有100个令牌了，这时服务还没完全启动好，等启动完成对外提供服务时，该限流器可以抵挡瞬时的100个请求。所以，只有桶中没有令牌时，请求才会进行等待，最后相当于以一定的速率执行。

在Spring Cloud Gateway中，有Filter过滤器，因此可以在“pre”类型的Filter中自行实现上述三种过滤器。但是限流作为网关最基本的功能，Spring Cloud Gateway官方就提供了RequestRateLimiterGatewayFilterFactory这个类，适用在Redis内的通过执行Lua脚本实现了令牌桶的方式。具体实现逻辑在RequestRateLimiterGatewayFilterFactory类中，lua脚本在如下图所示的文件夹中：

首先在工程的pom文件中引入gateway的起步依赖和redis的reactive依赖，代码如下：

配置如下：


server:
  port: 8081
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: limit_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        predicates:
        - After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]
        filters:
        - name: RequestRateLimiter
          args:
            key-resolver: '#@userKeyResolver'
            redis-rate-limiter.replenishRate: 1
            redis-rate-limiter.burstCapacity: 3
  application:
    name: cloud-gateway
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    database: 0

在上面的配置文件，指定程序的端口为8081，配置了 redis的信息，并配置了RequestRateLimiter的限流过滤器，该过滤器需要配置三个参数：

burstCapacity，令牌桶总容量。
replenishRate，令牌桶每秒填充平均速率。
key-resolver，用于限流的键的解析器的 Bean 对象的名字。它使用 SpEL 表达式根据#@beanName从 Spring 容器中获取 Bean 对象。

这里根据用户ID限流，请求路径中必须携带userId参数

@Bean

KeyResolver userKeyResolver() 
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("user"));

KeyResolver需要实现resolve方法，比如根据userid进行限流，则需要用userid去判断。实现完KeyResolver之后，需要将这个类的Bean注册到Ioc容器中。

如果需要根据IP限流，定义的获取限流Key的bean为：

@Bean
public KeyResolver ipKeyResolver() 
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());

通过exchange对象可以获取到请求信息，这边用了HostName，如果你想根据用户来做限流的话这边可以获取当前请求的用户ID或者用户名就可以了，比如：

如果需要根据接口的URI进行限流，则需要获取请求地址的uri作为限流key，定义的Bean对象为：

 
@Bean
KeyResolver apiKeyResolver() 
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());

通过exchange对象可以获取到请求信息，这边用了HostName，如果你想根据用户来做限流的话这边可以获取当前请求的用户ID或者用户名就可以了，比如：

如果需要根据接口的URI进行限流，则需要获取请求地址的uri作为限流key，定义的Bean对象为：

 
@Bean
KeyResolver apiKeyResolver() 
  return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());

4.2 健康检查配置

admin-client、actuator健康检查配置，为之后的功能提供支持，此部分比较简单，不再赘述，加入以下maven依赖和配置

maven依赖

  <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
 </dependency>
<dependency>
        <groupId>de.codecentric</groupId>
        <artifactId>spring-boot-admin-starter-client</artifactId>
        <version>2.1.0</version>
    </dependency>
<dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
    </dependency>

配置文件

spring:
  application:
    name: mas-cloud-gateway
  boot:
    admin:
      client:
      ### 本地搭建的admin-server
        url: http://localhost:8011
eureka:
  client:
    registerWithEureka: true
    fetchRegistry: true
    healthcheck:
      enabled: true
    serviceUrl:
      defaultZone: http://localhost:6887/eureka/
    enabled: true
feign:
  sentinel:
    enabled: true
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'
  endpoint:
    health:
      show-details: ALWAYS

若转发的目标地址为微服务中组件，不为具体ip:port形式的，应写成lb://mas-openapi-service形式，目标地址会从注册中心直接拉取

4.3 统一配置跨域请求：

现在的请求通过经过gateWay网关时，需要在网关统一配置跨域请求，需求所有请求通过

spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]':
            allowed-origins: "*"
            allowed-headers: "*"
            allow-credentials: true
            allowed-methods:
              - GET
              - POST
              - DELETE
              - PUT
              - OPTION

5 整合Nacos

maven依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.9.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>nacos_gateway</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>war</packaging>
    <name>nacos_gateway</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>Greenwich.SR3</spring-cloud.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!--gateway-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
        <!--nacos dicovery-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>$spring-cloud.version</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>0.2.2.RELEASE</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

需要注意在Gateway服务中的pom.xml文件中不要存在这个jar

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

否则调用接口时会报以下错误因为gateway使用的是webflux,默认使用netty,所以从依赖中排除 tomcat相关的依赖

java.lang.ClassCastException: org.springframework.core.io.buffer.DefaultDataBufferFactory cannot be cast to org.springframework.core.io.buffer.NettyDataBufferFactory
	at org.springframework.cloud.gateway.filter.NettyWriteResponseFilter.lambda$filter$1(NettyWriteResponseFilter.java:82) ~[spring-cloud-gateway-core-2.1.3.RELEASE.jar:2.1.3.RELEASE]
	at reactor.core.publisher.MonoDefer.subscribe(MonoDefer.java:44) [reactor-core-3.2.12.RELEASE.jar:3.2.12.RELEASE]

错误2 是由于 spring-boot-starter-web 引起

服务发现配置：从Nacos获取微服务提供者清单

server:
  port: 9999

spring:
  application:
    name: springcloud-gateway
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: $NACOS_SERVER:cdh1:8848
      config:
        server-addr: $NACOS_SERVER:cdh1:8848
        prefix: springcloud-gateway
        group: DEFAULT_GROUP
        file-extension: yml
        ext-config:
          - data-id: crazymaker-db-dev.yml
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true
          - data-id: crazymaker-redis-dev.yml
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true
          - data-id: crazymaker-common-dev.yml
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true
          - data-id: some.properties
            group: DEFAULT_GROUP
            refresh: true
    gateway:
      enabled: true
      discovery:
        locator:
          enabled: true  #开启从注册中心动态创建路由的功能，利用微服务名进行路由
          lower-case-service-id: true
          filters:
            - args[name]: serviceId
              name: Hystrix
          predicates:
            - args[pattern]: '"''/''+serviceId+''/**''"'
              name: Path
      routes:
        - id: blog
          uri: https://blog.csdn.net/
          predicates:
            - Path=/csdn
        - id: blog1
          uri: https://blog.csdn.net/
          predicates:
            - Path=/blog1/**
          filters:
            - RewritePath=/blog1/(?<segment>.*), /$\\segment
        # 代理前  http://192.168.68.1:9999/blog1/crazymakercircle/article/details/80208650
        #  代理后  https://blog.csdn.net/crazymakercircle/article/details/80208650
        - id: service_provider_demo_route
          uri: lb://service-provider-demo
          predicates:
            - Path=/provider/**
        - id: service_provider_demo_route_filter
          uri: lb://service-provider-demo
          predicates:
            - Path=/filter/**
          filters:
            - RewritePath=/filter/(?<segment>.*), /provider/$\\segment
            - UserIdCheck
        - id: service_consumer_demo_route
          uri: lb://service-consumer-demo
          predicates:
            - Path=/consumer/**
        - id: sentinel_demo_provider_route
          uri: lb://sentinel-demo-provider
          predicates:
            - Path=/sentinel-demo/**
        - id: uaa-provider_route
          uri: lb://uaa-provider
          predicates:
            - Path=/uaa-provider/**
    sentinel:
      transport:
        dashboard: cdh1:8849 #配置Sentinel dashboard地址
        port: 8719   #这里配置的是本地端口
      eager: true
    inetutils:
      timeout-seconds: 10
      preferred-networks: $SCAFFOLD_PREFERRED_NETWORKS:192.168.68.
      prefer-ip-address: true  #访问路径可以显示IP地址


ribbon:
  eager-load:
    enabled: true # 开启Ribbon的饥饿加载模式，启动时创建 RibbonClient
  MaxAutoRetries: 1 # 同一台实例的最大重试次数，但是不包括首次调用，默认为1次
  MaxAutoRetriesNextServer: 2  # 重试负载均衡其他实例的最大重试次数，不包括首次调用，默认为0次
  OkToRetryOnAllOperations: true  # 是否对所有操作都重试，默认false
  ServerListRefreshInterval: 2000 # 从注册中心刷新服务器列表信息的时间间隔，默认为2000毫秒，即2秒
  retryableStatusCodes: 400,401,403,404,500,502,504
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RetryRule #配置规则 重试
  ConnectTimeout: 3000  #连接建立的超时时长，默认1秒
  ReadTimeout: 3000 #处理请求的超时时间，默认为1秒
  MaxTotalConnections: 1000  # 最大连接数
  MaxConnectionsPerHost: 1000  # 每个host最大连接数
  restclient:
    enabled: true


hystrix:
  threadpool:
    default:
      coreSize: 10 # 线程池核心线程数
      maximumSize: 20  # 线程池最大线程数
      allowMaximumSizeToDivergeFromCoreSize: true   # 线程池最大线程数是否有效
      keepAliveTimeMinutes: 10  # 设置可空闲时间，单位分钟
    demo-provider:
      coreSize: 20   # 线程池核心线程数
      maximumSize: 100   # 线程池最大线程数
      allowMaximumSizeToDivergeFromCoreSize: true   # 线程池最大线程数是否有效
      keepAliveTimeMinutes: 20  # 设置可空闲时间，单位分钟
  propagate:
    request-attribute:
      enabled: true
  command:
    default:  #全局默认配置
      execution:  #线程隔离相关配置
        timeout:
          enabled: true   #是否给方法执行设置超时时间，默认为true。一般我们不要改。
        isolation:
          strategy: THREAD    #配置请求隔离的方式，这里是默认的线程池方式。还有一种信号量的方式semaphore，使用比较少。
          thread:
            timeoutInMilliseconds: 100000  #方式执行的超时时间，默认为1000毫秒，在实际场景中需要根据情况设置
            interruptOnTimeout: true   #发生超时时是否中断方法的执行，默认值为true。不要改。
            interruptOnCancel: false  #是否在方法执行被取消时中断方法，默认值为false。没有实际意义，默认就好！
      circuitBreaker:   #熔断器相关配置
        enabled: true   #是否启动熔断器，默认为true，false表示不要引入 Hystrix。
        requestVolumeThreshold: 20     #启用熔断器功能窗口时间内的最小请求数，假设我们设置的窗口时间为10秒，
        sleepWindowInMilliseconds: 5000    #此配置的作用是指定熔断器打开后多长时间内允许一次请求尝试执行，官方默认配置为5秒。
        errorThresholdPercentage: 50   #窗口时间内超过50%的请求失败后就会打开熔断器将后续请求快速失败掉,默认配置为50
      metrics:
        rollingStats:
          timeInMilliseconds: 10000
          numBuckets: 10

# 暴露监控端点
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: '*'

nacos实现动态配置

使用nacos实现动态路由，以上两种方式都是实现的静态配置路径，只能应对部分场景，接下来配置nacos实现动态配置以及配置的存储，由于gateWay并没有适配nacos，需要自定义监听器：

@Component
@Slf4j
public class NacosDynamicRouteService implements ApplicationEventPublisherAware 
  private String dataId = "gateway-router";
  private String group = "DEFAULT_GROUP";
  @Value("$spring.cloud.nacos.config.server-addr")
  private String serverAddr;
  @Autowired
  private RouteDefinitionWriter routeDefinitionWriter;
  private ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher;
  private static final List<String> ROUTE_LIST = new ArrayList<>();
  @PostConstruct
  public void dynamicRouteByNacosListener() 
    try 
      ConfigService configService = NacosFactory.createConfigService(serverAddr);
      configService.getConfig(dataId, group, 5000);
      configService.addListener(dataId, group, new Listener() 
        @Override
        public void receiveConfigInfo(String configInfo) 
          clearRoute();
          try 
            if (StringUtil.isNullOrEmpty(configInfo)) //配置被删除
              return;
            
            List<RouteDefinition> gatewayRouteDefinitions = JSONObject.parseArray(configInfo, RouteDefinition.class);
            for (RouteDefinition routeDefinition : gatewayRouteDefinitions) 
              addRoute(routeDefinition);
            
            publish();
           catch (Exception e) 
            log.error("receiveConfigInfo error" + e);
          
        
        @Override
        public Executor getExecutor() 
          return null;
        
      );
     catch (NacosException e) 
        log.error("dynamicRouteByNacosListener error" + e);
    
  
  private void clearRoute() 
    for (String id : ROUTE_LIST) 
      this.routeDefinitionWriter.delete(Mono.just(id)).subscribe();
    
    ROUTE_LIST.clear();
  
  private void addRoute(RouteDefinition definition) 
    try 
      routeDefinitionWriter.save(Mono.just(definition)).subscribe();
      ROUTE_LIST.add(definition.getId());
     catch (Exception e) 
 log.error("addRoute error" + e);
    
  
  private void publish() 
    this.applicationEventPublisher.publishEvent(new RefreshRoutesEvent(this.routeDefinitionWriter));
  
  @Override
  public void setApplicationEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) 
    this.applicationEventPublisher = applicationEventPublisher;

在nacos中增加一个规则：

[
    "filters": [],
    "id": "baidu_route",
    "order": 0,
    "predicates": [
        "args": 
            "pattern": "/baidu"
        ,
        "name": "Path"
    ],
    "uri": "https://www.baidu.com"
]

访问网关的路由规则，能看到刚刚加入的规则，访问http://localhost:9022/baidu时请求直接被转发到百度的首页了。

服务发现路由predicates和filters的自定义定义

可以将网关配置为基于使用DiscoveryClient注册中心注册的服务发现路由。

要启用此功能，请设置spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled=true，并确保DiscoveryClient实现位于classpath上并已启用（如netflix eureka、consul或zookeeper）。

为注册中心路由配置断言和过滤器

默认情况下，网关为通过DiscoveryClient创建的路由定义单个断言和过滤器。

默认情况下，网关为通过DiscoveryClient创建的路由定义单个断言和过滤器。

默认断言是使用/serviceId/**定义的path断言，其中 serviceId 是DiscoveryClient中服务的ID。
默认过滤器是使用正则表达式 /serviceId/(?.*)和替换的/$remaining进行重写。这只是在请求被发送到下游之前从路径中截取掉 service id 。

注意

这个默认的过滤器，老版本没有，这就要命了

尼恩这几天做推送中台架构实操的时候，升级了一下 springcloud gateway，这就要要了命了

请求全部是404

而且由于响应式编程不是太好调试，不过，尼恩不吃这套，喜欢深入敌后，进入源码后，大概找到了 断言处理迭代 的地方，看到了 10多个过滤器

其中一个过滤器 rewrite，干了一件匪夷所思的事情，把后端服务的前缀给剔除了，如果前缀是 serviceId的话

这就是咱们的问题所在：赶巧的是，咱后端微服务，

以上是关于Springcloud gateway (史上最全)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

深入Java微服务之网关系列4: SpringCloud gateway详解（史上最全）

3W字吃透：微服务网关SpringCloud gateway底层原理和实操

深入Java微服务之网关系列3: SpringCloudalibaba gateway详解（史上最全）

全网最全讲解Spring Cloud Gateway，认真看完这一篇就够了！

Springcloud gateway (史上最全)

推荐：尼恩Java面试宝典（持续更新 + 史上最全 + 面试必备）具体详情，请点击此链接

1 SpringCloud Gateway 简介

1.1 本文姊妹篇 《Flux 和 Mono 、reactor实战 （史上最全）》

1.2 SpringCloud Gateway 特征

1.3 SpringCloud Gateway和架构

1.3.1 SpringCloud Zuul的IO模型

1.3.2 Webflux 服务器

1.3.3 Spring Cloud Gateway的处理流程

2 路由配置方式

2.1 基础URI路由配置方式

2.2 基于代码的路由配置方式

2.3 和注册中心相结合的路由配置方式

3 路由 匹配规则

说明：

3.1 Predicate 断言条件(转发规则)介绍

1.5.2 通过请求参数匹配

1.5.3 通过 Header 属性匹配

1.5.4 通过 Cookie 匹配

1.5.5 通过 Host 匹配

1.5.6 通过请求方式匹配

1.5.7 通过请求路径匹配

1.5.8 通过请求 ip 地址进行匹配

1.5.10 组合使用

3.2 过滤器规则（Filter）

过滤器规则（Filter）

PrefixPath

RedirectTo

RemoveRequestHeader

RemoveResponseHeader

RemoveRequestParameter

RewritePath

SetPath

SetRequestHeader

SetStatus

StripPrefix

RequestSize

Default-filters

3.3 通过代码进行配置

3.2 实现熔断降级

4 高级配置

4.1 分布式限流

4.2 健康检查配置

maven依赖

配置文件

4.3 统一配置跨域请求：

5 整合Nacos

maven依赖

服务发现配置：从Nacos获取微服务提供者清单

nacos实现动态配置

服务发现路由predicates和filters的自定义定义

为注册中心路由配置断言和过滤器

1.1 本文姊妹篇《Flux 和 Mono 、reactor实战（史上最全）》

3 路由匹配规则