网关GateWay的基本概念和使用详解

芋道源码 2023-08-08 2197

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描述

一、网关的基本概念

SpringCloudGateway网关是所有微服务的统一入口。

1.1 它的主要作用是：

反向代理（请求的转发）

路由和负载均衡

身份认证和权限控制

对请求限流

1.2 相比于Zuul的优势：

SpringCloudGateway基于Spring5中提供的WebFlux，是一种响应式编程的实现，性能更加优越。

Zuul的实现方式比较老式，基于Servlet的实现，它是一种阻塞式编程，在高并发下性能性能不佳。

拓展：

其实Nginx也可以作为网关，但是要使用Nginx自主实现网关的相关功能，还需要借助lua脚本语言，学习成本是比较高的，现在一般也不会使用它来做网关，但是只按性能来讲Nginx，性能是最高的。

1.3 SpringCloudGateway架构图：

nginx

微服务只接收来自网关的请求，而其它直接访问微服务本身的请求拒绝。

这样可以极大保护微服务免受不法侵害。

同时在请求压力激增时，可以实施服务限流，保护微服务集群。

基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能

二、SpringBoot中配置GateWay

2.1 引入GateWay的Maven依赖

 

    org.springframework.cloud
    spring-cloud-starter-gateway

 

    com.alibaba.cloud
    spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery

2.2 配置application.yml文件

server:
  port: 10086   # 网关端口
spring:
  application:
    name: gateway # 服务名称
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848    # nacos 地址
    gateway:
      routes:         # 网关路由配置
        - id: user-service      # 路由id，自定义，只要唯一即可
          # uri: http://127.0.0.1:8081   # 路由的目标地址 (直接写死地址的方式，不推荐)
          uri: lb://userservice    # 路由的目标地址 lb是负载均衡，后面跟服务名称(推荐)
          predicates:       # 路由断言，判断请求是否符合路由规则的条件
            - Path=/user/**      # 按照路径匹配，以/user/开头的请求就符合要求
        - id: card-service
          uri: lb://cardservice
          predicates:
            - Path=/card/**

gateway配置中的注意点：

1.routes 后面的路由可以配置多个，相当于配置个数组，一个-开头的配置就是其中的一个数组元素。

2.uri为什么选择以服务名+负载均衡的方式？

主要是写死地址的话，今后如果userservice的地址变了，那么又要去修改yml配置文件。而lb://userservice可以让程序员一眼认出这是哪个微服务，以后地址变了也无需修改yml配置文件。

上述配置详解：

将 /user/**开头的请求，代理到lb://userservice。

将 /card/**开头的请求，代理到lb://cardservice。

lb是负载均衡，根据服务名拉取服务列表，实现负载均衡。

http://127.0.0.1:10086/user/99 就算是/user/**开头的请求，不要把协议、ip和端口计算在内。

有多少个需要配置的路由，都按上面的格式配置即可

基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序，支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能

三、GateWay路由配置详解

路由主要有四个配置：

路由id（id）

路由目标（uri）

路由断言（predicates）：判断路由的规则，

路由过滤器（filters）：对请求或响应做处理

3.1 路由id

当前路由的唯一标识。

3.2 路由目标

路由的目标地址，http代表固定地址，lb代表根据服务名负载均衡。

一般都不会选择写死http固定地址的方式。而是选择可维护性更强的lb根据服务名负载均衡的方式。

具体优势如上所言。

3.3 路由断言

路由断言主要用来判断路由的规则。

配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被Predicate Factory读取并处理。

例如Path=/user/**是按照路径匹配，这个规则是由org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory类来处理。

像这样的断言工厂在SpringCloudGateway还有十几个:

名称	说明	示例
After	是某个时间点后的请求	- After=2022-01-20T1427.789-07:00[Asia/Shanghai]
Before	是某个时间点之前的请求	- Before=2022-04-13T1547.433+08:00[Asia/Shanghai]
Between	是某两个时间点之前的请求	- Between=2021-01-20T1747.789-07:00[Asia/Shanghai], 2023-01-21T1747.789-07:00[Asia/Shanghai]
Cookie	请求必须包含某些cookie	- Cookie=chocolate
Header	请求必须包含某些header	- Header=asd, cas
Host	请求必须是访问某个host（域名）	- Host=baidu.com, jd.com
Method	请求方式必须是指定方式	- Method=GET,POST
Path	请求路径必须符合指定规则	- Path=/user/{params},/card/**
Query	请求参数必须包含指定参数	- Query=name, Jack
RemoteAddr	请求者的ip必须是指定范围	- RemoteAddr=192.168.1.1/24
Weight	权重处理

实际使用时，根绝业务要求选择使用即可。

不过一般来讲，最常用的是使用Path这种断言工厂，仅用它就能满足常见的需求了。

关于Path断言工厂的补充：

Path=/card/**代表以/card/路径开头的多级路径请求，这么写多级路径请求和一级路径请求都生效。

Path=/card/*代表以/card/路径开头的一级路径请求，这么写多级路径请求将不会生效。

今后如果有复杂的断言工厂配置，可以参照官网文档上的例子去实现。

3.4 路由过滤器（filters）

路由过滤器对请求或响应做处理。

nginx

客户端请求先找到路由，路由匹配时经过过滤器层层筛选，最终访问到微服务。

当然微服务的请求反悔时，也会经过过滤器的筛选，只不过我们一般只对请求过滤，而不会对响应过滤。

SpringCloudGateWay目前已经提供了34种不同的过滤器工厂。

常用的几个有：

名称	说明
AddRequestHeader	给当前请求添加一个请求头
RemoveRequestHeader	移除请求中的一个请求头
AddResponseHeader	给响应结果中添加一个响应头
RemoveResponseHeader	从响应结果中移除有一个响应头
RequestRateLimiter	限制请求的流量

3.4.1 请求头过滤器配置示例（局部过滤器）

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: user-service 
        uri: lb://userservice 
        predicates: 
        - Path=/user/** 
        filters:         # 过滤器配置
        - AddRequestHeader=token, test # 添加请求头

上述过滤器的含义：

给所有进入userservice的请求添加一个请求头。

请求头的key为token，value为test。

由于当前前过滤器写在微服务的userservice路由下，因此仅仅对访问微服务userservice的请求有效。

3.4.2 默认过滤器配置示例（全局过滤器）

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user-service 
          uri: lb://userservice 
          predicates: 
          - Path=/user/**
      default-filters:      # 默认过滤器配置
        - AddRequestHeader=token, test  # 添加请求头

default-filters的配置和routes平级。

只要配置在default-filters下面的过滤器，会对routes配置的所有路由都生效。

过滤器工厂官方文档：

今后如果有复杂的断言工厂配置，可以参照官网文档上的例子去实现。

四、自定义全局路由过滤器

有时候SpringCloudGateWay提供的过滤器工厂不能满足自己的要求。

可能有时候需要在过滤时做一些其它的逻辑操作。

那么这时候可以选择使用java代码自定义全局过滤器。

代码示例：

@Component
public class GateWayFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Override
    public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

        // 1.获取请求参数 
        //1.这里的request并不是servlet中的request  
        //2.返回值是一个多键的map集合、也就是说这个map集合的键可以重复
        MultiValueMap params = exchange.getRequest().getQueryParams();
        // 2.获取userName参数
        String userName = params.getFirst("userName");
        // 3.校验
        if ("root".equals(userName)) {
            // 放行
            return chain.filter(exchange);
        }
        // 4.拦截
        // 4.1.禁止访问，设置状态码
        exchange.getResponse().setStatusCode(500);
        // 4.2.结束处理
        return exchange.getResponse().setComplete();
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return -1;
    }
}

当有多个过滤器时，Order的值决定了过滤器的执行顺序。

数值越大优先级越低，负的越多，优先级越高。

设置Order的值有两种方式：

1. 实现Ordered接口，并且重写getOrder方法

@Component
public class GateWayFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Override
    public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return -1;
    }
}

2. 使用@Order注解

@Order(-1)
@Component
public class GateWayFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {

    }
}

五、过滤路由过滤器的执行顺序

5.1 过滤器的种类

SpringCloudGateWay中，有三种过滤器：

默认过滤器default-filters

只对具体某个路由生效的局部过滤器filters

使用java代码编写的全局过滤器GlobalFilter

5.2 过滤器的执行顺序

nginx

由上图知过滤器的执行顺序为：默认过滤器 → 当前路由过滤器 → 全局过滤器。

六、网关的跨域问题

6.1 跨域的概念和原理

跨域：请求位置和被请求位置不同源就会发生跨域。

这里的不同源包括两个点：

域名不同：www.baidu.com 和 www.taobao.com。（IP不同也是相同道理）

端口不同：127.0.0.1:8080和127.0.0.1:8081。

而浏览器又会禁止请求的发起者与服务端发生跨域AJAX请求。

如果发生了跨域请求，服务器端是能够正常响应的，但是响应的结果会被浏览器拦截。

6.2 跨域常见解决方案

使用CORS方式。

CORS是一个W3C标准，全称是"跨域资源共享"（Cross-origin resource sharing）。

它允许浏览器向跨源服务器，发出XMLHttpRequest请求，从而克服了AJAX只能同源使用的限制。

6.3 gateway中如何解决跨域问题

方式一：配置application.yml文件：

spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors: # 全局的跨域配置
        add-to-simple-url-handler-mapping: true # 解决options请求被拦截问题
               # options请求 就是一种询问服务器是否浏览器可以跨域的请求
               # 如果每次跨域都有询问服务器是否浏览器可以跨域对性能也是损耗
               # 可以配置本次跨域检测的有效期maxAge
               # 在maxAge设置的时间范围内，不去询问，统统允许跨域
        corsConfigurations:
          '[/**]':
            allowedOrigins:   # 允许哪些网站的跨域请求 
              - "http://localhost:8090"
            allowedMethods:   # 允许的跨域ajax的请求方式
              - "GET"
              - "POST"
              - "DELETE"
              - "PUT"
              - "OPTIONS"
            allowedHeaders: "*"  # 允许在请求中携带的头信息
            allowCredentials: true # 允许在请求中携带cookie
            maxAge: 360000    # 本次跨域检测的有效期(单位毫秒)
                  # 有效期内，跨域请求不会一直发option请求去增大服务器压力

方式二：使用编码方式定义配置类：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;
import org.springframework.web.cors.reactive.CorsUtils;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import org.springframework.web.server.WebFilter;
import org.springframework.web.server.WebFilterChain;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Configuration
public class CorsConfig {
    private static final String MAX_AGE = "18000L";

    @Bean
    public WebFilter corsFilter() {
        return (ServerWebExchange ctx, WebFilterChain chain) -> {
            ServerHttpRequest request = ctx.getRequest();
            // 使用SpringMvc自带的跨域检测工具类判断当前请求是否跨域
            if (!CorsUtils.isCorsRequest(request)) {
                return chain.filter(ctx);
            }
            HttpHeaders requestHeaders = request.getHeaders();                                  // 获取请求头
            ServerHttpResponse response = ctx.getResponse();                                    // 获取响应对象
            HttpMethod requestMethod = requestHeaders.getAccessControlRequestMethod();          // 获取请求方式对象
            HttpHeaders headers = response.getHeaders();                                        // 获取响应头
            headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_ORIGIN, requestHeaders.getOrigin());   // 把请求头中的请求源（协议+ip+端口）添加到响应头中（相当于yml中的allowedOrigins）
            headers.addAll(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_HEADERS, requestHeaders.getAccessControlRequestHeaders());
            if (requestMethod != null) {
                headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_METHODS, requestMethod.name());    // 允许被响应的方法（GET/POST等，相当于yml中的allowedMethods）
            }
            headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_CREDENTIALS, "true");          // 允许在请求中携带cookie（相当于yml中的allowCredentials）
            headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_EXPOSE_HEADERS, "*");                // 允许在请求中携带的头信息（相当于yml中的allowedHeaders）
            headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_MAX_AGE, MAX_AGE);                           // 本次跨域检测的有效期(单位毫秒，相当于yml中的maxAge)
            if (request.getMethod() == HttpMethod.OPTIONS) {                                    // 直接给option请求反回结果
                response.setStatusCode(HttpStatus.OK);
                return Mono.empty();
            }
            return chain.filter(ctx);                                                           // 不是option请求则放行
        };
    }

}

　　审核编辑：汤梓红

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