Spring Cloud系列教程(十八)：下一代网关服务Gateway-内置Filter(Finchley版本)

柔光的暖阳◎ 2023-02-21 11:59 140阅读 0赞

**官网文档：** https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.2.1.RELEASE/reference/html/

## 一. 前言 ##

Spring Cloud Gateway 根据过滤器`Filter`的作用范围划分为`GatewayFilter`和 `GlobalFilter`，二者区别如下：  
**GatewayFilter ：** `GatewayFilter`称为内置过滤器，需要通过 `spring.cloud.routes.filters`配置在具体路由下，只作用在当前路由上或者特定路由上，可以通过配置 `spring.cloud.default-filters`，表明作用在所有路由上，`GatewayFilter`允许以某种方式修改传入的`HTTP`请求或传出的`HTTP`响应。路由过滤器适用于特定路由。`Spring Cloud Gateway`提供了许多内置的`GatewayFilter`工厂。

**GlobalFilter：** `GlobalFilter`称为全局过滤器，不需要在配置文件中配置，作用在所有的路由上，全局有效。

## 二. GatewayFilter（内置过滤器） ##

内置提供的网关过滤器用于拦截并链式处理 Web 请求，可以实现横切与应用无关的需求，比如：安全、访问超时的设置等。修改传入的 HTTP 请求或传出 HTTP 响应。Spring Cloud Gateway 包含许多内置的网关过滤器工厂一共有 22 个，包括头部过滤器、 路径类过滤器、Hystrix 过滤器和重写请求 URL 的过滤器， 还有参数和状态码等其他类型的过滤器。根据过滤器工厂的用途来划分，可以分为以下几种：Header、Parameter、Path、Body、Status、Session、Redirect、Retry、RateLimiter 和 Hystrix。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1RoaW5raW5nY2Fv_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 三. 内置GatewayFilter介绍 ##

**参考：** https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-gateway/2.2.1.RELEASE/reference/html/\#the-addrequestheader-gatewayfilter-factory

Spring Cloud Gateway中内置了很多过滤器，实现类有二十多个，下面挑一些常见的重点列举一下：

### 3.1 AddRequestHeader ###

给请求加上一条header信息；

spring:
      application:
        name: api-gateway   # 应用名称
      cloud:
        gateway:
          discovery:
            locator:
              # 是否与服务发现组件进行结合，通过 serviceId 转发到具体服务实例。
              enabled: true # 是否开启基于服务发现的路由规则
              lower-case-service-id: true # 是否将服务名称转小写
          # 路由规则
          routes:
            #通过Path匹配路由
            - id: product-service        # 路由 ID，唯一
              uri: lb://product-service  # 目标 URI，路由到微服务的地址
              predicates:                # 断言（判断条件）
                - Path=/product/**       # 匹配对应 URL 的请求，将匹配到的请求追加在目标 URI 之后
              filters:
                - AddRequestHeader=X-Request-red, blue

此清单将X-Request-red:blue标头添加到所有匹配请求的下游请求的标头中。

### 3.2 AddRequestParameter ###

给请求加上Paramter参数

这将添加red=blue到所有匹配请求的下游请求的查询字符串中。

### 3.3 AddResponseHeader ###

对网关的响应添加Header

这会将X-Response-Foo:Bar标头添加到所有匹配请求的下游响应的标头中。

### 3.4 StripPrefix ###

用于去除url的前缀

上面这个配置的例子表示，当请求路径匹配到`/product/**`会将包含`product`和后边的字符串接去掉转发， `StripPrefix=1`就代表截取路径的个数，这样配置后当请求`http://127.0.0.1:8015/product/getProductInfo`后端匹配到的请求，路由转发后的路径就会变成`http://127.0.0.1:8016/getProductInfo`，说明请求路径中的`/product/`已经被截取。

### 3.5 PrefixPath ###

PrefixPath Filter 的作用和 StripPrefix 正相反，是在 URL 路径前面添加一部分的前缀。

### 3.6 Retry ###

当求出现异常时进行重试  
重试GatewayFilter工厂支持以下参数：

*  **retries：** 应尝试的重试次数。
 *  **statuses：** 应重试的HTTP状态代码，以表示org.springframework.http.HttpStatus。
 *  **methods：** 应重试的HTTP方法，以表示org.springframework.http.HttpMethod。
 *  **series：** 要重试的一系列状态代码，使用表示org.springframework.http.HttpStatus.Series。
 *  **exceptions：** 应重试的引发异常的列表。
 *  **backoff：** 为重试配置的指数补偿。重试在的退避间隔后执行firstBackoff \* (factor ^ n)，其中n为迭代。如果maxBackoff已配置，则应用的最大补偿限制为maxBackoff。如果basedOnPreviousValue为true，则使用计算退避prevBackoff \* factor。

`Retry`如果启用了以下默认过滤器配置：

*  **retries：** 3次
 *  **series：** 5XX系列
 *  **methods：** GET方法
 *  **exceptions：** IOException和TimeoutException
 *  **backoff：** 禁用

以下清单配置了Retry `GatewayFilter`：

**例子3.6. application.yml**

spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
          - id: retry_test
            uri: http://localhost:8080/flakey
            predicates:
            - Host=*.retry.com
            filters:
            - name: Retry
              args:
                retries: 3
                statuses: BAD_GATEWAY
                backoff:
                  firstBackoff: 10ms
                  maxBackoff: 50ms
                  factor: 2
                  basedOnPreviousValue: false

### 3.7 Hystrix ###

Hystrix是Netflix的一个库，用于实现断路器模式。Hystrix GatewayFilter允许您将断路器引入网关路由，保护您的服务免受级联故障的影响，并在下游故障时提供后备响应。

要GatewayFilter在项目中启用Hystrix 实例，请spring-cloud-starter-netflix-hystrix从Spring Cloud Netflix添加依赖项。

Hystrix GatewayFilter工厂需要一个name参数，即参数的名称HystrixCommand。以下示例配置Hystrix GatewayFilter：

<dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId>
    </dependency>

**例子3.7. application.yml**

spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
          - id: hystrix_route
            uri: https://example.org
            filters:
            - Hystrix=myCommandName

这会将其余过滤器包装在HystrixCommand命令名称为的中myCommandName。

Hystrix过滤器还可以接受可选fallbackUri参数。当前，仅forward:支持计划的URI。如果调用了后备，则请求将转发到与URI匹配的控制器。以下示例配置了这种后备：

**例子21. application.yml**

spring:
      cloud:
        gateway:
          routes:
          - id: hystrix_route
            uri: lb://backing-service:8088
            predicates:
            - Path=/consumingserviceendpoint
            filters:
            - name: Hystrix
              args:
                name: fallbackcmd
                fallbackUri: forward:/incaseoffailureusethis

`fallbackUri: forward:/incaseoffailureusethis`配置了`fallback`时要回调的路径，当调用 `Hystrix`的`fallback`被调用时，请求将转发到`/incaseoffailureuset`这个 `URI`。

您可以使用应用程序属性设置全局默认值或逐条路由配置Hystrix的超时时间（例如超时），要为上述显示的示例路由设置五秒钟的超时时间，可以使用以下配置：

hystrix:
      command:
        default:
          execution:
            timeout:
              enabled: true
            isolation:
              thread:
                timeoutInMilliseconds: 5000

`Ribbon+Feign+Hystrix`完成配置超时设置：

feign:
      hystrix:
        enabled: true
    hystrix:
      command:
        default:
          execution:
            timeout:
              enabled: true
            isolation:
              thread:
                timeoutInMilliseconds: 5000
    ribbon:
      ReadTimeout: 5000
      ConnectTimeout: 5000

## 四. 自定义GatewayFilter ##

创建一个自定的filter,功能：打印请求的耗时

/** * 自定义GatewayFilter * 打印一条请求下的耗时 */
    public class RequestTimeFilter implements GatewayFilter, Ordered { 
    
        private static final Log log = LogFactory.getLog(GatewayFilter.class);
        private static final String REQUEST_TIME_BEGIN = "requestTimeBegin";
    
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) { 
    
            exchange.getAttributes().put(REQUEST_TIME_BEGIN, System.currentTimeMillis());
            return chain.filter(exchange).then(
                    Mono.fromRunnable(() -> { 
                        Long startTime = exchange.getAttribute(REQUEST_TIME_BEGIN);
                        if (startTime != null) { 
                            log.info(exchange.getRequest().getURI().getRawPath() + ": " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
                        }
                    })
            );
    
        }
    
        @Override
        public int getOrder() { 
            return Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
        }
    }

**代码解析：**  
Ordered中的int getOrder()方法是来给过滤器设定优先级别的，值越大则优先级越低。  
还有有一个filterI(exchange,chain)方法，在该方法中，先记录了请求的开始时间，并保存在ServerWebExchange中，此处是一个“pre”类型的过滤器，然后再chain.filter的内部类中的run()方法中相当于"post"过滤器，在此处打印了请求所消耗的时间。  
然后将该过滤器注册到router中，代码如下：

@Bean
    public RouteLocator customerRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) { 
        return builder.routes()
                .route(r -> r.path("/demo/**")
                        .filters(f -> f.filter(new RequestTimeFilter()))
                        .uri("http://httpbin.org:80/get")
                        .order(0)
                        .id("customer_filter_router")
                )
                .build();
    }

执行程序，会打印出方法的耗时

## 五. 自定义过滤器工厂 ##

### 4.1 继承AbstractGatewayFilterFactory ###

使用GatewayFilter，将应用注册到单个路由或一个分组的路由上，做一个可配置是否开启的打印请求耗时的过滤器开关，为Boolean类型值。

@Component
    @Slf4j
    public class RequestTimeGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<RequestTimeGatewayFilterFactory.Config> { 
    
        private static final String KEY = "flag";
    
        /** * 封装yml传进来的参数 */
        @Override
        public List<String> shortcutFieldOrder() { 
            return Arrays.asList(KEY);
        }
    
        public RequestTimeGatewayFilterFactory() { 
            super(Config.class);
        }
    
        /** * 实现拦截逻辑 */
        @Override
        public GatewayFilter apply(Config config) { 
            return (exchange, chain) -> { 
                //pre过滤器
                exchange.getAttributes().put("requestTimeGateway", System.currentTimeMillis());
                return chain.filter(exchange).then(
                        Mono.fromRunnable(() -> { 
                            //post过滤器
                            Long startTime = exchange.getAttribute("requestTimeGateway");
                            if (startTime != null) { 
                                log.debug("请求路径：{},耗时：{}ms",exchange.getRequest().getURI().getRawPath(),System.currentTimeMillis() - startTime);
                                if (config.isFlag()) { 
                                    log.debug("参数：{}",exchange.getRequest().getQueryParams());
                                }
                            }
                        })
                );
            };
        }
    
        /** * 参数 */
        public static class Config { 
            private boolean flag;
            public boolean isFlag() { 
                return flag;
            }
            public void setFlag(boolean flag) { 
                this.flag = flag;
            }
    
        }
    }

在上面的代码中 apply(Config config)方法内创建了一个GatewayFilter的匿名类，具体的实现逻辑跟之前一样，只不过加了是否打印请求参数的逻辑，而这个逻辑的开关是config.isFlag()。静态内部类类Config就是为了接收那个boolean类型的参数服务的，里边的变量名可以随意写，但是要重写List shortcutFieldOrder()这个方法。

需要注意的是，在类的构造器中一定要调用下父类的构造器把Config类型传过去，否则会报ClassCastException

最后，需要在工程的启动文件Application类中，向Srping Ioc容器注册RequestTimeGatewayFilterFactory类的Bean。

@Bean
    public RequestTimeGatewayFilterFactory elapsedGatewayFilterFactory() { 
       return new RequestTimeGatewayFilterFactory();
    }

### 4.2 application.yml配置项 ###

routes:
         #id标签配置的是router的id，每个router都需要一个唯一的id，
         - id: api-a
           uri: lb://web-demo
           predicates:
           #根据路由断言
             - Path=/a/**
           filters:
             #是否开启请求参数的输出
             - RequestTime=false  #通过配置false或者true来决定是否开启打印时间的日志

现在可以通过配置RequestTime=false或者true来决定是否开启打印时间的日志了。

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