本文介绍如何在 SpringCloud 项目中引入 Gateway 网关并完成网关服务的调用。Gateway 网关是一个在微服务架构中起到入口和路由控制的关键组件。它负责处理客户端请求，进行路由决策，并将请求转发到相应的微服务。Gateway 网关还可以实现负载均衡、安全认证、日志记录等功能，集中管理服务间的通信，提升整体系统的可维护性和安全性。通过 Gateway 网关，可以实现统一的访问点，简化客户端与后端微服务之间的交互，同时也能够更灵活地进行流量控制和监控。
一、Gateway网关介绍
Gateway 网关是一个基于 Spring Cloud 的 API 网关服务，它提供了路由、过滤、监控、日志等功能，用于统一管理和转发微服务的请求流量。作为微服务架构中的入口点，Gateway 网关可以实现负载均衡、安全认证、请求转发等功能，提高了系统的安全性、可用性和可维护性。
网关的作用：
- 对用户请求做身份认证、权限校验
- 将用户请求路由到微服务，并实现负载均衡
- 对用户请求做限流
含 Gateway 网关项目结构示意图：
001 10 - SpringCloud-Gateway网关的使用二、搭建Gateway网关
搭建Gateway网关需要以下步骤：
1、创建Gateway模块
我们需要的开发环境中创建一个新的Spring Boot项目。 不会创建的可以参考我之前的文章：SpringCloud-创建多模块项目
在SpringCloud项目上我们创建Gateway模块，我命名为 springcloud-gateway。
2、引入SpringCloud-Gateway依赖
在 springcloud-gateway 项目的 pom.xml 文件中引入 Spring Cloud Gateway 的依赖。
代码语言：xml复制<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>3、配置路由规则
编辑 applicatin.yml，配置 Gateway 网关的路由规则，包括定义路由路径、目标服务等信息。
代码语言：yaml复制server:
port: 8090
spring:
application:
name: springcloud-gateway
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true # 开启自动路由
routes: # 网关路由配置
- id: gateway-service # 路由id，自定义，唯一
uri: lb://target # 路由的目标地址，lb表示负载均衡
predicates: # 路由断言，判断请求是否符合路由规则
- Path=/gateway/** # 要求请求路径以/user/开头，否则404
filters:
- StripPrefix=1 # 转发请求时uri过滤掉/gateway我们添加了动态路由，这里的动态路由属性可以自动让网关的转发请求负载均衡。
这里我们用到了一个 Path 断言，要求请求路径以 /user/ 开头，否则请求会返回404 (未找到服务) 。这里我们还用到了一个过滤器，让网关转发请求时，去掉前缀 /gateway。断言工厂和过滤器的概念我们在下文进行详细讲解。
4、添加断言
在Spring Cloud Gateway中，断言（Predicate）用于定义请求匹配的条件，从而决定是否应用某个过滤器链。以下是一些常见的Gateway断言种类和相应的示例：
断言种类 | 匹配规则 | 示例 |
|---|---|---|
Path | 根据请求的路径进行匹配。 | – Path=/api/**匹配路径为 “/api/**” 的请求。 |
Method | 根据请求的HTTP方法进行匹配。 | – Method=GET匹配GET请求。 |
Header | 根据请求的头部信息进行匹配。 | – Header=Authorization, d 匹配包含 “Authorization” 头部的请求。 |
Host | 根据请求的主机名进行匹配。 | – Host=example.com匹配主机名为 “example.com” 的请求。 |
Query | 根据请求的查询参数进行匹配。 | – Query=category, w 匹配包含 “category” 参数的请求。 |
Cookie | 根据请求的Cookie进行匹配。 | – Cookie=sessionId, d 匹配包含名为 “sessionId” 的Cookie的请求。 |
Combining | 将多个断言组合成一个逻辑条件，实现更复杂的匹配。 | – Path=/api/** AND Method=GET同时匹配路径为 “/api/**” 且是GET请求的请求。 |
下面来举个例子：
代码语言：yaml复制server:
port: 8090
spring:
application:
name: springcloud-gateway
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true # 开启自动路由
routes:
- id: gateway-service
uri: lb://target
predicates:
- Header=Authorization, Bearer 831B175-D251501-31A3F301-711636-9CAE这里用到的最常用的 Header 断言中的鉴权断言，要求访问网关的请求必须在请求头里带有 <Authorization, Bearer 831B175-D251501-31A3F301-711636-9CAE> 的鉴权码，如果没有鉴权码或者鉴权码不匹配，则返回 404。
5、添加过滤器
Spring Cloud Gateway提供了丰富的过滤器种类，这些过滤器用于在请求进入网关或响应离开网关时执行各种操作。以下是一些常见的Gateway过滤器种类：
过滤器种类 | 过滤器作用 |
|---|---|
Pre Filters(前置过滤器) | AddRequestHeader: 添加请求头。 |
AddRequestParameter: 添加请求参数。 | |
ModifyRequestBody: 修改请求体。 | |
Route Filters(路由过滤器) | AddResponseHeader: 添加响应头。 |
AddResponseParameter: 添加响应参数。 | |
Hystrix: 集成Hystrix断路器，提供服务容错能力。 | |
Post Filters(后置过滤器) | SetStatus: 设置响应状态码。 |
ModifyResponseBody: 修改响应体。 | |
Error Filters(错误过滤器) | SendError: 处理请求发生错误时的操作。 |
ExceptionHandler: 自定义异常处理。 | |
Global Filters(全局过滤器) | GlobalFilter: 全局过滤器，适用于所有路由。 |
Ordered: 为过滤器设置顺序。 | |
Custom Filters(自定义过滤器) | 自定义实现GatewayFilter接口: 开发者可以通过实现该接口创建自定义的过滤器。 |
这些过滤器可以按照需求进行组合和配置，使得开发者可以在Gateway中实现各种复杂的请求和响应处理逻辑。通过合理配置过滤器，可以实现日志记录、认证授权、请求重试、熔断器等功能，提高网关的灵活性和可扩展性。
下面我们来举个例子：
代码语言：yaml复制server:
port: 8090
spring:
application:
name: springcloud-gateway
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true # 开启自动路由
routes:
- id: gateway-service
uri: lb://target
predicates:
- Path=/gateway/**
filters:
- StripPrefix=1
- AddRequestHeader=test_header, damon0806这里可以看到，我们在 routes（网关路由）下配置了 filters（过滤器）。
- StripPrefix=1：表示从请求的URI中去除前缀的数量。在这里，1 表示去除两级路径的前缀。例如，如果原始请求是 /path1/rest-of-the-uri，使用此配置后，转发到后端的请求 URI 将是 /rest-of-the-uri。
- AddRequestHeader=test_header, damon0806：表示在请求头中添加一个自定义的头部。具体来说，它添加了一个名为 test_header 的头部，其值为 damon0806。这可以用于在请求发送到后端服务时传递额外的信息或标识。
6、启动网关服务
编写 springcloud-gateway 的启动类，启动 Gateway 网关服务，使其开始监听和转发请求。
代码语言：java复制import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class SpringcloudGatewayApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringcloudGatewayApplication.class, args);
}
}7、测试路由
可以使用 Postman 等接口测试工具发送请求，测试 Gateway 网关是否能够正确转发请求到相应的微服务，以及断言工厂或者过滤器是否实现。
三、Gatway网关的作用
Gateway 网关作为微服务架构中的入口点，扮演着关键的角色。
其作用主要体现在以下几个方面：
作用点 | 详细描述 |
|---|---|
路由(Routing) | Gateway能够根据请求的路径，将请求路由到相应的微服务实例上。简化了服务调用的过程，使得客户端无需直接关注每个微服务的位置和细节。 |
负载均衡(Load Balancing) | Gateway支持负载均衡，可将请求均匀地分发到多个微服务实例，提高系统的可用性和性能。有效避免了单一服务实例的过载，提高了整体系统的稳定性。 |
过滤(Filtering) | Gateway可以通过过滤器实现对请求和响应进行处理，如添加、修改请求头、记录日志、认证、鉴权等操作。统一处理与安全、日志、性能等相关的逻辑，使得系统更加易于维护和管理。 |
熔断器(Circuit Breaker) | Gateway支持熔断器机制，当某个微服务出现故障或超时时，能够自动切换到备用服务，防止故障向下游传递。提高了系统的容错性，减少了因单一服务故障而导致整个系统不稳定的风险。 |
统一异常处理(Exception Handling) | Gateway可以统一处理微服务中的异常，提供友好的错误提示，防止细节泄露给客户端。提高了系统的安全性和用户体验，降低了对异常的不良影响。 |
协议转换(Protocol Transformation) | Gateway支持协议的转换，可以将外部请求转换成内部微服务所需的协议。降低了微服务之间的耦合度，允许使用不同的协议进行通信。 |
Gateway网关在微服务架构中承担了集中处理、管理和保护服务的责任，通过提供统一的入口和处理机制，使得微服务系统更加稳定、灵活和易于维护。
四、Gateway网关服务的调用
下面是前端 Ajax 调用网关服务的实例：
前端 JavaScript 代码：
代码语言：javascript复制$.ajax({
type: "POST",
url: "http://localhost:8090/gateway/getUserList",
data: {},
dataType: 'json'
});网关配置如下：
代码语言：yaml复制server:
port: 8090
spring:
application:
name: springcloud-gateway
cloud:
nacos:
server-addr: localhost:8848
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true # 开启自动路由
routes:
- id: gateway-service
uri: lb://target
predicates:
- Path=/gateway/**
filters:
- StripPrefix=1
- AddRequestHeader=test_header, damon0806当我们执行上述 Ajax 请求时，请求会被网关转发到 lb://target/getUserList 上。
五、Gateway网关总结
Gateway网关作为微服务架构中的关键组件，承担着诸多重要任务，为整个系统提供了一种高效、可靠的服务入口。以下是对Gateway网关的总结：
要点 | 要点详细内容 |
|---|---|
统一入口 | Gateway网关为微服务提供了一个统一的入口，客户端通过与网关交互，无需直接访问每个微服务，简化了服务调用的复杂性。 |
路由与负载均衡 | Gateway能够根据路由规则将请求动态转发到不同的微服务实例，同时支持负载均衡，提高了系统的可用性和性能。 |
过滤器与拦截 | 通过过滤器，Gateway网关能够在请求进入网关或响应离开网关时执行一系列操作，如鉴权、认证、日志记录等，增强了系统的安全性和可维护性。 |
熔断与异常处理 | Gateway网关支持熔断器机制，能够处理微服务的异常情况，避免故障的扩散。统一的异常处理机制提高了系统的稳定性和用户体验。 |
协议转换与透明性 | Gateway网关允许协议的转换，为微服务提供了透明的通信机制。这使得微服务之间可以使用不同的通信协议，提高了系统的灵活性。 |
集中式管理 | Gateway网关提供了集中管理微服务的能力，可以在一个地方配置和管理所有微服务的路由规则和过滤器，降低了系统的维护成本。 |
性能监控与日志记录 | Gateway网关可以通过集成性能监控工具和记录详细日志，帮助开发人员更好地了解系统的运行状况，方便进行性能优化和故障排查。 |
综上所述，Gateway网关在微服务架构中扮演了不可或缺的角色，通过集中化管理、智能路由和强大的过滤器机制，为构建高效、可扩展的微服务系统提供了有力支持。其优势在于简化了开发、提高了系统的可维护性，并在面对复杂的微服务架构时提供了一种优雅的解决方案。
