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本文收录于github和gitee ，里面有我完整的Java系列文章，学习或面试都可以看看哦

（一）什么是微服务网关

后端写完所有的微服务之后，最终是要交给前端去调用。我们都知道每个微服务都有各自的端口号，如果前端直接通过IP加端口的方式去调用微服务会很麻烦。如果想对请求增加限制也会变得十分困难。这个时候微服务网关就出现了。

微服务网关又成为API网关，它是系统对外的唯一入口。APl网关封装了系统内部架构，为每个客户端提供一个定制的APl。API网关方式的核心要点是，所有的客户端和消费端都通过统一的网关接入微服务，在网关层处理所有的非业务功能。通常，网关也是提供REST/HTTP的访问API。服务端通过API-GW注册和管理服务。

听起来有些抽象，下面就做一张图给大家展示一下：前端的请求统一由微服务网关进行管理，微服务网关可以调用各个微服务，同时自身还有多种功能。

网络异常，图片无法展示

API网关的职责有身份验证、监控、负载均衡、缓存、请求分片与管理、静态响应处理，最重要的功能是和外界联系。

常见的API网关实现方式有Zuul，traefix，Spring Cloud Gateway等等。目前主流的微服务网关是Spring Cloud Gateway。

（二）Spring Cloud Gateway网关

Spring Cloud Gateway是Spring 官方基于Spring 5.0，Spring Boot 2.0和Project Reactor 等技术开发的网关，旨在为微服务架构提供一种简单而有效的统一的API路由管理方式，统一访问接口。Spring Cloud Gateway作为Spring Cloud 生态系中的网关，目标是替代Netflix ZUUL，其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/埋点，和限流等。

2.1 核心概念：

路由（route）：路由是网关最基础的部分，路由信息由一个ID，一个目的URL，一组断言工厂和一组Filter组成。

断言（predicates）：java8中的断言函数，Spring Cloud Gateway中的断言函数允许开发者去定义匹配来自Http Request中的任何信息。当断言为真时，则匹配路由。

过滤器（filter）：对请求和响应进行过滤

下面通过实践来操作微服务网关，本项目有依赖于Nacos与Sentinel，如果不需要这部分的内容可以在配置文件中去除。

2.2 搭建环境：

1、引入工程导入依赖

创建api_gateway_server工程，在工程中的pom.xml中导入依赖，项目全局依赖如下：

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><projectxmlns="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><groupId>com.javayz</groupId><artifactId>nacos-discovery-spring-cloud-gateway</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>nacos-discovery-spring-cloud-gateway</name><description>DemoprojectforSpringBoot</description><properties><java.version>1.8</java.version><projec.build.sourceEncoding>UTF-8</projec.build.sourceEncoding><project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding><spring-boot.version>2.3.0.RELEASE</spring-boot.version><spring-cloud-alibaba.version>2.2.1.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId></dependency><!--springcloudgateway--><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-spring-cloud-gateway-adapter</artifactId><version>1.7.2</version></dependency></dependencies><!--当前项目继承的依赖--><dependencyManagement><dependencies><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId><version>${spring-cloud-alibaba.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId><version>${spring-boot.version}</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId><version>Hoxton.SR3</version><type>pom</type><scope>import</scope></dependency></dependencies></dependencyManagement><build><plugins><plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><configuration><source>1.8</source><target>1.8</target><encoding>UTF-8</encoding></configuration></plugin><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId></plugin></plugins></build></project>

2、配置启动类

创建GatewayApplication类

@EnableDiscoveryClient@SpringBootApplicationpublicclassNacosDiscoverySpringCloudGatewayApplication {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
SpringApplication.run(NacosDiscoverySpringCloudGatewayApplication.class, args);
    }
}

3、编写配置文件

这里对配置文件的编写使用.yml格式的配置文件，在resource文件夹下创建applicaiion.yml。这里需要注意的是gateway下routes的配置，首先用id自定义网关；接着定义uri，意思是当访问的是9090端口（即访问的是网关时），就自动把ip和端口号变成该uri；最后写断言predicates，这里的Path=/index/** 指得是自动匹配 /index/**的路径。当请求地址为http://localhost:9090/index/1时，微服务网关会去访问http://nacos-discovery-consumer/index/1,这就是微服务网关调用微服务的功能。

server:
port: 9090spring:
application:
name: nacos-discovery-spring-cloud-gatewaycloud:
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true#启用discoveryClient网关集成,实现服务发现routes:
-id: route1uri: lb://nacos-discovery-consumer  #lb://表示负载均衡predicates:  #判断条件-Path=/test,/index/**

（三）路由配置详解

路由断言中有许多匹配规则，之前只介绍了Path，其实还有许多匹配规则

predicates:
#匹配一个时间，在这个时间之后发生的请求才能访问（格式是ZonedDateTime）-After=2021-03-14T11:31:08.377+08:00[Asia/Shanghai] 
#匹配一个时间，在这个时间之前发生的请求才能访问（ZonedDateTime）-Before=2021-03-14T11:31:08.377+08:00[Asia/Shanghai]
#匹配两个时间，在这个时间之间才能访问-Between=2021-03-14T11:31:08.377+08:00[Asia/Shanghai],2021-03-14T12:31:08.377+08:00[Asia/Shanghai] #路由断言之间#路由断言Cookie匹配，匹配给定名称（如master）或者正则表达式，如下面配置，请求的cookie中必须有token=master才能访问-Cookie=token,master#根据请求头信息匹配，使用方式和cookie类似-Header=XXX,XXX#根据host地址匹配-Host=**.somehost.org#根据请求方法匹配-Method=GET#根据请求路径进行匹配-Path=***#根据参数匹配，如果配置为token，则所有的请求必须要带上token=XXX-Query=token#根据远程IP匹配-RemoteAddr=192.168.1.1/24#权重,第一个参数是组名，第二个参数是权重，两个route下配置不同权重，会根据权重负载访问-Weight=group1,8

定义请求路径时，我们还可以据微服务名称拉取请求路径，下面是两种不同方法定义uri，实现同样的功能。

uri: http://127.0.0.1:9001  #当访问9090端口时，自动把ip和端口替换为此uriuri: lb://userservice #根据微服务名称拉取请求路径

总体的配置：

server:
port: 9090spring:
application:
name: nacos-discovery-spring-cloud-gatewaycloud:
gateway:
discovery:
locator:
enabled: true#启用discoveryClient网关集成,实现服务发现routes:
-id: route1uri: lb://nacos-discovery-consumer  #lb://表示负载均衡predicates:  #判断条件-Path=/test,/index/**,/**nacos:discovery:server-addr: 192.168.78.128:8848username: nacospassword: nacossentinel:eager: truetransport:dashboard: localhost:8080

3.1 自定义断言配置

自定义断言的实现分为两步，假设我们现在要实现一个自定义的过滤器，规则是必须携带一个token，并且token要等于指定的值。

1、定义配置类：这里包含在配置文件要传入的对象值

@DatapublicclassTokenConfig {
privateStringtoken;
}

2、定义路由断言工厂：首先是命名必须是XXXRoutePredicateFactory，继承 AbstractRoutePredicateFactory

@Slf4j@ComponentpublicclassTokenRoutePredicateFactoryextendsAbstractRoutePredicateFactory<TokenConfig> {
publicTokenRoutePredicateFactory(){
super(TokenConfig.class);
    }
//用来把配置中的值变成一个集合@OverridepublicList<String>shortcutFieldOrder() {
returnCollections.singletonList("token");
    }
//通过jdk1.8的断言接口来返回true或者false，如果是true表示过滤器不拦截@OverridepublicPredicate<ServerWebExchange>apply(TokenConfigconfig) {
returnexchange->{
//获取request请求参数MultiValueMap<String,String>valueMap=exchange.getRequest().getQueryParams();
booleanflag=false;
List<String>list=newArrayList<>();
//将request请求的value保存到集合里valueMap.forEach((k,v)->{
list.addAll(v);
            });
//判断有没有和配置文件中相同的值for (Strings:list){
log.info("Token"+s);
if (StringUtils.equalsIgnoreCase(s,config.getToken())){
flag=true;
break;
                }
            }
returnflag;
        };
    }
}

最后在断言处写上我们自定义的内容:

predicates:  #判断条件-Path=/test,/index/**,/**- Token=javayz

只有链接是http://localhost:9090/sentinel/test1?token=javayz带上token=javayz的请求才能访问。

3.2 断言不匹配404页面自定义

SpringCloudGateway默认给出的404页面是

网络异常，图片无法展示

这样的页面实在不友好，我们可以通过自定义的方式让他返回一个JSON字符串

新建一个类叫做MyErrorWebExceptionHandler：

publicclassMyErrorWebExceptionHandlerextendsDefaultErrorWebExceptionHandler {
publicMyErrorWebExceptionHandler(ErrorAttributeserrorAttributes, ResourcePropertiesresourceProperties, ErrorPropertieserrorProperties, ApplicationContextapplicationContext) {
super(errorAttributes, resourceProperties, errorProperties, applicationContext);
    }
/*** 指定响应处理方法为JSON处理* @param errorAttributes* @return*/@OverrideprotectedRouterFunction<ServerResponse>getRoutingFunction(ErrorAttributeserrorAttributes) {
returnRouterFunctions.route(RequestPredicates.all(),this::renderErrorResponse);
    }
/*** 根据code获取对应的HttpStatus* @param errorAttributes* @return*/@OverrideprotectedintgetHttpStatus(Map<String, Object>errorAttributes) {
return (int) errorAttributes.get("status");
    }
/*** 构建异常信息* @param request* @param ex* @return*/privateStringbuildMessage(ServerRequestrequest,Throwableex){
StringBuilderbuilder=newStringBuilder("Failed to handle request:");
builder.append(request.methodName());
builder.append(" ");
builder.append(request.uri());
if (ex!=null){
builder.append(ex.getMessage());
        }
returnbuilder.toString();
    }
/*** 返回的json数据* @param status* @param errorMsg* @param data* @return*/publicstaticMap<String,Object>response(intstatus,StringerrorMsg,Objectdata){
Map<String,Object>map=newHashMap<>();
map.put("code",status);
map.put("message",errorMsg);
map.put("data",data);
returnmap;
    }
}

再编写一个配置类，将自定义的异常页面代码注入到Bean容器中：

@ConfigurationpublicclassGatewayConfiguration {
privatefinalServerPropertiesserverProperties;
privatefinalApplicationContextapplicationContext;
privatefinalResourcePropertiesresourceProperties;
privatefinalList<ViewResolver>viewResolvers;
privatefinalServerCodecConfigurerserverCodecConfigurer;
publicGatewayConfiguration(ServerPropertiesserverProperties, ApplicationContextapplicationContext, ResourcePropertiesresourceProperties, ObjectProvider<List<ViewResolver>>viewResolversProvider, ServerCodecConfigurerserverCodecConfigurer) {
this.serverProperties=serverProperties;
this.applicationContext=applicationContext;
this.resourceProperties=resourceProperties;
this.viewResolvers=viewResolversProvider.getIfAvailable(Collections::emptyList);
this.serverCodecConfigurer=serverCodecConfigurer;
    }
@Bean("myErrorWebExceptionHandler")
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
publicErrorWebExceptionHandlermyErrorWebExceptionHandler(ErrorAttributeserrorAttributes){
MyErrorWebExceptionHandlerexceptionHandler=newMyErrorWebExceptionHandler(
errorAttributes,
this.resourceProperties,
this.serverProperties.getError(),
this.applicationContext        );
exceptionHandler.setViewResolvers(this.viewResolvers);
exceptionHandler.setMessageWriters(this.serverCodecConfigurer.getWriters());
exceptionHandler.setMessageReaders(this.serverCodecConfigurer.getReaders());
returnexceptionHandler;
    }
}

最后访问到404就会以JSON的格式返回，方便调用方做处理。

网络异常，图片无法展示

(四）Spring Cloud Gateway过滤器

Spring Cloud Gateway除了具有请求路由功能之外，也支持对请求的过滤。

生命周期：

过滤器有两种生命周期，PRE和POST：

PRE：这种过滤器在请求被路由之前调用。我们可利用这种过滤器实现身份验证、在集群中选择请求的微服务、记录调试信息等。

POST：这种过滤器在路由到微服务以后执行。这种过滤器可用来为响应添加标准的HTTP Header、收集统计信息和指标、将响应从微服务发送给客户端等。

过滤器类型：

GatewayFilter：应用到单个路由或者一个分组的路由上

GlobalFilter：应用到所有的路由上

局部过滤器可以使用Spring Cloud Gateway内置的方法，在官网中

（docs.spring.io/spring-clou…

网络异常，图片无法展示

官方过滤器：

这里简单介绍几个：

spring:  cloud:    gateway:      routes:      - id: add_request_header_route
        uri: https://example.org
        filters:        - AddRequestHeader=X-Request-red, blue

添加AddRequestHeader过滤器后，每次请求转发给微服务后都会在header种增加一个X-Request-red。

-AddRequestParameter=red, blue

添加Request参数，每次请求转发给微服务后都会增加一个请求参数。

自定义全局过滤器： 创建一个Filter包，在包下新建GatewayFilter类，自定义全局过滤器需要继承GlobalFilter, Ordered接口，并重写接口的两个方法

@ComponentpublicclassGatewayFilterimplementsGlobalFilter, Ordered {
//在里面写过滤器的逻辑@OverridepublicMono<Void>filter(ServerWebExchangeexchange, GatewayFilterChainchain) {
System.out.println("进入了过滤器");
//表示继续向下执行returnchain.filter(exchange);
    }
//过滤器的优先级，数值越小，优先级越高@OverridepublicintgetOrder() {
return0;
    }
}

通过访问可以看到控制台上出现了打印的信息。

模拟用户认证过程：

全局过滤器可以实现对全局的用户验证。修改gatewayFilter，编写失败的逻辑，如果获取到的request请求中第一个属性不是access-token或为空，则返回HttpStatus.UNAUTHORIZED的报错

@ComponentpublicclassGatewayFilterimplementsGlobalFilter, Ordered {
//在里面写过滤器的逻辑@OverridepublicMono<Void>filter(ServerWebExchangeexchange, GatewayFilterChainchain) {
System.out.println("进入了过滤器");
Stringtoken=exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("access-token");
if (token==null){
//如果不存在，认证失败System.out.println("没有登陆");
exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
returnexchange.getResponse().setComplete();
        }
returnchain.filter(exchange);
    }
//过滤器的优先级，数值越小，优先级越高@OverridepublicintgetOrder() {
return0;
    }
}

在浏览器中输入：http://localhost:9090/sentinel/test1，出现报错，因为没有access-token

在浏览器中输入：http://localhost:9090/sentinel/test1?access-token=1，获取正确结果。

(五) 网关限流

在实际环境中会遇到这样的问题，同一时间会有许多请求去调用微服务，大量请求的进入很有可能导致微服务被破环，因此限流就变得很重要。

5.1 常见的一些限流算法：

计数器算法：设定一个单位时间内的计数值，如果单位时间内访问的请求大于这个设定的值，则之后的请求都拒绝。直到单位时间内的值低于这个值才继续接收。

漏桶算法：我们可以把漏桶算法想象成一个漏斗。请求进来时先到漏斗中，然后按设定好的输出速率分配到微服务上。当一下子有很多请求进来时，只能在漏斗上等着。为了控制流量，需要设置两个变量：一个是桶的大小，另一个是漏斗流出的速率。

令牌桶算法：令牌桶算法是对漏桶算法的一种改进，相比于漏桶算法，令牌桶算法能允许一定程度的突发调用。令牌桶算法的原理：在令牌桶算法中，存在一个桶，用来存放固定数量的令牌，令牌会以一定速率放到桶中，桶中的令牌满了之后就不会再放令牌。当一个请求来临时，要先在令牌桶中拿到一个令牌，才能去调用微服务，当令牌桶中没有令牌的时候，后来到的请求就需要等待。令牌桶算法除了可以限流，还允许一定程度的突发调用：比如一个令牌桶的容量是100，在没有请求的时候，令牌桶中的令牌数量是满的。此时如果突然来了100个请求，那么这100个请求都能被立刻执行。

5.2 集成Sentinel进行限流

添加依赖

<dependency><groupId>com.alibaba.csp</groupId><artifactId>sentinel-spring-cloud-gateway-adapter</artifactId><version>1.7.2</version></dependency>

添加Sentinel配置：

spring:
cloud:
sentinel:
eager: truetransport:
dashboard: localhost:8080

将Sentinel过滤器注入到Bean容器中

@Bean@Order(-1)
publicGlobalFiltersentinelGatewayFilter(){
returnnewSentinelGatewayFilter();
}

这样就可以用Sentinel的方式对网关进行限流了。

对于限流后的错误提示，我们可以修改默认错误提示方式，改成自定义或者跳转到错误页面：

@ConfigurationpublicclassGatewayConfiguration {
privatefinalServerPropertiesserverProperties;
privatefinalApplicationContextapplicationContext;
privatefinalResourcePropertiesresourceProperties;
privatefinalList<ViewResolver>viewResolvers;
privatefinalServerCodecConfigurerserverCodecConfigurer;
publicGatewayConfiguration(ServerPropertiesserverProperties, ApplicationContextapplicationContext, ResourcePropertiesresourceProperties, ObjectProvider<List<ViewResolver>>viewResolversProvider, ServerCodecConfigurerserverCodecConfigurer) {
this.serverProperties=serverProperties;
this.applicationContext=applicationContext;
this.resourceProperties=resourceProperties;
this.viewResolvers=viewResolversProvider.getIfAvailable(Collections::emptyList);
this.serverCodecConfigurer=serverCodecConfigurer;
    }
//自定义一个错误处理@Bean(name="myBlockRequestHandler")
publicBlockRequestHandlermyBlockRequestHandler(){
BlockRequestHandlerblockRequestHandler=newBlockRequestHandler() {
@OverridepublicMono<ServerResponse>handleRequest(ServerWebExchangeserverWebExchange, Throwablethrowable) {
returnServerResponse.status(HttpStatus.BAD_GATEWAY)
                        .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                        .body(BodyInserters.fromValue("服务被限流了"));
            }
        };
returnblockRequestHandler;
    }
//用自定义的handler替换掉默认的，或者重定向@Bean@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
publicSentinelGatewayBlockExceptionHandlersentinelGatewayBlockExceptionHandler(BlockRequestHandlermyBlockRequestHandler){
//自定义Block处理GatewayCallbackManager.setBlockHandler(myBlockRequestHandler);
//重定向block处理//GatewayCallbackManager.setBlockHandler(new RedirectBlockRequestHandler("http://www.baidu.com"));returnnewSentinelGatewayBlockExceptionHandler(viewResolvers,serverCodecConfigurer);
    }
@Bean@Order(-1)
publicGlobalFiltersentinelGatewayFilter(){
returnnewSentinelGatewayFilter();
    }
}

5.3 网关实现跨域

这个和SpringBoot中解决跨域的思路类似，配置CorsConfig

@ConfigurationpublicclassCorsConfig {
@BeanpublicCorsWebFiltercorsWebFilter(){
CorsConfigurationconfiguration=newCorsConfiguration();
configuration.addAllowedHeader("*");
configuration.addAllowedMethod("*");
configuration.addAllowedOrigin("*");
UrlBasedCorsConfigurationSourcesource=newUrlBasedCorsConfigurationSource(newPathPatternParser());
source.registerCorsConfiguration("/*",configuration);
returnnewCorsWebFilter(source);
    }
}

（六）总结

本章内容比较多，但是把SpringCloudGateway基本会遇到的内容都讲解了一遍，希望对你有帮助。

基于SpringCloudGateway实现微服务网关

（一）什么是微服务网关

（二）Spring Cloud Gateway网关

2.1 核心概念：

2.2 搭建环境：

1、引入工程导入依赖

2、配置启动类

3、编写配置文件

（三）路由配置详解

3.1 自定义断言配置

3.2 断言不匹配404页面自定义

(四）Spring Cloud Gateway过滤器

(五) 网关限流

5.1 常见的一些限流算法：

5.2 集成Sentinel进行限流

5.3 网关实现跨域

（六）总结

微服务

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2、配置启动类

3、编写配置文件

（三） 路由配置详解

3.1 自定义断言配置

3.2 断言不匹配404页面自定义

(四）Spring Cloud Gateway过滤器

(五) 网关限流

5.1 常见的一些限流算法：

5.2 集成Sentinel进行限流

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