SpringCloud Gateway 作为新一代网关，在性能上有很大提升，并且附加了诸如限流等实用的功能。本节主要讲解 Gateway 的一些实用功能的实例。 需要框架源码的朋友可以看我个人简介联系我。 推荐鸿鹄分布式云架构
源码
限流实战
开发高并发系统时有三把利器用来保护系统：缓存、降级和限流。API 网关作为所有请求的入口，请求量大，我们可以通过对并发访问的请求进行限速来保护系统的可用性。
目前限流提供了基于 Redis 的实现，我们需要增加对应的依赖，代码如下所示。
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId></dependency>
我们可以通过 KeyResolver 来指定限流的 Key，比如我们需要根据用户来做限流，或是根据 IP 来做限流等。
IP 限流
IP 限流的 Key 指定具体代码如下所示。
@Beanpublic KeyResolver ipKeyResolver() {
return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getRemoteAddress().getHostName());
}public static String getIpAddr(ServerHttpRequest request) {
HttpHeaders headers = request.getHeaders();
List<String> ips = headers.get("X-Forwarded-For");
String ip = "192.168.1.1";
if (ips != null && ips.size() > 0) {
ip = ips.get(0);
}
return ip;
}
用户限流
根据用户来做限流只需要获取当前请求的用户 ID 或者用户名，代码如下所示。
@BeanKeyResolver userKeyResolver() {
return exchange ->
Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("userId"));
}
接口限流
获取请求地址的 uri 作为限流 Key，代码如下所示。
@BeanKeyResolver apiKeyResolver() {
return exchange ->
Mono.just(exchange.getRequest().getPath().value());
}
然后配置限流的过滤器信息：
server: port: 8084spring: redis: host: 127.0.0.1 port: 6379 cloud: gateway: routes: - id: fsh-house uri: lb://fsh-house predicates: - Path=/house/** filters: - name: RequestRateLimiter args: redis-rate-limiter.replenishRate: 10 redis-rate-limiter.burstCapacity: 20 key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"
filter 名称必须是 RequestRateLimiter。
redis-rate-limiter.replenishRate：允许用户每秒处理多少个请求。
redis-rate-limiter.burstCapacity：令牌桶的容量，允许在 1s 内完成的最大请求数。
key-resolver：使用 SpEL 按名称引用 bean。
可以访问接口进行测试，这时候 Redis 中会有对应的数据：
127.0.0.1:6379> keys *1) "request_rate_limiter.{localhost}.timestamp"2) "request_rate_limiter.{localhost}.tokens"
大括号中就是我们的限流 Key，这里是 IP，本地的就是 localhost。
timestamp：存储的是当前时间的秒数，也就是 System.currentTimeMillis()/1000 或者 Instant.now().getEpochSecond()。
tokens：存储的是当前这秒钟对应的可用令牌数量。
熔断回退实战
在 Spring Cloud Gateway 中使用 Hystrix 进行回退需要增加 Hystrix 的依赖，代码如下所示。
<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId></dependency>
内置了 HystrixGatewayFilterFactory 来实现路由级别的熔断，只需要配置即可实现熔断回退功能。配置方式如下所示。
- id: user-serviceuri: lb://user-servicepredicates: - Path=/user-service/**filters: - name: Hystrixargs: name: fallbackcmdfallbackUri: forward:/fallback
上面配置了一个 Hystrix 过滤器，该过滤器会使用 Hystrix 熔断与回退，原理是将请求包装成 RouteHystrixCommand 执行，RouteHystrixCommand 继承于 com.netflix.hystrix.HystrixObservableCommand。
fallbackUri 是发生熔断时回退的 URI 地址，目前只支持 forward 模式的 URI。如果服务被降级，该请求会被转发到该 URI 中。
在网关中创建一个回退的接口，用于熔断时处理返回给调用方的信息，代码如下所示。
@RestControllerpublic class FallbackController {
@GetMapping("/fallback") public String fallback() {
return "fallback";
}
}
跨域实战
在 Spring Cloud Gateway 中配置跨域有两种方式，分别是代码配置方式和配置文件方式。
代码配置方式配置跨域，具体代码如下所示。
@Configurationpublic class CorsConfig {
@Bean public WebFilter corsFilter() {
return (ServerWebExchange ctx, WebFilterChain chain) -> {
ServerHttpRequest request = ctx.getRequest();
if (CorsUtils.isCorsRequest(request)) {
HttpHeaders requestHeaders = request.getHeaders();
ServerHttpResponse response = ctx.getResponse();
HttpMethod requestMethod = requestHeaders.getAccessControlRequestMethod();
HttpHeaders headers = response.getHeaders();
headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_ORIGIN, requestHeaders.getOrigin());
headers.addAll(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_HEADERS,
requestHeaders.getAccessControlRequestHeaders());
if (requestMethod != null) {
headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_METHODS, requestMethod.name());
}
headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_ALLOW_CREDENTIALS, "true");
headers.add(HttpHeaders.ACCESS_CONTROL_EXPOSE_HEADERS, "*");
if (request.getMethod() == HttpMethod.OPTIONS) {
response.setStatusCode(HttpStatus.OK);
return Mono.empty();
}
}
return chain.filter(ctx);
};
}
}
配置文件方式配置跨域：
spring: cloud: gateway: globalcors: corsConfigurations: '[/**]': allowedOrigins: "*" exposedHeaders: - content-type allowedHeaders: - content-type allowCredentials: true allowedMethods: - GET - OPTIONS - PUT - DELETE - POST
统一异常处理
Spring Cloud Gateway 中的全局异常处理不能直接使用 @ControllerAdvice，可以通过跟踪异常信息的抛出，找到对应的源码，自定义一些处理逻辑来匹配业务的需求。
网关是给接口做代理转发的，后端对应的是 REST API，返回数据格式是 JSON。如果不做处理，当发生异常时，Gateway 默认给出的错误信息是页面，不方便前端进行异常处理。
所以我们需要对异常信息进行处理，并返回 JSON 格式的数据给客户端。下面先看实现的代码，后面再跟大家讲一下需要注意的地方。
自定义异常处理逻辑，代码如下所示。
public class JsonExceptionHandler extends DefaultErrorWebExceptionHandler {
public JsonExceptionHandler(ErrorAttributes errorAttributes, ResourceProperties resourceProperties,
ErrorProperties errorProperties, ApplicationContext applicationContext) {
super(errorAttributes, resourceProperties, errorProperties, applicationContext);
}
/**
* 获取异常属性
*/ @Override protected Map<String, Object> getErrorAttributes(ServerRequest request, boolean includeStackTrace) {
int code = 500;
Throwable error = super.getError(request);
if (error instanceof org.springframework.cloud.gateway.support.NotFoundException) {
code = 404;
}
return response(code, this.buildMessage(request, error));
}
/**
* 指定响应处理方法为JSON处理的方法
*
* @param errorAttributes
*/ @Override protected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(ErrorAttributes errorAttributes) {
return RouterFunctions.route(RequestPredicates.all(), this::renderErrorResponse);
}
/**
* 根据code获取对应的HttpStatus
*
* @param errorAttributes
*/ @Override protected HttpStatus getHttpStatus(Map<String, Object> errorAttributes) {
int statusCode = (int) errorAttributes.get("code");
return HttpStatus.valueOf(statusCode);
}
/**
* 构建异常信息
*
* @param request
* @param ex
* @return */ private String buildMessage(ServerRequest request, Throwable ex) {
StringBuilder message = new StringBuilder("Failed to handle request [");
message.append(request.methodName());
message.append(" ");
message.append(request.uri());
message.append("]");
if (ex != null) {
message.append(": ");
message.append(ex.getMessage());
}
return message.toString();
}
/**
* 构建返回的JSON数据格式
*
* @param status 状态码
* @param errorMessage 异常信息
* @return */ public static Map<String, Object> response(int status, String errorMessage) {
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("code", status);
map.put("message", errorMessage);
map.put("data", null);
return map;
}
}
覆盖默认的配置，代码如下所示。 @Configuration
@EnableConfigurationProperties({ ServerProperties.class, ResourceProperties.class })public class ErrorHandlerConfiguration {
private final ServerProperties serverProperties;
private final ApplicationContext applicationContext;
private final ResourceProperties resourceProperties;
private final List<ViewResolver> viewResolvers;
private final ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer;
public ErrorHandlerConfiguration(ServerProperties serverProperties, ResourceProperties resourceProperties,
ObjectProvider<List<ViewResolver>> viewResolversProvider, ServerCodecConfigurer serverCodecConfigurer,
ApplicationContext applicationContext) {
this.serverProperties = serverProperties;
this.applicationContext = applicationContext;
this.resourceProperties = resourceProperties;
this.viewResolvers = viewResolversProvider.getIfAvailable(Collections::emptyList);
this.serverCodecConfigurer = serverCodecConfigurer;
}
@Bean @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE) public ErrorWebExceptionHandler errorWebExceptionHandler(ErrorAttributes errorAttributes) {
JsonExceptionHandler exceptionHandler = new JsonExceptionHandler(errorAttributes,
this.resourceProperties,this.serverProperties.getError(), this.applicationContext);
exceptionHandler.setViewResolvers(this.viewResolvers);
exceptionHandler.setMessageWriters(this.serverCodecConfigurer.getWriters());
exceptionHandler.setMessageReaders(this.serverCodecConfigurer.getReaders());
return exceptionHandler;
}
}
异常时如何返回 JSON 而不是 HTML？
在 org.springframework.boot.autoconfigure.web.reactive.error.DefaultErrorWeb-Exception-Handler 中的 getRoutingFunction() 方法就是控制返回格式的，源代码如下所示。
@Overrideprotected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(ErrorAttributes errorAttributes) {
return RouterFunctions.route(acceptsTextHtml(), this::renderErrorView).andRoute(RequestPredicates.all(), this::renderErrorResponse);
}
这里优先是用 HTML 来显示的，如果想用 JSON 显示改动就可以了，具体代码如下所示。
protected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(ErrorAttributes errorAttributes) {
return RouterFunctions.route(RequestPredicates.all(),this::renderErrorResponse);
}
getHttpStatus 需要重写
原始的方法是通过 status 来获取对应的 HttpStatus 的，具体代码如下所示。
protected HttpStatus getHttpStatus(Map<String, Object> errorAttributes) {
int statusCode = (int) errorAttributes.get("status");
return HttpStatus.valueOf(statusCode);
}
如果我们定义的格式中没有 status 字段的话，就会报错，因为找不到对应的响应码。要么返回数据格式中增加 status 子段，要么重写，在笔者的操作中返回的是 code，所以要重写，代码如下所示。
@Overrideprotected HttpStatus getHttpStatus(Map<String, Object> errorAttributes) {
int statusCode = (int) errorAttributes.get("code");
return HttpStatus.valueOf(statusCode);
}
重试机制
RetryGatewayFilter 是 Spring Cloud Gateway 对请求重试提供的一个 GatewayFilter Factory。配置方式如下所示。
spring: cloud: gateway: routes: - id: zuul-encrypt-service uri: lb://zuul-encrypt-service predicates: - Path=/data/** filters: - name: Retry args: retries: 3 series: SERVER_ERROR
上述代码中具体参数含义如下所示。
retries：重试次数，默认值是 3 次。
series：状态码配置（分段），符合某段状态码才会进行重试逻辑，默认值是 SERVER_ERROR，值是 5，也就是 5XX（5 开头的状态码），共有 5 个值，代码如下所示。
public enum Series {
INFORMATIONAL(1), SUCCESSFUL(2), REDIRECTION(3), CLIENT_ERROR(4), SERVER_ERROR(5);
}
上述代码中具体参数含义如下所示。
statuses：状态码配置，和 series 不同的是这里是具体状态码的配置，取值请参考 org.springframework.http.HttpStatus。
methods：指定哪些方法的请求需要进行重试逻辑，默认值是 GET 方法，取值代码如下所示。
public enum HttpMethod {
GET, HEAD, POST, PUT, PATCH, DELETE, OPTIONS, TRACE;
}
上述代码中具体参数含义如下所示。 exceptions：指定哪些异常需要进行重试逻辑。默认值是 java.io.IOException 和 org.springframework.cloud.gateway.support.TimeoutException。
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