Spring Cloud Gateway 之 Filter

简介

网关经常需要对路由请求进行过滤，进行一些操作，如鉴权之后构造头部之类的，过滤的种类很多，如增加请求头、增加请求 参数 、增加响应头和断路器等等功能，这就用到了Spring Cloud Gateway 的 Filter。

作用

当我们有很多个服务时，比如下图中的user-service、goods-service、sales-service等服务，客户端请求各个服务的Api时，每个服务都需要做相同的事情，比如鉴权、限流、日志输出等。

对于这样重复的工作，可以在微服务的上一层加一个全局的权限控制、限流、日志输出的Api Gateway服务，然后再将请求转发到具体的业务服务层。这个Api Gateway服务就是起到一个服务边界的作用，外接的请求访问系统，必须先通过网关层。

生命周期

Spring Cloud Gateway 的 Filter 的生命周期不像 Zuul 的那么丰富，它只有两个：“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。

分类

Spring Cloud Gateway 的 Filter 从作用范围可分为另外两种GatewayFilter 与 GlobalFilter。

• 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。

Gateway filter

过滤器允许以某种方式修改传入的HTTP请求或传出的HTTP响应。过滤器的作用域为特定路由。Spring Cloud Gateway包含许多内置的GatewayFilter工厂。

官方文档都给出了这些过滤器工厂详细的使用案例，在这里我们讲解2个来演示下使用。

AddRequestHeader GatewayFilter Factory

application.yml如下：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: add_request_header_route
        uri: http://httpbin.org:80/get
        filters:
        - AddRequestHeader=X-Request-Foo, Bar
        predicates:
        - Method=GET

过滤器工厂会在匹配的请求头加上一对请求头，名称为X-Request-Foo，值为Bar。

RewritePath GatewayFilter Factory

在Nginx服务启中有一个非常强大的功能就是重写路径，Spring Cloud Gateway默认也提供了这样的功能，这个功能是Zuul没有。

application.yml如下：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: rewritepath_route
        uri: http://httpbin.org
        predicates:
        - Path=/foo/**
        filters:
        - RewritePath=/foo/(?<segment>.*), /$\{segment}

所有的/foo/**开始的路径都会命中配置的router。
请求http://httpbin.org/foo/get ，会转到http://httpbin.org/get，结果如下：

{
  "args": {
    
  },
  "headers": {
    "Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8",
    "Accept-Encoding": "gzip, deflate, br",
    "Accept-Language": "zh-CN,zh;q=0.9,zh-TW;q=0.8",
    "Cache-Control": "max-age=0",
    "Cookie": "Hm_lvt_0c0e9d9b1e7d617b3e6842e85b9fb068=1550127915; sensorsdata2015jssdkcross=%7B%22distinct_id%22%3A%22168eada0ded53b-0d5d8c3ba9b7a2-10316653-1296000-168eada0dee3ad%22%2C%22%24device_id%22%3A%22168eada0ded53b-0d5d8c3ba9b7a2-10316653-1296000-168eada0dee3ad%22%2C%22props%22%3A%7B%7D%7D; _gauges_unique_month=1; _gauges_unique_year=1; _gauges_unique=1",
    "Forwarded": "proto=http;host=\"127.0.0.1:8080\";for=\"127.0.0.1:62278\"",
    "Host": "httpbin.org",
    "Upgrade-Insecure-Requests": "1",
    "User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_14_3) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/72.0.3626.109 Safari/537.36",
    "X-Forwarded-Host": "127.0.0.1:8080",
    "X-Forwarded-Prefix": "/foo"
  },
  "origin": "127.0.0.1, 124.74.78.150, 127.0.0.1",
  "url": "https://127.0.0.1:8080/get"
}

自定义GatewayFilter

Spring Cloud Gateway内置了的过滤器工厂，足够是大部分场景使用，而且我们可以实现GatewayFilter和Ordered 这两个接口来自定义过滤器。代码如下：

/**
 * 统计某个或者某种路由的处理时长
 */
public class CustomerGatewayFilter implements GatewayFilter, Ordered {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger( CustomerGatewayFilter.class );
    private static final String COUNT_START_TIME = "countStartTime";

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        exchange.getAttributes().put(COUNT_START_TIME, Instant.now().toEpochMilli() );
        return chain.filter(exchange).then(
                Mono.fromRunnable(() -> {
                    long startTime = exchange.getAttribute(COUNT_START_TIME);
                    long endTime=(Instant.now().toEpochMilli() - startTime);
                    log.info(exchange.getRequest().getURI().getRawPath() + ": " + endTime + "ms");
                })
        );
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

上述代码中，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。需要将自定义的GatewayFilter 注册到router中，代码如下：

@Bean
public RouteLocator customerRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
    return builder.routes()
            .route(r -> r.path("/customer/**")
                    .filters(f -> f.filter(new CustomerGatewayFilter())
                            .addResponseHeader("X-Response-test", "test"))
                    .uri("http://httpbin.org:80/get")
                    .id("customer_filter_router")
            )
            .build();
}

使用 curl 测试，命令行输入：

curl http://localhost:8080/customer/555

控制台输出如下：

2019-02-22 10:39:47.840  INFO 1310 --- [ctor-http-nio-3] com.gf.config.CustomerGatewayFilter      : /customer/555: 314ms

自定义过滤器工厂

自定义GatewayFilter又有两种实现方式，一种是上面的直接 实现GatewayFilter接口，另一种是 自定义过滤器工厂（继承AbstractGatewayFilterFactory类） , 选择自定义过滤器工厂的方式，可以在配置文件中配置过滤器了。

@Component
public class CustomerGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory<CustomerGatewayFilterFactory.Config> {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger( CustomerGatewayFilterFactory.class );
    private static final String COUNT_START_TIME = "countStartTime";

    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList("enabled");
    }

    public CustomerGatewayFilterFactory() {
        super(Config.class);
        log.info("Loaded GatewayFilterFactory [CustomerGatewayFilterFactory]");
    }

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return (exchange, chain) -> {
            if (!config.isEnabled()) {
                return chain.filter(exchange);
            }
            exchange.getAttributes().put(COUNT_START_TIME, System.currentTimeMillis());
            return chain.filter(exchange).then(
                    Mono.fromRunnable(() -> {
                        Long startTime = exchange.getAttribute(COUNT_START_TIME);
                        if (startTime != null) {
                            StringBuilder sb = new StringBuilder(exchange.getRequest().getURI().getRawPath())
                                    .append(": ")
                                    .append(System.currentTimeMillis() - startTime)
                                    .append("ms");
                            sb.append(" params:").append(exchange.getRequest().getQueryParams());
                            log.info(sb.toString());
                        }
                    })
            );
        };
    }

    public static class Config {
        /**
         * 控制是否开启统计
         */
        private boolean enabled;

        public Config() {}

        public boolean isEnabled() {
            return enabled;
        }

        public void setEnabled(boolean enabled) {
            this.enabled = enabled;
        }
    }

}

application.yml 中 网关路由配置如下：

spring:
  profiles: elapse_route
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: elapse_route
          uri: http://httpbin.org:80/get
          filters:
          - Customer=true
          predicates:
          - Method=GET

使用 curl 测试，命令行输入：

curl http://localhost:8080/customer?foo=1

控制台输出如下：

2019-02-23 13:37:08.769  INFO 1700 --- [ctor-http-nio-3] c.g.config.CustomerGatewayFilterFactory  : /customer: 585ms params:{foo=[1]}

Global filter

Spring Cloud Gateway框架内置的GlobalFilter如下：

内置的 GlobalFilter 能够满足大多数的需求了，但是如果遇到特殊情况，内置满足不了我们的需求，还可以自定义GlobalFilter。

自定义GlobalFilter

下面的我们自定义一个GlobalFilter，去校验所有请求的请求参数中是否包含“token”，如何不包含请求参数“token”则不转发路由，否则执行正常的逻辑。

/**
 * Token 校验全局过滤器
 */
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger( AuthorizeFilter.class );

    private static final String AUTHORIZE_TOKEN = "token";

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        String token = exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst( AUTHORIZE_TOKEN );
        if ( StringUtils.isBlank( token )) {
            log.info( "token is empty ..." );
            exchange.getResponse().setStatusCode( HttpStatus.UNAUTHORIZED );
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }
        return chain.filter(exchange);
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }

}

使用 curl 测试，命令行输入：

curl http://localhost:8080/customer?foo=1

控制台输出如下：

token is empty ...

源码下载 : https://github.com/gf-huanchupk/SpringCloudLearning/tree/master/chapter13/springcloud-gateway-filter