利用Spring Cloud Gateway Predicate优化微服务路由策略

一、Predicate简介

Spring Cloud Gateway 是 Spring 生态系统中用于构建 API 网关的框架，它基于 Project Reactor 和 Netty 构建，旨在提供一种高效且灵活的方式来处理 HTTP 请求和响应。

Spring Cloud Gateway 的路由配置中，predicates​（断言）用于定义哪些请求应该匹配特定的路由规则。

断言是Gateway在进行路由时，根据具体的请求信息如请求路径、请求方法、请求参数等进行匹配的规则。当一个请求的信息符合断言设置的条件时，Gateway就会将该请求路由到对应的服务上。

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根据源码可以看到Spring cloud gateway 的内置断言，可以看到核心10个内置Predicate

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在 Spring Cloud Gateway 的配置中，Predicate​ 通常通过 predicates​ 字段定义，配合路由配置一起使用。它可以基于以下方面来进行请求匹配：

• 路径匹配（Path）
• 请求方法匹配（Method）
• 请求头匹配（Header）
• 请求参数匹配（Query Param）
• IP 地址匹配（IP）
• 主机名匹配（Host）
• 负载均衡支持（lb://）

Spring Cloud Gateway除了提供一系列内置的断言工厂，同时也支持自定义断言。

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二、常见 Predicate 类型

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2.1 Path Predicate

Path Predicate 用于根据请求的路径进行匹配。

predicates:
  - Path=/api/**  # 匹配以 /api/ 开头的请求路径

• 示例：Path=/api/**​ 匹配请求路径以 /api/​ 开头的所有请求，包括 /api/v1/users​、/api/v2/orders​ 等。
• 通配符：
  • **​ 表示匹配任意路径段。
  • *​ 表示匹配单个路径段。

示例：

spring:
  application:
    name: spring-cloud-gateway-sample
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: blog
          uri: http://blog.abc.com
          predicates:
            # 匹配路径转发
            - Path=/api-boot-datasource-switch.html
# 端口号
server:
  port: 9090
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在上面的配置中，当访问http://localhost:9090/api-boot-datasource-switch.html​时就会被自动转发到http://blog.abc.com/api-boot-datasource-switch.html​，这里要注意完全匹配Path​的值时才会进行路由转发

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2.2 Method Predicate

Method Predicate 用于根据请求的方法类型（GET、POST、PUT 等）进行匹配。

predicates:
  - Method=GET  # 仅匹配 GET 请求

• 示例：Method=POST​ 只会匹配 HTTP POST 方法的请求。

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2.3 Header Predicate

Header Predicate 用于根据请求中的某些头信息进行匹配。

predicates:
  - Header=Content-Type=application/json  # 匹配 Content-Type 头为 application/json 的请求

• 示例：Header=X-Custom-Header=foo​ 匹配请求头中 X-Custom-Header​ 值为 foo​ 的请求。

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2.4 Query Param Predicate

Query Param Predicate 用于根据请求 URL 中的查询参数进行匹配。

predicates:
  - Query=type=admin  # 匹配 URL 中包含 ?type=admin 的请求

• 示例：Query=user=admin​ 匹配 URL 中查询参数 user=admin​ 的请求，如 https://example.com?user=admin​。

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2.5 Host Predicate

Host Predicate 用于根据请求的 Host​ 头进行匹配。

predicates:
  - Host=example.com  # 匹配 Host 头为 example.com 的请求

• 示例：Host=*.example.com​ 匹配 example.com​ 域名下的所有子域名，如 api.example.com​、blog.example.com​ 等。

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2.6 IP Predicate

IP Predicate 用于根据请求源 IP 地址进行匹配。

predicates:
  - Ip=192.168.1.0/24  # 匹配来自 192.168.1.0/24 网段的请求

• 示例：Ip=10.0.0.0/8​ 匹配来自 10.0.0.0/8​ 网段的请求。

2.7 Accept Predicate

Accept Predicate 用于根据请求的 Accept​ 头部进行匹配。

predicates:
  - Accept=application/json  # 匹配 Accept 头为 application/json 的请求

• 示例：Accept=text/html​ 匹配 Accept​ 头为 text/html​ 的请求。

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2.8 Composite Predicate

你可以将多个 Predicate 组合成一个复合条件，使用 and​、or​ 等逻辑操作符。

predicates:
  - Path=/api/** and Method=POST  # 请求路径以 /api/ 开头，且请求方法为 POST
  - Path=/api/** or Query=user=admin  # 请求路径以 /api/ 开头，或查询参数 user=admin

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2.9 Cookie

• 用途：匹配请求中的 Cookie。
• 示例： predicates: - Cookie=chocolate, choco\.value 匹配名为 chocolate​ 且值符合正则表达式 choco\.value​ 的 Cookie。

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2.10 After 和 Before

• 用途：基于时间戳匹配请求。
• 示例： predicates: - After=2024-01-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai] 匹配在指定日期之后发出的请求。 predicates: - Before=2024-01-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai] 匹配在指定日期之前发出的请求。

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2.11 Between

• 用途：结合 After​ 和 Before​，匹配某一时间段内的请求。
• 示例： predicates: - Between=2024-01-01T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai],2024-01-31T23:59:59+08:00[Asia/Shanghai]

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2.12 RemoteAddr

• 用途：匹配客户端 IP 地址或 CIDR 块。
• 示例： predicates: - RemoteAddr=192.168.1.1/24 匹配来自特定网段的请求。

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三、Predicate 的组合

Spring Cloud Gateway 允许你通过逻辑运算符（and​、or​）组合多个 Predicate，定义更复杂的路由匹配规则。你可以组合不同的 Predicate 来匹配路径、方法、头部、参数等。

示例 1：匹配路径为 /api/**​ 且请求方法为 POST 的请求：

predicates:
  - Path=/api/** and Method=POST

示例 2：匹配路径为 /api/**​ 或者查询参数 user=admin​ 的请求：

predicates:
  - Path=/api/** or Query=user=admin

示例 3：使用多个 and​ 来组合复杂的匹配条件：

predicates:
  - Path=/api/** and Method=GET and Header=Authorization=Bearer

这表示只有当请求路径为 /api/**​ 且请求方法为 GET​，且请求头中包含 Authorization: Bearer​ 时，才会匹配此路由。

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常用组合示例

1) 匹配 GET 请求并带有 ​Authorization​​ 头

predicates:
  - Method=GET and Header=Authorization=Bearer

2) 匹配特定域名和查询参数

predicates:
  - Host=api.example.com and Query=type=admin

3) 匹配路径和方法的组合

predicates:
  - Path=/products/** and Method=GET

4) 路径匹配和 IP 匹配

predicates:
  - Path=/api/** and Ip=192.168.1.0/24

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四、自定义断言

除了使用内置的断言工厂外，还可以通过实现自己的 GatewayFilterFactory​ 来创建自定义断言。这使得你可以根据业务逻辑添加更加复杂的匹配条件。

示例：自定义断言

假设我们想要创建一个名为 Custom​ 的自定义断言，它可以根据请求体中的 JSON 字段进行匹配。

import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import reactor.core.publisher.Mono;

public class CustomPredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<CustomPredicateFactory.Config> {

    public CustomPredicateFactory() {
        super(Config.class);
    }

    @Override
    public Mono<Boolean> applyAsync(Config config, ServerHttpRequest request) {
        // 实现具体的匹配逻辑
        return Mono.just(request.getHeaders().containsKey("Custom-Header"));
    }

    public static class Config {
        private String key;

        // Getters and setters
    }
}

然后在配置文件中引用这个自定义断言：

predicates:
  - name: Custom
    args:
      key: value

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总结

• ​Predicate​​ 是 Spring Cloud Gateway 中定义路由匹配条件的核心组件，通过多个 Predicate​ 条件，你可以灵活地匹配请求。
• 支持多种常见的匹配方式，包括路径、方法、头部、查询参数、IP、主机等。
• 可以组合多个 Predicate​ 以构建复杂的路由规则。
• 支持逻辑组合（如 and​、or​）来满足不同的路由需求。

通过灵活使用 Predicate​，你可以对不同的请求进行精准路由控制，从而实现高效的请求管理和流量分发。