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Spring Cloud Gateway 的三大核心概念：Route（路由）、Predicate（断言）和 Filter（过滤器）

知识点图片

Spring Cloud Gateway 是 Spring 官方推出的第二代微服务网关，旨在替代早期的 Zuul。它基于 Spring 5.0、Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 构建，具有响应式、非阻塞的特性。

要完全掌握 Spring Cloud Gateway，最核心的就是理解它的三大基石：Route（路由）、Predicate（断言） 和 Filter（过滤器）。

为了方便记忆，你可以用现实生活中的高铁乘车来类比：

  • Route（路由）：一张完整的高铁票（包含车次、目的地、检票口、安检要求）。
  • Predicate（断言）：检票机（判断你是不是这趟车、时间对不对、票是真的还是假的）。
  • Filter（过滤器）：安检员和乘务员（在进站时检查行李、出站时核验身份，或者在你的票上盖个章）。

1. Route（路由）—— “去哪里”

路由是网关中最基础的构建单元。 它定义了一个请求应该被转发到哪个后端服务。

一个完整的路由包含以下几个部分：

  • id：路由的唯一标识符（不能重复）。
  • uri：目标服务地址（请求最终要转发到的目的地，支持 http://、https:// 或配合注册中心的 lb://）。
  • predicates：断言集合（判断是否走这个路由的条件）。
  • filters：过滤器集合（对请求或响应进行拦截和修改）。

一句话总结：路由就是一个配置好的“转发规则”，只要请求满足了条件，就按照这个规则转发。

2. Predicate（断言）—— “能不能去”

断言是路由的匹配条件。 它的概念来源于 Java 8 的 java.util.function.Predicate。

当一个外部请求到达网关时，网关会遍历所有的路由规则，使用断言去检查这个请求。只有当断言结果为 true 时，请求才会被路由到对应的 uri。

Spring Cloud Gateway 内置了非常多常用的断言工厂（Route Predicate Factories），可以基于 HTTP 请求的各个属性进行匹配：

  • Path：根据请求路径匹配（最常用，如 /api/user/）。
  • Method：根据 HTTP 方法匹配（如 GET, POST）。
  • Header：根据请求头匹配（如请求头必须包含 X-Request-Id）。
  • Query：根据请求参数匹配（如 URL 中必须携带 token 参数）。
  • Cookie：根据 Cookie 匹配。
  • After/Before/Between：根据时间匹配（比如只允许某段时间内访问，常用于秒杀）。

一句话总结：断言就是一系列的 If 判断条件，决定了当前请求是否符合该路由的规则。

3. Filter（过滤器）—— “路上做什么”

过滤器用于拦截和修改请求（Request）和响应（Response）。

如果断言（Predicate）匹配成功，网关会将请求交给过滤器链（Filter Chain）处理。过滤器可以在请求到达后端服务之前（Pre）或者后端服务返回响应之后（Post）执行特定的业务逻辑。

过滤器的生命周期：

  • Pre（前置）：在请求被转发到微服务之前执行。常用于：参数校验、权限认证、限流、添加请求头、修改请求体等。
  • Post（后置）：在微服务处理完请求，响应返回给客户端之前执行。常用于：修改响应状态码、添加响应头、日志记录等。

过滤器的作用范围分类：

  1. GatewayFilter（局部过滤器）：应用在单个指定的路由上。
    • 内置示例：StripPrefix（去除请求路径前缀）、AddRequestHeader（添加请求头）。
  2. GlobalFilter（全局过滤器）：应用在所有路由上，不需要在配置文件中专门配置。
    • 常用于：全局权限校验（如 JWT 验证）、全局统一日志记录、全局跨域处理等。

一句话总结：过滤器就是在网关转发请求的前后，对请求或响应进行“加工处理”的插件。

综合示例（YAML 配置）

下面是一个完整的 application.yml 配置示例，将三大概念结合在一起：

yaml 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_service_route           # 【Route】路由ID，唯一
          uri: lb://user-service           # 【Route】目标地址：lb代表从注册中心获取user-service服务
          predicates:                      # 【Predicate】断言：什么时候走这个路由？
            - Path=/api/user/**            # 1. 当请求路径以 /api/user/ 开头时
            - Method=GET,POST              # 2. 且请求方法必须是 GET 或 POST
            - Header=X-Request-Id, \d+     # 3. 且请求头必须包含 X-Request-Id，且值为数字
          filters:                         # 【Filter】过滤器：转发前后要做什么处理？
            - StripPrefix=1                # 1. 转发前，去掉路径的第1层（例如把 /api/user/1 变成 /user/1）
            - AddRequestHeader=X-Test, 123 # 2. 转发前，给请求头加一个 X-Test=123 的键值对
            - AddResponseHeader=X-Res, OK  # 3. 响应时，给响应头加上 X-Res=OK

工作流程图（三大概念如何协同工作）

  1. Client（客户端） 发送请求到网关。
  2. 网关的 Handler Mapping 根据配置的 Predicate（断言） 判断请求匹配哪个 Route（路由）。
  3. 如果匹配成功，请求会被发送到 Web Handler。
  4. Web Handler 执行该路由对应的 Filter（过滤器）链。
    • Pre Filter 逻辑 执行（比如鉴权、改路径）。
  5. 请求最终被转发到 URI（目标微服务）。
  6. 微服务处理完毕，返回响应。
  7. 返回的响应再次经过 Filter（过滤器）链。
    • Post Filter 逻辑 执行（比如改响应头、记录耗时日志）。
  8. 最后将响应返回给 Client（客户端）。
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