1.概念

        Spring Cloud Gateway是Spring Cloud的一个开源API网关项目，用于替换原有的Zuul，基于Spring5.0+Spring Boot2.0+webFlux等技术开发，性能优于Zuul。

2.为什么需要网关

        业务系统微服务改造后，如何在多个内外部系统之间实现跨系统、跨协议的服务能力开放和分享成为新的挑战：

• 缺少应对突发流量手段   

        痛点描述：传统方式通过控制入口流量，无法解决个别服务在突发流量压力下不能正常响应的问题，导致异常快速传递到上游服务，最终导致整个系统雪崩。

        解决方案：通过 API 级流量控制、熔断、降级等服务治理功能，可以有效保障电商大促、突发事件等场景下关键服务正常运行，降低系统性风险发生概率。

• 重复开发通用功能

        痛点描述：服务对外开放需要考虑用户认证、鉴权、限流、监控等一系列通用能力，多个服务需要重复开发相关功能，增加了开发成本，降低了开发效率。

        解决方案：通过统一认证鉴权机制、限流、监控、灰度发布等对外开放服务所需的通用功能，开发人员无需重复开发通用功能，只需专注于业务开发。

• 非 RESTFUL 接口开放难

        痛点描述：传统基于 Web Service、gRPC 和 Dubbo RPC 等非 RESTFUL 接口标准开发的应用，无法直接对外暴露服务。

        解决方案：通过协议转化功能，支持将 Web Service、gRPC 和 Dubbo RPC 等接口以 RESTFUL 接口形式对外开放，用户无需适配开发新的接口标准。

• 缺少API灰度发布机制

       痛点描述：随着业务发展不可避免多个版本同时在线的情况，存在多个版本管理、灰度测试等一系列问题，缺少 API 灰度发布机制，严重影响管理效率。

        解决方案：通过服务多个版本发布，支持配置各版本流量百分比、根据请求参数路由请求到不同版本，满足不同灰度版本要求。

3.核心元素

3.1路由

3.1.1概念

        网关的基本组成，由路由id（唯一）以及一系列的断言与过滤器组成。

3.1.2基本组成

• id：路由的唯一标识
• uri：请求最终被转发到的目标地址
• order：路由优先级，数字越小优先级越高
• predicates：断言数组，如果返回值为true，则转发请求到uri指定的服务
• filters：过滤器数组，在请求传递过程中，对请求做一些修改

3.2断言

3.2.1概念

        Predicate是来自于Java8之后提供的接口，接受一个输入参数，返回一个布尔值结果，可通过使用“与或非”进行组合，是路由如何进行转发的判断条件。

3.2.2内置的断言

• The After Route Predicate Factory
• The Before Route Predicate Factory
• The Between Route Predicate Factory
• The Cookie Route Predicate Factory
• The Header Route Predicate Factory
• The Host Route Predicate Factory
• The Method Route Predicate Factory
• The Path Route Predicate Factory
• The Query Route Predicate Factory
• The RemoteAddr Route Predicate Factory
• The Weight Route Predicate Factory
• The XForwarded Remote Addr Route Predicate Factory

3.3过滤器

3.3.1概念

        路由转发请求时所经过的一系列过滤逻辑。

3.3.2生命周期

• PRE：这种过滤器在请求被路由之前调用，一般可用来做身份验证、鉴权、流量监控、日志输出、协议转换等。
• POST：这种过滤器在路由到微服务以后执行，一般用来为响应添加标准的HTTP Header，日志输出、流量监控、收集统计信息等

3.3.3作用范围

• 局部过滤器GatewayFilter：作用于单个路由或者一组路由。
• 全局过滤器GlobalFilter：作用于所有的路由，多个GlobalFilter可以通过@Order或者getOrder()指定执行顺序，order值越小优先级越高。

4.核心功能

• API 全生命周期管理：支持 API 发布、API 下线、API 版本管理等生命周期管理功能。
• 统一认证鉴权：支持 AK/SK、JWT 、OAuth2 等认证方式，提供网关、服务和 API 级鉴权管理功能。
• 服务治理：支持多场景流控、静态/动态降级、超时重试、缓存和熔断等功能。
• 服务路由：支持根据请求方法、Path、Host、Header、Query String 动态路由，以及负载均衡和版本分流。
• 安全防护：支持 IP 黑白名单，支持 CORS 和 JSONP 跨域访问标准。
• 协议转换：支持 Web Service 、gRPC 和 Dubbo RPC 接口转为 RESTFUL 接口对外开放。
• 数据转换：支持请求 Header、 Query String 转换，以及请求 Path 重写。
• 应用集成：支持以低代码可视化方式编排上百种协议类型的 API。
• 运维监控：支持查看服务或接口调用记录和调用统计，支持自定义配置告警规则。

 5.工作流程

• 1）客户端向Gateway发送请求，NettyWebServer接收到请求，其持有ReactorHttpHandlerAdapter，ReactorHttpHandlerAdapter#apply先将接收到的HttpServerRequest或者最终需要返回的HttpServerResponse包装转换为ReactorServerHttpRequest和ReactorServerHttpResponse，然后将它们传给HttpWebHandlerAdapter处理。
• 2）HttpWebHandlerAdapter#handle犯法通过createExchange构造网关上下文ServerWebExchange，然后通过getDelegate方法通过委托的方式获取一些列需要处理的WebHandler。
• 3）ExceptionHandlingWebHandler#handle处理全局异常，委托org.springframework.web.server.handler.FilteringWebHandler执行handle。
• 4）org.springframework.web.server.handler.FilteringWebHandler执行handle。
• 5）网关上下文被传递到DispatchHandler，DispatchHandler接收到请求，匹配HandlerMapping，此处会匹配到RoutePredicateHandlerMapping。
• 6）RoutePredicateHandlerMapping遍历所有的route规则的predicate遍历一遍，看哪个predicate能够命中，返回org.springframework.cloud.gateway.handler.FilteringWebHandler。
• 7）SimpleHandlerAdapter#handler执行FilteringWebHandler获取局部和全局过滤器，将两种过滤器放到一起组成过滤器链DefaultGatewayFilterChain，DefaultGatewayFilterChanin#filter然后执行过滤器链。
• 8）HandlerResultHandler#handleResult处理结果并响应给客户端。

6.典型应用场景

• 对外能力开放：将企业内部服务能力以标准 API 的形式开放给外部合作伙伴或第三方，与外部用户可管可控地共享服务、能力和数据，达成深度合作，共建新生态。
• 内部业务集成：规范系统间 API 接口，快速完成企业内部系统的解耦及前后端分离，实现可观可控的相互访问。
• 交付标准化：实现软件交付的标准化，促进交付质量，并确保软件可迭代。