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探索Spring Cloud Gateway过滤器工厂：定制请求/响应处理

探索Spring Cloud Gateway过滤器工厂：定制请求/响应处理

引言

嘿，大家好！欢迎来到今天的讲座。今天我们要一起探索Spring Cloud Gateway的过滤器工厂（Filter Factory），看看如何通过它来定制请求和响应的处理。如果你已经对Spring Cloud Gateway有所了解，那我们就可以直接进入正题了；如果你还不熟悉，别担心，我会尽量用通俗易懂的语言来解释这些概念。

Spring Cloud Gateway是Spring生态系统中用于构建API网关的工具。它基于WebFlux框架，提供了轻量级、非阻塞的HTTP路由功能。而过滤器工厂则是Gateway的核心组件之一，允许我们在请求到达目标服务之前或响应返回客户端之前进行各种操作。比如，我们可以修改请求头、添加日志、限流、重试等。

什么是过滤器工厂？

在Spring Cloud Gateway中，过滤器（Filter）是用来对请求和响应进行处理的工具。过滤器工厂则是一个更高级的概念，它允许我们创建可配置的过滤器实例。换句话说，过滤器工厂就像是一个“过滤器生成器”，可以根据不同的配置参数生成不同行为的过滤器。

举个例子，假设你有一个过滤器需要根据不同的路径前缀来决定是否转发请求。你可以编写一个自定义的过滤器工厂，接受路径前缀作为参数，然后根据这个参数动态生成过滤器实例。

标准过滤器 vs. 自定义过滤器

Spring Cloud Gateway自带了许多标准过滤器，比如AddRequestHeader、RemoveRequestHeader、RewritePath等。这些过滤器已经足够应对大多数常见的场景。但是，当你遇到一些特殊需求时，可能就需要自己动手编写自定义过滤器了。

自定义过滤器可以通过实现GatewayFilter接口来完成，而自定义过滤器工厂则需要实现GatewayFilterFactory接口。接下来，我们就来看看如何编写一个简单的自定义过滤器工厂。

编写自定义过滤器工厂

步骤1：创建过滤器工厂类

首先，我们需要创建一个类，并让它实现GatewayFilterFactory接口。这个接口有两个重要的方法：

  • apply(Object config)：根据传入的配置对象创建并返回一个GatewayFilter实例。
  • getConfigClass()：返回配置对象的类型。
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.AbstractGatewayFilterFactory;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.stereotype.Component;

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

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

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return (exchange, chain) -> {
            // 获取原始请求
            ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();

            // 修改请求头
            ServerHttpRequest modifiedRequest = request.mutate()
                    .header(config.getHeaderName(), config.getHeaderValue())
                    .build();

            // 使用修改后的请求继续处理
            return chain.filter(exchange.mutate().request(modifiedRequest).build());
        };
    }

    public static class Config {
        private String headerName;
        private String headerValue;

        // Getters and Setters
        public String getHeaderName() {
            return headerName;
        }

        public void setHeaderName(String headerName) {
            this.headerName = headerName;
        }

        public String getHeaderValue() {
            return headerValue;
        }

        public void setHeaderValue(String headerValue) {
            this.headerValue = headerValue;
        }
    }
}

步骤2：配置YAML文件

接下来，我们可以在application.yml文件中配置使用这个自定义过滤器工厂。假设我们想在每个请求中添加一个名为X-Custom-Header的请求头，值为CustomValue，可以这样配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: custom_header_route
          uri: http://example.com
          filters:
            - name: CustomHeader
              args:
                headerName: X-Custom-Header
                headerValue: CustomValue

步骤3：测试

现在，启动应用程序并发送一个请求到/custom_header_route，你应该会在请求头中看到X-Custom-Header: CustomValue。你可以使用Postman或curl来验证这一点。

curl -v http://localhost:8080/custom_header_route

常见的过滤器工厂类型

除了自定义过滤器工厂，Spring Cloud Gateway还提供了许多内置的过滤器工厂。以下是一些常用的过滤器工厂及其功能：

过滤器工厂名称 功能描述
AddRequestHeader 向请求中添加指定的请求头
RemoveRequestHeader 从请求中移除指定的请求头
AddResponseHeader 向响应中添加指定的响应头
RemoveResponseHeader 从响应中移除指定的响应头
RewritePath 重写请求路径
PrefixPath 在请求路径前添加前缀
StripPrefix 从请求路径中移除指定数量的路径段
RequestRateLimiter 限制请求速率
Retry 对失败的请求进行重试
CircuitBreaker 实现熔断机制

这些内置的过滤器工厂已经涵盖了大部分常见的需求，但如果你有更复杂的需求，完全可以像我们刚才那样编写自定义过滤器工厂。

过滤器的执行顺序

在Spring Cloud Gateway中，过滤器的执行顺序是非常重要的。默认情况下，过滤器会按照它们在配置文件中的顺序执行。不过，有些过滤器可能会有不同的优先级。例如，CircuitBreaker过滤器通常需要在其他过滤器之前执行，以确保在熔断状态下不会浪费资源。

为了控制过滤器的执行顺序，你可以使用@Order注解或在配置文件中显式指定顺序。比如，如果你想让某个过滤器优先执行，可以在它的配置中添加order属性：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: ordered_route
          uri: http://example.com
          filters:
            - name: AddRequestHeader
              args:
                name: X-Priority-Header
                value: High
                order: 1

实战案例：限流与重试

接下来，我们来看一个稍微复杂一点的实战案例——如何结合RequestRateLimiter和Retry过滤器工厂来实现限流和重试功能。

限流

RequestRateLimiter过滤器工厂可以帮助我们限制每个客户端的请求速率。我们可以使用Redis或Guava RateLimiter来实现限流逻辑。以下是使用Redis的示例配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: rate_limited_route
          uri: http://example.com
          filters:
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                redis-rate-limiter.replenishRate: 10
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 20

在这个配置中，replenishRate表示每秒允许的请求数，burstCapacity表示短时间内允许的最大请求数。

重试

Retry过滤器工厂可以在请求失败时自动重试。我们可以配置重试的次数、间隔时间以及哪些异常应该触发重试。以下是一个简单的重试配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: retry_route
          uri: http://example.com
          filters:
            - name: Retry
              args:
                retries: 3
                statuses: BAD_GATEWAY, SERVICE_UNAVAILABLE
                methods: GET, POST
                series: SERVER_ERROR

在这个配置中，retries表示最大重试次数，statuses表示哪些HTTP状态码会触发重试，methods表示哪些HTTP方法会触发重试，series表示哪些状态码系列会触发重试。

结合限流与重试

现在，我们可以将这两个过滤器结合起来，创建一个既限流又支持重试的路由：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: rate_limited_retry_route
          uri: http://example.com
          filters:
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                redis-rate-limiter.replenishRate: 10
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 20
            - name: Retry
              args:
                retries: 3
                statuses: BAD_GATEWAY, SERVICE_UNAVAILABLE
                methods: GET, POST
                series: SERVER_ERROR

通过这种方式，我们可以在限流的基础上，进一步提高系统的可用性。

总结

今天我们深入探讨了Spring Cloud Gateway的过滤器工厂，学习了如何编写自定义过滤器工厂以及如何使用内置的过滤器工厂来定制请求和响应的处理。我们还通过一个实战案例展示了如何结合限流和重试功能来提升系统的性能和可靠性。

希望这篇文章能帮助你更好地理解Spring Cloud Gateway的过滤器工厂机制。如果你有任何问题或想法，欢迎在评论区留言讨论！

最后，感谢大家的聆听，期待下次再见！

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