小白学习spring-cloud(十二): Spring Cloud Gateway修改请求和响应body的内容

前言

• 咱们聊聊如何用Spring Cloud Gateway修改原始请求和响应内容，以及修改过程中遇到的问题

• 首先是修改请求body，如下图，浏览器是请求发起方，真实参数只有user-id，经过网关时被塞入字段user-name，于是，后台服务收到的请求就带有user-name字段了

• 其次是修改响应，如下图，服务提供方nacos-provider的原始响应只有response-tag字段，经过网关时被塞入了gateway-response-tag字段，最终浏览器收到的响应就是response-tag和gateway-response-tag两个字段：

• 总的来说，要做具体事情如下：

1. 准备工作：在服务提供者的代码中新增一个web接口，用于验证Gateway的操作是否有效
2. 介绍修改请求body和响应body的套路
3. 按套路开发一个过滤器(filter)，用于修改请求的body
4. 按套路开发一个过滤器(filter)，用于修改响应的body
5. 思考和尝试：如何从Gateway返回错误？

• 在实战过程中，顺便搞清楚两个问题：

1. 代码配置路由时，如何给一个路由添加多个filter？
2. 代码配置路由和yml配置是否可以混搭，两者有冲突吗？

准备工作

• 为了观察Gateway能否按预期去修改请求和响应的body，咱们给服务提供者nacos-provider增加一个接口，代码在NacosController.java中，如下：

@PostMapping("/change")
public Map<String, Object> change(@RequestBody Map<String, Object> map) {
    map.put("response-tag", dateStr());
    return map;
}

• 新增的web接口很简单：将收到的请求数据作为返回值，在里面添加了一个键值对，然后返回给请求方，有了这个接口，咱们就能通过观察返回值来判断Gateway对请求和响应的操作是否生效
• 先启动nacos（nacos-provider需要的）,再运行nacos-provider应用，用Postman向其发请求试试，如下图，符合预期：
• 准备工作已完成，开始开发吧

修改请求body的套路

• 如何用Spring Cloud Gateway修改请求的body？来看看其中的套路：

1. 修改请求body是通过自定义filter实现的
2. 配置路由及其filter的时候，有yml配置文件和代码配置两种方式可以配置路由，官方文档给出的demo是代码配置的，因此今天咱们也参考官方做法，通过代码来配置路由和过滤器
3. 在代码配置路由的时候，调用filters方法，该方法的入参是个lambda表达式
4. 此lambda表达式固定调用modifyRequestBody方法，咱们只要定义好modifyRequestBody方法的三个入参即可 5. modifyRequestBody方法的第一个入参是输入类型；第二个入参是返回类型；第三个是RewriteFunction接口的实现，这个代码需要您自己写，内容是将输入数据转换为返回类型数据具体逻辑，咱们来看官方Demo，也就是上述套路了：

@Bean
public RouteLocator routes(RouteLocatorBuilder builder) {
    return builder.routes()
        .route("rewrite_request_obj", r -> r.host("*.rewriterequestobj.org")
            .filters(f -> f.prefixPath("/httpbin")
                .modifyRequestBody(String.class, Hello.class, MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE,
                    (exchange, s) -> return Mono.just(new Hello(s.toUpperCase())))).uri(uri))
        .build();
}

修改响应body的套路

• 用Spring Cloud Gateway修改响应body的套路和前面的请求body如出一辙

1. 通过代码来配置路由和过滤器
2. 在代码配置路由的时候，调用filters方法，该方法的入参是个lambda表达式
3. 此lambda表达式固定调用modifyResponseBody方法，咱们只要定义好modifyResponseBody方法的三个入参即可
4. modifyRequestBody方法的第一个入参是输入类型；第二个入参是返回类型；第三个是RewriteFunction接口的实现，这个代码要您自己写，内容是将输入数据转换为返回类型数据具体逻辑，咱们来看官方Demo，其实就是上述套路：

@Bean
public RouteLocator routes(RouteLocatorBuilder builder) {
    return builder.routes()
        .route("rewrite_response_upper", r -> r.host("*.rewriteresponseupper.org")
            .filters(f -> f.prefixPath("/httpbin")
                .modifyResponseBody(String.class, String.class,
                    (exchange, s) -> Mono.just(s.toUpperCase()))).uri(uri))
        .build();
}

• 套路总结出来了，接下来开发？

按套路开发一个修改请求body的过滤器(filter)

• 在父工程spring-cloud-learning下新建子工程gateway-change-body，pom.xml无任何特殊之处，注意依赖spring-cloud-starter-gateway即可

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.projectreactor</groupId>
        <artifactId>reactor-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

• 启动类GatewayChangeBodyApplication:

package com.example;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GatewayChangeBodyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayChangeBodyApplication.class, args);
    }
}

• 配置文件application.yml:

server:
  #服务端口
  port: 10014
spring:
  application:
    name: gateway-change-body

• 然后是核心逻辑：修改请求body的代码，即RewriteFunction的实现类，代码很简单，将原始的请求body解析成Map对象，取出user-id字段，生成user-name字段放回map，apply方法返回的是个Mono：

package com.example.function;

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.reactivestreams.Publisher;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.rewrite.RewriteFunction;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
import java.util.Map;


@Slf4j
public class RequestBodyRewrite implements RewriteFunction<String, String> {

    private ObjectMapper objectMapper;

    public RequestBodyRewrite(ObjectMapper objectMapper) {
        this.objectMapper = objectMapper;
    }

    /**
     * 根据用户ID获取用户名称的方法，可以按实际情况来内部实现，例如查库或缓存，或者远程调用
     * @param userId
     * @return
     */
    private  String mockUserName(int userId) {
        return "user-" + userId;
    }

    @Override
    public Publisher<String> apply(ServerWebExchange exchange, String body) {
        try {
            Map<String, Object> map = objectMapper.readValue(body, Map.class);

            // 取得id
            int userId = (Integer)map.get("user-id");

            // 得到nanme后写入map
            map.put("user-name", mockUserName(userId));

            // 添加一个key/value
            map.put("gateway-request-tag", userId + "-" + System.currentTimeMillis());

            return Mono.just(objectMapper.writeValueAsString(map));
        } catch (Exception ex) {
            log.error("1. json process fail", ex);
            // json操作出现异常时的处理
            return Mono.error(new Exception("1. json process fail", ex));
        }
    }
}

• 然后是按部就班的基于代码实现路由配置，重点是lambda表达式执行modifyRequestBody方法，并且将RequestBodyRewrite作为参数传入：

package com.example.config;

import com.example.function.RequestBodyRewrite;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FilterConfig {
    @Bean
    public RouteLocator routes(RouteLocatorBuilder builder, ObjectMapper objectMapper) {
        return builder
                .routes()
                .route("path_route_change",
                        r -> r.path("/nacos/change")
                                .filters(f -> f
                                        .modifyRequestBody(String.class,String.class,new RequestBodyRewrite(objectMapper))
                                )
                                .uri("http://localhost:9001"))
                .build();
    }
}

• 代码写完了，运行工程gateway-change-body，在postman发起请求，得到响应如下图，红框中可见Gateway添加的内容已成功：
• 现在修改请求body已经成功，接下来再来修改服务提供者响应的body

修改响应body

• 新增RewriteFunction接口的实现类ResponseBodyRewrite.java

package com.example.function;

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.reactivestreams.Publisher;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.rewrite.RewriteFunction;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
import java.util.Map;

@Slf4j
public class ResponseBodyRewrite implements RewriteFunction<String, String> {

    private ObjectMapper objectMapper;

    public ResponseBodyRewrite(ObjectMapper objectMapper) {
        this.objectMapper = objectMapper;
    }

    @Override
    public Publisher<String> apply(ServerWebExchange exchange, String body) {
        try {
            Map<String, Object> map = objectMapper.readValue(body, Map.class);

            // 取得id
            int userId = (Integer)map.get("user-id");

            // 添加一个key/value
            map.put("gateway-response-tag", userId + "-" + System.currentTimeMillis());

            return Mono.just(objectMapper.writeValueAsString(map));
        } catch (Exception ex) {
            log.error("2. json process fail", ex);
            return Mono.error(new Exception("2. json process fail", ex));
        }
    }
}

• 路由配置代码中，lambda表达式里面，filters方法内部调用modifyResponseBody，第三个入参是ResponseBodyRewrite：

package com.example.config;

import com.example.function.RequestBodyRewrite;
import com.example.function.ResponseBodyRewrite;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.cloud.gateway.route.RouteLocator;
import org.springframework.cloud.gateway.route.builder.RouteLocatorBuilder;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FilterConfig {
    @Bean
    public RouteLocator routes(RouteLocatorBuilder builder, ObjectMapper objectMapper) {
        return builder
                .routes()
                .route("path_route_change",
                        r -> r.path("/nacos/change")
                                .filters(f -> f
                                        .modifyRequestBody(String.class,String.class,new RequestBodyRewrite(objectMapper))
                                        .modifyResponseBody(String.class, String.class, new ResponseBodyRewrite(objectMapper))
                                )
                                .uri("http://localhost:9001"))
                .build();
    }
}

• 还记得咱们的第一个问题吗？通过上面的代码，您应该已经看到了答案：用代码配置路由时，多个过滤器的配置方法就是在filters方法中反复调用内置的过滤器相关API，下图红框中的都可以：
• 运行服务，用Postman验证效果，如下图红框，Gateway在响应body中成功添加了一个key&value：

代码配置路由和yml配置是否可以混搭？

• 前面有两个问题，接下来回答第二个，咱们在application.yml中增加一个路由配置：

server:
  #服务端口
  port: 10014
spring:
  application:
    name: gateway-change-body
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: path_route_str
          uri: http://localhost:9001
          predicates:
            - Path=/nacos/test

• 重启gateway-change-body服务，此时已经有了两个路由配置，一个在代码中，一个在yml中，先试试yml中的这个，如下图没问题：
• 再试试代码配置的路由，如下图，结论是代码配置路由和yml配置可以 混搭

如何处理异常

• 还有个问题必须要面对：修改请求或者响应body的过程中，如果发现问题需要提前返回错误（例如必要的字段不存在），代码该怎么写？
• 咱们修改请求body的代码集中在RequestBodyRewrite.java，增加下图红框内容：
• 再来试试，这次请求参数中不包含user-id，收到Gateway返回的错误信息如下图：
• 看看控制台，能看到代码中抛出的异常信息：
• 此时，聪明的您应该发现问题所在了：咱们想告诉客户端具体的错误，但实际上客户端收到的是被Gateway框架处理后的内容

网关（Gateway）为什么要做这些？

• 为什么要破坏原始数据，一旦系统出了问题如何定位是服务提供方还是网关？
• 尽管网关会破坏原始数据，但只做一些简单固定的处理，一般以添加数据为主，网关不了解业务，最常见的就是鉴权、添加身份或标签等操作
• 前面的图中确实感受不到网关的作用，但如果网关后面有多个服务提供者，如下图，这时候诸如鉴权、获取账号信息等操作由网关统一完成，比每个后台分别实现一次更有效率，后台可以更加专注于自身业务：
• 网关统一鉴权、获取身份，一般会把身份信息放入请求的header中，也不会修改请求和响应的内容，本篇只是从技术上演示Spring Cloud Gateway如何修改请求和响应内容，请不要将此技术与实际后台业务耦合；