Spring Cloud Alibaba快速入门-Gateway

齐 飞2026-01-07 8:51

文章目录

前言

在分布式系统与微服务架构中，Gateway（网关）作为流量的 "入口管家"，承担着连接客户端与后端服务的关键角色，负责请求的路由、过滤、协议转换、安全控制等核心功能。它解决了分布式系统中服务分散带来的统一接入、安全管控、流量治理等问题。

官网：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/reference/

八大功能

1.统一入口

网关作为客户端访问后端所有服务的唯一接入点，替代后端服务集群中每个服务的独立暴露，将分散的服务入口收敛为单一地址。

  • 简化客户端配置：客户端无需记忆后端多个服务的 IP / 域名，只需配置网关地址，降低对接复杂度。
  • 屏蔽服务拓扑：隐藏后端服务的部署位置、集群结构（如服务扩容 / 缩容、节点迁移），客户端感知不到服务变化，实现 "服务透明化"。
  • 统一流量管控：所有请求先经过网关，为后续的路由、认证、监控等功能提供 "前置拦截点"，避免功能在每个服务中重复开发。

2.请求路由

网关根据预设规则（如 URL 路径、请求参数、请求头、客户端 IP 等），将客户端发送的请求精准转发到后端对应的服务实例（如将 /api/order/* 路由到订单服务，/api/goods/* 路由到商品服务）。

  • 服务解耦：客户端无需关注后端服务的具体路由逻辑，服务拆分或重构时（如将 "用户服务" 拆分为 "用户认证服务" 和 "用户信息服务"），只需修改网关路由规则，无需改动客户端代码。
  • 支持多种路由匹配：路由规则可以基于URL路径、HTTP方法（GET, POST等）、请求头（Header）、查询参数（Query Param）等进行匹配，转发到对应的服务。
  • 动态路由：支持通过配置中心（如 Nacos、Apollo）实时更新路由规则，无需重启网关即可生效（例如：临时将部分用户的请求路由到新上线的测试服务，实现灰度发布）。

3.负载均衡

当后端一个服务部署多个实例时，网关按照负载均衡策略分发请求，避免单个实例过载。

常见负载均衡策略

  • 轮询（Round Robin）：请求按顺序轮流分配给每个实例。
  • 加权轮询：为性能高的实例设置更高权重，分配更多请求。
  • 最少连接数（Least Connections）：请求优先转发给当前连接数最少的实例，适合请求耗时不均的场景。
  • IP 哈希（IP Hash）：根据客户端 IP 计算哈希值，固定转发到某个实例，保证会话粘滞。

4.流量控制

对进入后端服务的流量进行限流、熔断、降级 ，保护后端服务不被突发流量压垮。

限流

  • 限制单位时间内的请求数（如每秒 1000 次），常用算法有令牌桶、漏桶。
    • 令牌桶算法：固定速率产生令牌，请求需要消耗令牌
    • 漏桶算法：请求以固定速率流出
  • 可针对接口、用户、IP 维度限流，例如限制单个用户每秒最多 10 次请求。
    熔断
  • 当后端服务出现大量超时、错误时，网关暂时切断对该服务的请求转发，避免故障扩散。
    降级
  • 当流量超过阈值时，返回兜底数据（如 "服务繁忙，请稍后重试"），而非调用后端服务，保证核心功能可用。

5.身份认证

对所有进入网关的请求进行身份校验，拦截未授权请求，统一管控访问权限。

认证流程

  • 客户端请求时携带认证凭证（如 Token、JWT、OAuth2.0 令牌）。
  • 网关提取凭证并校验有效性（如校验 JWT 签名、查询用户权限列表）。
  • 校验通过则转发请求；校验成功则网关通常会将用户身份信息放到请求头中，再转发给后端服务，校验失败则直接返回 401/403 错误，无需透传到后端服务。

将认证逻辑从各个微服务中抽离，统一实现，减少重复开发，降低维护成本。

6.协议转换

实现不同协议之间的转换，解决客户端与后端服务的协议不兼容问题。

常见协议转换场景

  • HTTP/1.1 ↔ HTTP/2：网关支持 HTTP/2 接收客户端请求，再转换为 HTTP/1.1 调用不支持 HTTP/2 的后端服务。
  • HTTP/HTTPS 转换：网关通常对外提供HTTPS服务，对内可以转发到使用HTTP的后端服务
  • 非HTTP协议：一些高级网关支持将HTTP请求转换为其他协议，如：
    • WebSocket：将HTTP升级请求转换为WebSocket连接，用于实时通信。
    • gRPC：将HTTP/JSON请求转换为gRPC调用，与高性能的gRPC服务通信。
    • 消息队列：将请求转换为消息发送到Kafka、RabbitMQ等。

后端服务可选择最适合自身的协议，无需适配客户端协议，提升服务灵活性。

7.系统监控

采集网关转发过程中的全链路监控数据，为系统运维和问题排查提供依据。

监控数据维度

  • 流量指标：总请求数、QPS、响应时间（平均 / 最大 / 最小）、成功率。
  • 错误指标：4xx/5xx 错误次数、错误率、具体错误原因。
  • 链路追踪：记录请求从网关到后端服务的完整链路，关联每个环节的耗时，快速定位瓶颈（如集成 SkyWalking、Zipkin）。
  • 日志采集：记录请求的源 IP、请求路径、参数、响应结果、转发目标服务等信息，支持审计和问题回溯。

8.安全防护

作为系统的 "第一道防线"，拦截恶意请求，保护后端服务的安全。

核心防护手段

  • 防 SQL 注入：检测请求参数中的 SQL 注入关键词，拦截恶意请求。
  • 防 XSS 攻击：过滤请求中的脚本标签，防止跨站脚本攻击。
  • 防 CSRF 攻击：校验请求中的 CSRF Token，防止跨站请求伪造。
  • 黑白名单：基于 IP 或域名设置黑白名单，拦截黑名单中的请求，只允许白名单内的客户端访问。
  • 敏感信息过滤：自动屏蔽响应中的敏感数据（如手机号、身份证号），避免信息泄露。

网关配置文件中的三个核心配置

  • 路由 - Route
  • 断言 - predicates
  • 过滤器 - Filter

项目搭建

创建一个名为Gateway项目

依赖

xml 复制代码 
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <scope>annotationProcessor</scope>
    </dependency>
</dependencies>

配置文件

application.yml

yml 复制代码 
spring:
#  profiles:
#    include: route
  application:
    name: gateway
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848

server:
  port: 80

启动类

java 复制代码 
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;


@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class GatewayMainApplication {

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

启动后可在nacos服务列表中看到该网关服务。

路由-规则配置

基本的网关配置，通过网关访问服务。

新建配置文件application-route.yml

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
          predicates:
            - Path=/api/order/**
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**

注意：当前配置只支持直接将如Path后配置的接口名直接访问服务。

参数配置对应的类

org.springframework.cloud.gateway.route.RouteDefinition

java 复制代码 
@Validated
public class RouteDefinition {

    private String id;

    @NotEmpty
    @Valid
    private List<PredicateDefinition> predicates = new ArrayList<>();

    @Valid
    private List<FilterDefinition> filters = new ArrayList<>();

    @NotNull
    private URI uri;

    private Map<String, Object> metadata = new HashMap<>();

    private int order = 0;
    ...
}

需要将如订单服务的接口访问前缀和网关中配置的一样。@RequestMapping("/api/order")

java 复制代码 
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/api/order")
public class OrderController {
    ...
}

启动服务后通过网关访问订单或商品服务，如：http://127.0.0.1/api/order/create?userId=112\&productId=22

路由-工作原理

执行顺序

1.predicates: - Path=/**配置在最后，访问订单服务接口

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
          predicates:
            - Path=/api/order/**
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
          predicates:
            - Path=/**

发现可以正常访问订单服务接口。

2.predicates: - Path=/**配置在最前，访问订单服务接口

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
          predicates:
            - Path=/**
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
          predicates:
            - Path=/api/order/**
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**

发现跳转到bing搜索页面

3.添加order属性值

java 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
          predicates:
            - Path=/**
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
          predicates:
            - Path=/api/order/**
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2

如果配置文件中没有配置order，则默认从上到下，如果上面已经匹配到url了，则不会向下执行

断言 - predicates

长短写法

短写法

长写法

进入配置文件，点击spring.cloud.gateway.routes.predicates

java 复制代码 
@Validated
public class PredicateDefinition {

    @NotNull
    private String name;

    private Map<String, String> args = new LinkedHashMap<>();
    ...
}

在刚刚的短写法中使用的是Path路径工厂，底层对应的PathRoutePredicateFactory

对应官方文档：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/reference/spring-cloud-gateway/request-predicates-factories.html

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory

java 复制代码 
public class PathRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<PathRoutePredicateFactory.Config> {

    private static final Log log = LogFactory.getLog(PathRoutePredicateFactory.class);

    private static final String MATCH_TRAILING_SLASH = "matchTrailingSlash";

    private PathPatternParser pathPatternParser = new PathPatternParser();

    public PathRoutePredicateFactory() {
        //进入
       super(Config.class);
    }
    ...
}

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory.Config

java 复制代码 
@Validated
public static class Config {

    private List<String> patterns = new ArrayList<>();
    //如果设置为false，则配置的路径后 / 结尾时不会消去
    private boolean matchTrailingSlash = true;
    ...
}

代码示例

java 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
          predicates:
            - Path=/**
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2js

以下断言工厂实现类中去掉RoutePredicateFactory，剩下的前缀则为需要的名字(predicates.name)

使用Path和Query组合

效果：使用Path和Query组合，当访问/search请求路径携带q=haha时访问https://cn.bing.com/

配置了两个规则，则需要同时满足Path和Query的条件。

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2

1.访问http://127.0.0.1/search，不会跳到到https://cn.bing.com/

2.访问http://127.0.0.1/search?q=aa，不会跳到到https://cn.bing.com/

3.访问http://127.0.0.1/search?q=haha，跳到到https://cn.bing.com/

自定义断言工厂

规则：只有用户为qf123时才可以访问

java 复制代码 
import jakarta.validation.constraints.NotEmpty;
import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.AbstractRoutePredicateFactory;
import org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.GatewayPredicate;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.validation.annotation.Validated;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

/**
 *  自定义断言工厂
 *      模仿QueryRoutePredicateFactory
 *      注意配置文件中的name为当前自定义断言工厂的前缀Vip
 */
@Component
public class VipRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<VipRoutePredicateFactory.Config> {

    /**
     * 可以配置的参数
     */
    @Validated
    public static class Config {

        @NotEmpty
        private String param;

        @NotEmpty
        private String value;

        public @NotEmpty String getParam() {
            return param;
        }

        public void setParam(@NotEmpty String param) {
            this.param = param;
        }

        public @NotEmpty String getValue() {
            return value;
        }

        public void setValue(@NotEmpty String value) {
            this.value = value;
        }
    }

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


    /**
     * 短写法时，参数的顺序
     * @return
     */
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Arrays.asList("param", "value");
    }

    @Override
    public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config) {
        return new GatewayPredicate() {
            @Override
            public boolean test(ServerWebExchange serverWebExchange) {
                // 当访问路径为 localhost/search?q=haha&user=qf123
                ServerHttpRequest request = serverWebExchange.getRequest();

                String first = request.getQueryParams().getFirst(config.param);
                //如果路径有user参数，并且值等于qf123，则返回true
                return StringUtils.hasText(first) && first.equals(config.value);
            }
        };
    }
}
yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
#            - Vip=user,qf123
            - name: Vip
              args:
                param: user
                value: qf123
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2

重启网关服务，可以看到无法访问之前的接口

http://127.0.0.1/search?q=haha\&user=qf123

http://127.0.0.1/search?q=haha\&user=aaa

可以看到只有user为qf123时才可以访问

过滤器 - Filter

官网：https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/reference/spring-cloud-gateway/gatewayfilter-factories.html

路径重写

将需要转发的/api/order/** 改为 /**

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
#            - Vip=user,qf123
            - name: Vip
              args:
                param: user
                value: qf123
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          filters:
#            路径重写 例如，请求 /api/order/123 会被重写为 /123
            - RewritePath=/api/order/?(?<segment>.*), /$\{segment}
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2

重启网关即可生效

http://127.0.0.1/api/order/create?userId=112\&productId=22

访问接口时返回指定的响应头

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
#            - Vip=user,qf123
            - name: Vip
              args:
                param: user
                value: qf123
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          filters:
#            路径重写 例如，请求 /api/order/123 会被重写为 /123
            - RewritePath=/api/order/?(?<segment>.*), /$\{segment}
            - AddResponseHeader=X-Response-Token, uuidtoken
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2

default-filters(类似全局filter)

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
#            - Vip=user,qf123
            - name: Vip
              args:
                param: user
                value: qf123
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          filters:
#            路径重写 例如，请求 /api/order/123 会被重写为 /123
            - RewritePath=/api/order/?(?<segment>.*), /$\{segment}
#            - AddResponseHeader=X-Response-Token, uuidtoken
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2
      default-filters:
#        和断言工厂类似，使用前缀AddResponseHeaderGatewayFilterFactory
        - AddResponseHeader=X-Response-Token, uuidtoken

重启网关服务，再次使用网关访问其他服务时，所有接口响应都会携带X-Response-Token:uuidtoken

GlobalFilter

java 复制代码 
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilterChain;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Component
@Slf4j
public class RtGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();

        String uri = request.getURI().toString();
        long start = System.currentTimeMillis();
        log.info("请求【{}】开始：时间：{}",uri,start);
        //========================以上是前置逻辑=========================

        // 使用链式过滤器处理HTTP请求交换
        Mono<Void> filter = chain.filter(exchange)
                // 无论请求处理结果如何，都执行以下逻辑
                .doFinally((result)->{
                    //=======================以下是后置逻辑=========================
                    long end = System.currentTimeMillis();
                    log.info("请求【{}】结束：时间：{}，耗时：{}ms",uri,end,end-start);
                }); 
        return filter;
    }

    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

跨域配置

yml 复制代码 
spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        cors-configurations:
          '[/**]':
            allowed-origin-patterns: '*'
            allowed-headers: '*'
            allowed-methods: '*'
      routes: # 路由配置
        - id: bing-route
          uri: https://cn.bing.com/
#          predicates:
#            - Path=/**
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /search
            - name: Query
              args:
                param: q
                regexp: haha
#            - Vip=user,qf123
            - name: Vip
              args:
                param: user
                value: qf123
          order: 10
        - id: qf-service-order
          uri: lb://qf-service-order
#          写法1
#          predicates:
#            - Path=/api/order/**
#          写法2
          predicates:
            - name: Path
              args:
                patterns: /api/order/**
                matchTrailingSlash: true
          filters:
#            路径重写 例如，请求 /api/order/123 会被重写为 /123
            - RewritePath=/api/order/?(?<segment>.*), /$\{segment}
#            - AddResponseHeader=X-Response-Token, uuidtoken
#            使用自定义过滤器生成jwt或uuid的一次性令牌
            - OnceToken=X-Response-OneToken, jwt
          order: 1
        - id: qf-service-product
          uri: lb://qf-service-product
          predicates:
            - Path=/api/product/**
          order: 2
      default-filters:
#        和断言工厂类似，使用前缀AddResponseHeaderGatewayFilterFactory
        - AddResponseHeader=X-Response-Token, uuidtoken

访问接口

可以看到新增的跨域配置

微服务之间的调用经过网关吗？

一般不经过网关，但是可以在feign中配置经过网关

java 复制代码 
import com.qf.entity.Product;
import com.qf.feign.fallback.ProductFeignClientFallback;
import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

//填写需要远程调用的服务
@FeignClient(value = "qf-service-product", fallback = ProductFeignClientFallback.class) // feign客户端
public interface ProductFeignClient {


    //mvc注解的两套使用逻辑
    //1、标注在Controller上，是接受这样的请求
    //2、标注在FeignClient上，是发送这样的请求
    @GetMapping("/api/product/product/{id}")
    Product getProductById(@PathVariable("id") Long id);
}

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