【SpringCloud】网关GateWay && Spring Cloud Gateway && Route Predicate Factories

文章目录

[Ⅰ. 网关介绍](#Ⅰ. 网关介绍)
- 一、问题
- 二、什么是API网关
- 三、常见网关实现
- - [1️⃣ Spring Cloud Gateway（主流首选）](#1️⃣ Spring Cloud Gateway（主流首选）)
  - [2️⃣ Zuul（Zuul 1 / Zuul 2）](#2️⃣ Zuul（Zuul 1 / Zuul 2）)
  - [3️⃣ Nginx / OpenResty](#3️⃣ Nginx / OpenResty)
  - [4️⃣ Envoy](#4️⃣ Envoy)
  - [5️⃣ Kong](#5️⃣ Kong)
  - [6️⃣ Traefik](#6️⃣ Traefik)
  - [7️⃣ 云厂商网关](#7️⃣ 云厂商网关)
[Ⅱ. Spring Cloud Gateway](#Ⅱ. Spring Cloud Gateway)
- 一、快速上手
- - [① 创建网关项目](#① 创建网关项目)
  - [② 引入网关依赖](#② 引入网关依赖)
  - [③ 编写启动类](#③ 编写启动类)
  - [④ 添加Gateway的路由配置](#④ 添加Gateway的路由配置)
  - [⑤ 测试](#⑤ 测试)
- [二、Route Predicate Factories（路由断言工厂）](#二、Route Predicate Factories（路由断言工厂）)
- - [① Predicate](#① Predicate)
  - [② Route Predicate Factories](#② Route Predicate Factories)
  - - 代码演示

Ⅰ. 网关介绍

一、问题

前面学习中通过 Eureka、Nacos 解决了服务注册、服务发现的问题，使用 Spring Cloud LoadBalance 解决了负载均衡的问题，使用 OpenFeign 解决了远程调用的问题。

但是当前所有微服务的接口都是直接对外暴露的，可以直接通过外部访问。为了保证对外服务的安全性，服务端实现的微服务接口通常都带有一定的权限校验机制。并且由于使用了微服务，原本一个应用的的多个模块拆分成了多个应用，我们不得不实现多次校验逻辑。当这套逻辑需要修改时，需要同时修改多个应用，这加重了开发人员的负担。

为了解决以上问题，可以使用 API 网关。

二、什么是API网关

API网关（简称网关）也是一个服务，通常是后端服务的唯一入口。它的定义类似设计模式中的 Facade 模式（门面模式，也称外观模式）。

它就类似整个微服务架构的门面，所有的外部客户端访问，都需要经过它来进行调度和过滤。

但它比门面模式的功能要丰富很多，经典门面模式只是接口封装 ，不关心网络、路由、安全、限流；而 API 网关是一个企业级流量治理层，还承担了鉴权、路由、限流等基础设施能力。

维度	代码级 Facade	Spring Cloud Gateway
层级	应用内	系统边界
关注点	业务流程	流量 & 安全
调用方式	方法调用	HTTP / WebFlux
是否有业务逻辑	少	几乎没有
是否是门面思想	✔	✔（强化版）

网关核心功能：

统一入口（门面）
屏蔽内部服务拓扑
依赖收敛
路由
鉴权
限流
熔断
监控
协议转换

三、常见网关实现

1️⃣ Spring Cloud Gateway（主流首选）

定位：官方微服务网关

技术栈：WebFlux + Reactor（非阻塞）

核心能力

动态路由（基于服务发现）
全局 / 局部 Filter
鉴权、限流、熔断
与 Spring Cloud 生态深度集成

适用场景

Spring Cloud 微服务
需要统一鉴权、限流、监控

评价

企业级标配，99% Java 微服务项目首选

2️⃣ Zuul（Zuul 1 / Zuul 2）

定位：早期 Netflix 网关

Zuul 1：阻塞式（Servlet）
Zuul 2：异步（但生态断层）

现状

已被 Spring Cloud Gateway 取代
新项目不推荐

面试话术

Zuul 是历史方案，Gateway 是演进方案

3️⃣ Nginx / OpenResty

定位：反向代理 / 七层网关

核心能力

反向代理、负载均衡
SSL 终止
限流、黑白名单
OpenResty 可写 Lua 扩展逻辑

适用场景

网关最前置一层
高并发、低延迟
简单路由 + 防护

典型架构

Plain 复制代码

Client
  ↓
Nginx
  ↓
Spring Cloud Gateway

4️⃣ Envoy

定位：云原生 / Service Mesh 网关

核心能力

高性能 L7 Proxy
gRPC / HTTP2
动态配置（xDS）
可观测性极强

适用场景

Kubernetes
Istio / Service Mesh
大规模微服务

评价

技术先进，但学习成本高

5️⃣ Kong

定位：基于 Nginx 的 API Gateway

核心能力

插件化（鉴权、限流、日志）
REST / gRPC
多语言支持

适用场景

多语言微服务
对外开放 API 平台

6️⃣ Traefik

定位：云原生 Ingress / 网关

核心能力

自动发现服务
Kubernetes 原生友好
配置简单

适用场景

K8s 小中型集群
DevOps 驱动团队

7️⃣ 云厂商网关

阿里云 API 网关
腾讯云 API 网关
AWS API Gateway

适用场景

不想自建
强依赖云生态

Ⅱ. Spring Cloud Gateway

一、快速上手

① 创建网关项目

API 网关也是一个服务，所以这里单独创建一个 gateway 模块：

② 引入网关依赖

在 gateway 模块中引入网关以及相关依赖：

xml 复制代码

<!--网关-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<!--基于nacos实现服务发现依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<!--负载均衡-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

③ 编写启动类

java 复制代码

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

④ 添加Gateway的路由配置

创建 application.yml 文件，添加如下配置：

yaml 复制代码

server:
  port: 10020  # 网关端口

spring:
  application:
    name: gateway  # 应用名称
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: lirendada.art:8848  # Nacos地址
    gateway:
      routes:
        - id: order-service        # 路由id，随便起个名字，不重复即可
          uri: lb://order-service  # 目标服务地址
          predicates:              # 路由条件，这里配置路径匹配，匹配到/order/**、/feign/**的请求都转发到order-service服务
            - Path=/order/**,/feign/**
        - id: product-service
          uri: lb://product-service
          predicates:
            - Path=/product/**

配置字段说明：

id：自定义路由ID，保持唯一即可
uri：目标服务地址，支持普通 URI 及 lb://应用注册服务名称。lb 表示负载均衡，使用 lb:// 方式表示从注册中心获取服务地址。
predicates：路由条件，根据匹配结果决定是否执行该请求路由，上述代码中，我们把符合 Path 规则的一切请求，都代理到 uri 参数指定的地址。

⑤ 测试

访问 http://127.0.0.1:10020/product/1001 和 http://127.0.0.1:10020/order/1

二、Route Predicate Factories（路由断言工厂）

① Predicate

Predicate 是 Java8 提供的一个函数式编程接口，它接收一个参数并返回一个布尔值，用于条件过滤、请求参数的校验。其接口声明如下所示：

java 复制代码

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {

    boolean test(T t);
    
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }
    
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
    
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
    
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
    
    @SuppressWarnings("unchecked")
    static <T> Predicate<T> not(Predicate<? super T> target) {
        Objects.requireNonNull(target);
        return (Predicate<T>)target.negate();
    }
}

代码演示：

定义一个 Predicate：

java 复制代码

   class StringPredicate implements Predicate<String> {
       @Override
       public boolean test(String str) {
           return str.isEmpty();
       }
   }

使用这个 Predicate：

java 复制代码

   public void t1() {
       Predicate p = new StringPredicate();
       System.out.println(p.test("hello"));
       System.out.println(p.test(""));
   }
   
   // 运行结果：
   false
   true

Predicate 的其它写法：

java 复制代码

   /**
    * 匿名内部类写法
    */
   @Test
   public void t2() {
       Predicate<String> p = new Predicate<String>() {
           @Override
           public boolean test(String s) {
               return s.length() > 0;
           }
       };
       System.out.println(p.test("hello")); // true
       System.out.println(p.test(""));      // false
   }
   
   /**
    * lambda表达式写法
    */
   @Test
   public void t3() {
       Predicate<String> p = s -> s.length() > 0;
       System.out.println(p.test("hello")); // true
       System.out.println(p.test(""));      // false
   }

Predicate 的其它方法：

isEqual(Object targetRef)：比较两个对象是否相等，参数可以为 Null
and(Predicate other)：短路与操作，返回一个组成 Predicate
or(Predicate other)：短路或操作，返回一个组成 Predicate
test(T t)：传入一个 Predicate 参数，用来做判断
negate()：返回表示此 Predicate 逻辑否定的 Predicate

方法	说明
Predicate and(Predicate<? super T> other)	条件A&&条件B 当前Predicate的test方法 && other的test方法，相当于进行两次判断
default Predicate negate()	!条件A 对当前判断取非操作
default Predicate or(Predicate<? super T> other)	条件A\|\|条件B 当前Predicate的test方法 \|\| other的test方法

java 复制代码

/**
 * 非操作
 */
@Test
public void t4() {
    Predicate<String> p = s -> s.length() > 0;
    System.out.println(p.negate().test("hello")); // false
    System.out.println(p.negate().test(""));      // true
}

/**
 * and操作
 */
@Test
public void t5() {
    Predicate<String> p1 = s -> s.length() > 0;
    Predicate<String> p2 = s -> s.startsWith("l");
    System.out.println(p1.and(p2).test("hello")); // false
    System.out.println(p1.and(p2).test("liren")); // true
}

/**
 * or操作
 */
@Test
public void t6() {
    Predicate<String> p1 = s -> s.length() > 0;
    Predicate<String> p2 = s -> s.startsWith("l");
    System.out.println(p1.or(p2).test("hello")); // true
    System.out.println(p1.or(p2).test("liren")); // true
    System.out.println(p1.or(p2).test(""));      // false
}

② Route Predicate Factories

参考文档

在 Spring Cloud Gateway 中，Predicate 提供了路由规则的匹配机制：

yaml 复制代码

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes: # 网关路由配置
        - id: product-service 
          uri: lb://product-service 
          predicates: 
            - Path=/product/**

我们在配置文件中写的断言规则只是字符串，这些字符串会被 Route Predicate Factory 读取并处理，转变为路由判断的条件。

比如例子中配置的 Path=/product/**，就是通过 Path 属性来匹配 URL 前缀是 /product 的请求。这个规则是由 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.PathRoutePredicateFactory 实现的。

SpringCloudGateway 默认提供了很多 RoutePredicateFactory，这些 Predicate 会分别匹配 HTTP 请求的不同属性，并且多个 Predicate 可以通过 and 逻辑进行组合。

断言	作用
Path	路径匹配
Method	HTTP 方法
Header	请求头
Query	请求参数
Cookie	Cookie
Host	域名
After	指定时间后
Before	指定时间前
Between	时间区间
RemoteAddr	客户端 IP
Weight	权重

代码演示

在 application.yml 中添加 Predicate 规则，新增一个 After 条件：

yaml 复制代码

   spring:
     cloud:
       gateway:
         routes: # 网关路由配置
           - id: product-service 
             uri: lb://product-service 
             predicates: 
               - Path=/product/**
               - After=2025-12-13T14:08:33.643172900+08:00[Asia/Shanghai] # 请求时间为2025年12月13日之后

测试：访问 http://127.0.0.1:10020/product/1001，然后修改时间为 2026-01-01，再次访问