Spring Cloud Gateway 重写 URL-工具盒子

1、简介 {#1简介}

Spring Cloud Gateway 的常见用例是作为一个网关，代理一个或多个服务，从而为客户端提供更简单的消费方式。

本文将带你了解如何在将请求发送到后端之前，通过重写 URL 来自定义暴露的 API 的不同方式。

2、Spring Cloud Gateway 快速回顾 {#2spring-cloud-gateway-快速回顾}

Spring Cloud Gateway 项目是在流行的 Spring Boot 2 和 Project Reactor 的基础上构建的，因此继承了其主要特性：

响应式，资源占用低
支持 Spring Cloud 生态系统的所有功能（服务发现、配置等）
使用标准 Spring 模式轻松扩展和/或定制

这里只列出它的主要概念，更多详细信息请参阅中文文档：

Route：路由，在网关中，匹配的传入请求会经历一系列的处理步骤。
Predicate：针对 ServerWebExchange 进行评估的 Java 8 Predicate。
Filters：可以检查、更改 ServerWebExchange 的 GatewayFilter 实例。网关支持全局 Filter 和按路由的 Filter。

简而言之，接收请求的处理顺序如下：

网关使用与每条路由相关的 Predicate 来查找哪条路由可以处理请求。
一旦找到路由，请求（ServerWebExchange 实例）就会通过每个配置的 Filter，直到最终发送到后端。
当后端发送回响应或出现错误（例如超时或连接重置）时，Filter 可以再次处理响应，然后再将其发送回客户端。

3、基于配置的 URL 重写 {#3基于配置的-url-重写}

回到本文的主题，让我们看看如何定义一个路由，在将请求发送到后端之前重写传入的 URL。例如，假设输入的请求格式为 /api/v1/customer/*，后端 URL 应为 http://v1.customers/api/*。这里，使用 "*" 来表示 "在此之后的任何内容"。

只需在应用的配置中添加几个属性，就可以创建基于配置的重写。为了更好的可读性，使用基于 YAML 的配置，这些信息可以来自任何受支持的 PropertySource：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
      - id: rewrite_v1
        uri: ${rewrite.backend.uri:http://example.com}
        predicates:
        - Path=/v1/customer/**
        filters:
        - RewritePath=/v1/customer/(?<segment>.*),/api/$\{segment}

分析一下这个配置。首先，路由有一个 id，这只是它的标识符。其次，uri 属性给出了后端 URI。注意，这里只考虑了主机名/端口，因为最终路径来自重写逻辑。

predicates 属性定义了激活此路由必须满足的条件。在本例中，我们使用了 Path predicate，它使用类似于 Ant 的路径表达式来匹配传入请求的路径。

最后，filters 属性具有实际的重写逻辑。RewritePath Filter 需要两个参数：正则表达式和替换字符串。Filter 的实现方式是，使用提供的参数作为参数，在请求的 URI 上执行 replaceAll() 方法。

Spring 处理配置文件的方式有一个注意事项，那就是不能使用标准的 ${group} 替换表达式，因为 Spring 会认为这是一个属性引用，并尝试替换其值。为了避免这种情况，需要在 $ 和 { 字符之间添加反斜杠，Filter 会在使用它作为实际替换表达式之前移除反斜杠。

4、基于 DSL 的 URL 重写 {#4基于-dsl-的-url-重写}

虽然 RewritePath 非常强大且易于使用，但在重写规则具有某些动态特性的情况下，它就显得力不从心了。根据情况，可以使用基于 DSL 的方法创建路由。我们需要做的就是创建一个 RouteLocator Bean 来实现路由的逻辑。

举个例子，创建一个简单的路由，和上面一样，使用正则表达式重写传入的 URI。但这次，替换字符串将在每次请求时动态生成：

@Configuration
public class DynamicRewriteRoute {
    
    @Value("${rewrite.backend.uri}")
    private String backendUri;
    private static Random rnd = new Random();
    
    @Bean
    public RouteLocator dynamicZipCodeRoute(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
          .route("dynamicRewrite", r ->
             r.path("/v2/zip/**")
              .filters(f -> f.filter((exchange, chain) -> {
                  ServerHttpRequest req = exchange.getRequest();
                  addOriginalRequestUrl(exchange, req.getURI());
                  String path = req.getURI().getRawPath();
                  String newPath = path.replaceAll(
                    "/v2/zip/(?<zipcode>.*)", 
                    "/api/zip/${zipcode}-" + String.format("%03d", rnd.nextInt(1000)));
                  ServerHttpRequest request = req.mutate().path(newPath).build();
                  exchange.getAttributes().put(GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR, request.getURI());
                  return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
              }))
              .uri(backendUri))
          .build();
    }
}

在这里，动态部分只是将一个随机数添加到替换字符串中。在实际应用中可能会有更复杂的逻辑，但基本机制如下所示。

首先，它调用了 addOriginalRequestUrl() 方法，该方法来自 ServerWebExchangeUtils 类，用于将原始 URL 存储在 exchange attribute GATEWAY_ORIGINAL_REQUEST_URL_ATTR 下。该属性的值是一个 List，我们将在进行任何修改之前将接收到的 URL 追加到该 List 中，并且网关在处理 X-Forwarded-For Header 时会内部使用该 List。

其次，应用重写逻辑后，必须将修改后的 URL 保存在 GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR exchange attribute 中。这一步在文档中没有直接提及，但可以确保我们的自定义 Filter 与其他可用 Filter 良好地协同工作。

5、测试 {#5测试}

使用标准的 JUnit 5 来测试我们的重写规则。

稍加改动：使用基于 Java SDK 的 com.sun.net.httpserver.HttpServer 类启动一个简单的服务器。使用随机端口，从而避免端口冲突。

不过，这种方法的缺点是，必须找出实际分配给服务器的端口，并将其传递给 Spring，以便使用它来设置路由的 uri 属性。幸运的是，Spring 为我们提供了一个优雅的解决方案： @DynamicPropertySource，在此，使用它启动服务器，并使用绑定端口的值注册一个属性：

@DynamicPropertySource
static void registerBackendServer(DynamicPropertyRegistry registry) {
    registry.add("rewrite.backend.uri", () -> {
        HttpServer s = startTestServer();
        return "http://localhost:" + s.getAddress().getPort();
    });
}

测试 Handler 只需在响应体中回传接收到的 URI 即可。这样就能验证重写规则是否按预期运行。

@Test
void testWhenApiCall_thenRewriteSuccess(@Autowired WebTestClient webClient) {
    webClient.get()
      .uri("http://localhost:" + localPort + "/v1/customer/customer1")
      .exchange()
      .expectBody()
      .consumeWith((result) -> {
          String body = new String(result.getResponseBody());
          assertEquals("/api/customer1", body);
      });
}