Spring Cloud Gateway 的执行链路详解

news2025/4/19 7:20:25

Spring Cloud Gateway 的执行链路详解

🎯 核心目标

明确 Spring Cloud Gateway 的请求处理全过程（从接收到请求 → 到转发 → 到返回响应），方便你在合适的生命周期节点插入你的逻辑。

🧱 核心执行链路图（执行顺序）

┌──────────────┐
│ 客户端请求   │
└────┬─────────┘
     ↓
┌────┴─────────────┐
│ Netty HttpServer │ ←→ Reactor Netty（非阻塞）
└────┬─────────────┘
     ↓
┌────┴────────────┐
│ HttpRoutePredicateEvaluator │ 路由匹配
└────┬────────────┘
     ↓
┌────┴────────────┐
│ GlobalFilter Chain       │ ← 【你做定制的核心入口】
│  ├── GlobalFilter (Ordered)
│  ├── CustomFilter
│  └── FilterChain
└────┬────────────┘
     ↓
┌────┴────────────┐
│ WebClient 调用目标服务  │（负载均衡、路由转发）
└────┬────────────┘
     ↓
┌────┴────────────┐
│ 响应处理（过滤器链倒序） │
└────────────┬────┘
             ↓
      客户端收到响应

🔄 Gateway 核心处理流程分阶段讲解

🔹 1. 请求接入：Netty 接收

Gateway 使用 Reactor Netty 构建 Server，所有请求是异步 + 非阻塞处理。
请求通过 HttpServer 被接收并封装成 ServerWebExchange 对象（封装 request + response + 路由信息 + 上下文等）。

🔹 2. Route 匹配阶段（断言匹配）

配置文件中的路由定义，如：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user_route
          uri: http://user-service
          predicates:
            - Path=/api/user/**

这一步是通过 RoutePredicateHandlerMapping 完成：

✅ 判断当前请求路径是否匹配配置中的 predicates

📌 你可以实现 RoutePredicateFactory 来定制更复杂的匹配规则，例如 IP、请求头、时间段等

🔹 3. 全局过滤器链（GlobalFilter）执行阶段

这是你进行自定义操作的核心切入点！

内置常用过滤器有：

过滤器类名	作用	顺序（order）
`RemoveRequestHeaderGatewayFilter`	删除请求头	-1
`AddRequestHeaderGatewayFilter`	添加请求头	0
`RetryGatewayFilter`	自动重试	-2
`RequestRateLimiterGatewayFilter`	限流（结合 Redis）	-10
`HystrixGatewayFilter`	熔断降级	-100

你也可以实现自己的 GlobalFilter 或 GatewayFilterFactory：

示例：自定义 GlobalFilter

@Component
@Order(-1) // 顺序越小越先执行
public class AuthGlobalFilter implements GlobalFilter {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        String token = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Authorization");

        if (!StringUtils.hasText(token) || !checkToken(token)) {
            // 拦截请求，返回 401
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }

        return chain.filter(exchange); // 放行
    }
}

🔹 4. 网关调用下游服务（转发阶段）

实际调用目标服务（通过 WebClient 发出请求）
如果配置了 lb:// 前缀，会使用 Spring Cloud LoadBalancer 做负载均衡（Nacos、Eureka 都支持）

uri: lb://order-service

🔹 5. 响应返回时的处理（倒序执行 Filter）

在响应返回时，全局过滤器链会逆序执行，可以在这里做一些响应增强：

添加响应头
日志记录（返回码、耗时）
数据脱敏
响应体改写（结合缓存）

示例：记录响应耗时

@Component
@Order(1)
public class TimeLogFilter implements GlobalFilter {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        long start = System.currentTimeMillis();

        return chain.filter(exchange).then(
            Mono.fromRunnable(() -> {
                long cost = System.currentTimeMillis() - start;
                System.out.println("接口请求耗时：" + cost + "ms");
            })
        );
    }
}

🔧 常见自定义操作建议位置对照表

功能	推荐实现方式	说明
请求日志记录	GlobalFilter	获取 request 信息，记录 URI/参数/IP
参数校验（如签名）	GlobalFilter	拦截非法请求
JWT 鉴权	GlobalFilter	可选使用 Reactor 模式解析 token
限流（IP/QPS）	Redis + 自定义 Filter	或使用 Spring 官方限流 Filter
熔断降级	Resilience4j/Hystrix	可集成入 Gateway Filter
黑名单拦截	GlobalFilter + Redis	校验 IP 是否在黑名单
响应体改写	RewriteResponseBodyFilter	需要缓存响应流
请求体改写	RewriteRequestBodyFilter	非常规操作，需 cache request body

📌 注意事项：Netty + 响应式陷阱

Spring Cloud Gateway 是响应式编程，与传统 Servlet 不一样：

注意点	说明
Request Body 只能读取一次	需要使用 `CachedBodyOutputMessage` 缓存
Response 体也只能写一次	修改响应需用 `BodyInserter`
操作是异步链式的	推荐使用 `Mono.defer()`、`then()` 等操作链
使用 `@Order` 控制顺序	值越小越早执行，如认证应在最前面执行

🎁 Bonus：完整请求链源码入口参考（Spring Cloud Gateway）

模块	类名	说明
`spring-cloud-gateway`	`GatewayAutoConfiguration`	自动装配
	`RoutePredicateHandlerMapping`	匹配路由
	`FilteringWebHandler`	核心过滤链执行器
	`GlobalFilter`	全局过滤器接口
	`GatewayFilterFactory`	局部路由过滤器工厂接口