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SpringCloud Gateway 路由配置定位原理分析

環境:springcloud Hoxton.SR11


本節主要了解系統中的謂詞與配置的路由資訊是如何進行初始化關聯生成路由物件的。每個謂詞工廠中的Config物件又是如何被解析配置的。

所有的謂詞工廠中的Config中屬性值是如何被配置的。

在SpringCloud Gateway中的所有謂詞工廠如下:

命名規則:XxxRoutePredicateFactory。所有的這些謂詞工廠都是如下的繼承關係

public class MethodRoutePredicateFactory extends  AbstractRoutePredicateFactory<MethodRoutePredicateFactory.Config>
// 
public class PathRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<PathRoutePredicateFactory.Config>
// ...

所有的謂詞工廠繼承的
AbstractRoutePredicateFactory中的泛型都是內部類的Config。這個是如何被配置上值的呢?

6.1 gateway自動配置

在下面這個類中配置了所有的Predicate和Filter。

public class GatewayAutoConfiguration {
  @Bean
  @ConditionalOnEnabledPredicate
  public PathRoutePredicateFactory pathRoutePredicateFactory() {
    return new PathRoutePredicateFactory();
  }
  @Bean
  @ConditionalOnEnabledPredicate
  
public QueryRoutePredicateFactory queryRoutePredicateFactory() { return new QueryRoutePredicateFactory(); } @Bean public RouteLocator routeDefinitionRouteLocator(GatewayProperties properties, List<GatewayFilterFactory> gatewayFilters, List<RoutePredicateFactory> predicates, RouteDefinitionLocator routeDefinitionLocator, ConfigurationService configurationService) {
return new RouteDefinitionRouteLocator(routeDefinitionLocator, predicates, gatewayFilters, properties, configurationService); } @Bean @Primary @ConditionalOnMissingBean(name = "cachedCompositeRouteLocator") public RouteLocator cachedCompositeRouteLocator(List<RouteLocator> routeLocators) { return new CachingRouteLocator(new CompositeRouteLocator(Flux.fromIterable(routeLocators))); } }

這裡會層層委託最終查詢查詢路由定位會交給
RouteDefinitionRouteLocator。CachingRouteLocator起到快取的作用,將配置的所有路由資訊儲存。

注意:這裡的路由資訊是在容器啟動後就會被初始化的。

public class CachingRouteLocator {
  private final RouteLocator delegate;

  private final Flux<Route> routes;

  private final Map<String, List> cache = new ConcurrentHashMap<>();

  private ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher;

  public CachingRouteLocator(RouteLocator delegate) {
    this.delegate = delegate;
    routes = CacheFlux.lookup(cache, CACHE_KEY, Route.class) .onCacheMissResume(this::fetch);
  }

  private Flux<Route> fetch() {
    return this.delegate.getRoutes().sort(AnnotationAwareOrderComparator.INSTANCE);
  }
}

例項化CachingRouteLocator就開始查詢所有配置的Route資訊。最終的會委託給
RouteDefinitionRouteLocator


RouteDefinitionRouteLocator建構函式中的initFactories方法用來對映路由工廠的XxxRoutePredicateFactory。

private void initFactories(List<RoutePredicateFactory> predicates) {
  predicates.forEach(factory -> {
    String key = factory.name();
    if (this.predicates.containsKey(key)) {
      this.logger.warn("A RoutePredicateFactory named " + key + " already exists, class: " + this.predicates.get(key) + ". It will be overwritten.");
    }
    this.predicates.put(key, factory);
  });
}

方法中解析每一個謂詞工廠對應的名稱然後快取到predicates 集合中。

factory.name()方法解析謂詞名稱。

default String name() {
  return NameUtils.normalizeRoutePredicateName(getClass());
}

CachingRouteLocator是個快取路由定位器,是個首選的RouteLocator(@Primary),這裡將
RouteDefinitionRouteLocator進行了合併。

6.2 生成路由物件Route及Config配置

getRoutes---》convertToRoute---》combinePredicates---》lookup。

根據上面的自動配置也知道了在服務啟動時就進行初始化所有路由資訊了。

獲取路由資訊

public Flux<Route> getRoutes() {
  Flux<Route> routes = this.routeDefinitionLocator.getRouteDefinitions() .map(this::convertToRoute);
  routes = routes.onErrorContinue((error, obj) -> {
    return routes.map(route -> {
            return route;
  });
}

合併謂詞

private AsyncPredicate<ServerWebExchange> combinePredicates(
            RouteDefinition routeDefinition) {
  // other code
  for (PredicateDefinition andPredicate : predicates.subList(1, predicates.size())) {
    AsyncPredicate<ServerWebExchange> found = lookup(routeDefinition, andPredicate);
    predicate = predicate.and(found);
  }
  return predicate;
}

進入lookup中

private AsyncPredicate<ServerWebExchange> lookup(RouteDefinition route, PredicateDefinition predicate) {
  RoutePredicateFactory<Object> factory = this.predicates.get(predicate.getName());
  if (factory == null) {
    throw new IllegalArgumentException("Unable to find RoutePredicateFactory with name " + predicate.getName());
  }
  // 這裡將配置中(yml檔案)配置的name,args和謂詞工廠中的Config進行關聯設定值
  Object config = this.configurationService.with(factory)
    .name(predicate.getName())
    .properties(predicate.getArgs())
    .eventFunction((bound, properties) -> new PredicateArgsEvent(
        RouteDefinitionRouteLocator.this, route.getId(), properties))
    .bind();
  // 最終呼叫謂詞工廠(XxxRoutePredicateFactory的apply方法返回RoutePredicate該物件繼承Predicate)
  return factory.applyAsync(config);
}

lookup方法中查詢,也就是在這裡將對應的謂詞Config與RouteDefinition(Predicate)中定義的相對應的屬性關聯。

進入factory.applyAsync方法

@FunctionalInterface
public interface RoutePredicateFactory<C> extends ShortcutConfigurable, Configurable<C> {
  default AsyncPredicate<ServerWebExchange> applyAsync(C config) {
    return toAsyncPredicate(apply(config)); // 檢視下面的6.2-1圖當前apply所有的實現就是系統內部定義的XxxRoutePredicateFactory
  }
}
// apply(config),如這裡配置了Path謂詞,那麼就會進入PathRoutePredicateFactory中的apply方法
public Predicate<ServerWebExchange> apply(Config config) {
  // other code    
  return new GatewayPredicate() {
    public boolean test() {
      // todo    
    }
  }
}
// 最後返回一個非同步的謂詞
public static AsyncPredicate<ServerWebExchange> toAsyncPredicate(Predicate<? super ServerWebExchange> predicate) {
  Assert.notNull(predicate, "predicate must not be null");
  // 這裡from就是返回一個DefaultAsyncPredicate預設的非同步謂詞
  return AsyncPredicate.from(predicate);
}
static AsyncPredicate<ServerWebExchange> from( Predicate<? super ServerWebExchange> predicate) {
  return new DefaultAsyncPredicate<>(GatewayPredicate.wrapIfNeeded(predicate));
}

圖6.2-1

最後在combinePredicates方法中將當前路由中配置的所有謂詞進行了and操作返回。最終回到convertToRoute方法中將當前路由中配置的謂詞,過濾器進行了整合包裝返回Route(一個路由物件)

public class Route implements Ordered {
  private final String id;
   
  private final URI uri;
   
  private final int order;
   
  private final AsyncPredicate<ServerWebExchange> predicate;
   
  private final List<GatewayFilter> gatewayFilters;
   
  private final Map<String, Object> metadata;
}    

這些Route物件會被儲存在上面說的
CachingRouteLocator.routes中。

6.3 定位路由

根據上面的配置RouteLocator 該類用來定位路由(查詢具體的使用哪個路由);當一個請求過來會查詢是哪個路由。

RouteLocator中定義了一個方法

public interface RouteLocator {

  Flux<Route> getRoutes();

}

檢視這個getRoutes方法是誰呼叫的

看到這個
RoutePredicateHandlerMapping是不是想起了Spring MVC中的HandlerMapping(我們所有的Controller都會被RequestMappingHanlderMapping 匹配)。通過名稱也就知道了該HandlerMapping用來匹配我們的路由謂詞的誰來處理路由。

接下來回到前面說的
RequestMappingHanlderMapping 物件,當我們請求一個路由地址時會執行該類中的lookup方法查詢路由

protected Mono<Route> lookupRoute(ServerWebExchange exchange) {
  // 這裡的this.routeLocator就是 CachingRouteLocator物件 
  return this.routeLocator.getRoutes()
      .concatMap(route -> Mono.just(route).filterWhen(r -> {
        exchange.getAttributes().put(GATEWAY_PREDICATE_ROUTE_ATTR, r.getId());
        // 過濾查詢符合的路由  
        return r.getPredicate().apply(exchange);
     }).doOnError(e -> logger.error(
          "Error applying predicate for route: " + route.getId(),
     e)).onErrorResume(e -> Mono.empty()))
        .next()
        .map(route -> {
          if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Route matched: " + route.getId());
          }
          validateRoute(route, exchange);
          return route;
     });
}

進入r.getPredicate().apply(exchange)

public interface AsyncPredicate<T> extends Function<T, Publisher<Boolean>> {
  static AsyncPredicate<ServerWebExchange> from(Predicate<? super ServerWebExchange> predicate) {
  return new DefaultAsyncPredicate<>(GatewayPredicate.wrapIfNeeded(predicate));
  }

  class DefaultAsyncPredicate<T> implements AsyncPredicate<T> {

    private final Predicate<T> delegate;

    public DefaultAsyncPredicate(Predicate<T> delegate) {
      this.delegate = delegate;
    }

    @Override
    public Publisher<Boolean> apply(T t) {
      return Mono.just(delegate.test(t));
    }

    @Override
    public String toString() {
      return this.delegate.toString();
    }

  }

}

這裡會呼叫Predicate.test方法(XxxRoutePredicateFactory中的apply方法返回的GatewayPredicate)。

呼叫GatewayPredicate.test返回判斷當前請求的路由是否匹配。

整體的一個流程:

1、系統先初始化所有的Predicate(謂詞)和Filter(過濾器)

2、根據配置的路由資訊(過濾器,謂詞)包裝返回Route物件

3、根據請求路由路徑查詢匹配的路由

完畢!!!

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