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SpringCloudGateway:自定义全局过滤器的开发.pdf
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目录
SpringCloudGateway:自定义全局过滤器的开发
一、引言
1.1 背景与意义
1.2 文章目标
1.3 适用读者
二、Spring Cloud Gateway 概述
2.1 什么是 Spring Cloud Gateway
2.2 Spring Cloud Gateway 的核心概念
2.2.1 路由(Route)
2.2.2 断言(Predicate)
2.2.3 过滤器(Filter)
2.3 Spring Cloud Gateway 的工作原理
三、自定义全局过滤器的基础知识
3.1 全局过滤器的作用
3.1.1 请求预处理
3.1.2 响应后处理
3.1.3 流量控制
3.1.4 日志记录
3.2 全局过滤器与网关过滤器的区别
3.2.1 作用范围
3.2.2 配置方式
3.2.3 执行顺序
3.3 全局过滤器的执行顺序
3.4 自定义全局过滤器的基本结构
四、自定义全局过滤器的开发步骤
4.1 环境准备
4.1.1 JDK 安装
4.1.2 Maven 或 Gradle 配置
4.1.3 Spring Boot 和 Spring Cloud 项目创建
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器的开发
2025年04月26日
第 1 页 共 24 页

4.2 创建自定义全局过滤器类
4.3 注册自定义全局过滤器
4.4 实现过滤器的具体逻辑
4.4.1 请求日志记录
4.4.2 权限验证
4.4.3 请求参数修改
4.5 测试自定义全局过滤器
4.5.1 单元测试
4.5.2 集成测试
五、过滤器的应用场景和实践案例
5.1 日志记录
5.1.1 应用场景分析
5.1.2 实践案例
5.2 权限验证
5.2.1 应用场景分析
5.2.2 实践案例
5.3 限流
5.3.1 应用场景分析
5.3.2 实践案例
5.4 熔断
5.4.1 应用场景分析
5.4.2 实践案例
六、过滤器的测试与调试
6.1 单元测试
6.1.1 测试框架选择
6.1.2 编写单元测试用例
6.2 集成测试
6.2.1 测试环境搭建
6.2.2 编写集成测试用例
6.3 调试技巧
6.3.1 日志调试
6.3.2 断点调试
6.3.3 远程调试
七、性能优化与注意事项
7.1 性能优化
7.1.1 过滤器执行顺序优化
7.1.2 减少过滤器中的阻塞操作
7.1.3 缓存机制的应用
7.2 注意事项
7.2.1 异常处理
7.2.2 资源释放
7.2.3 并发安全
八、总结与展望
8.1 总结
8.1.1 核心要点回顾
8.1.2 开发成果价值
8.2 展望
8.2.1 技术发展趋势
8.2.2 未来应用拓展
2025年04月26日
第 2 页 共 24 页

SpringCloudGateway:自定义全局过滤器的开发
一、引言
1.1 背景与意义
在当今的微服务架构体系中,各个微服务之间的交互与通信变得极为频繁和复杂。为了实现服务的统一接入、流量控制、安全防
护等功能,API 网关应运而生。Spring Cloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中一款强大的 API 网关组件,凭借其高度
的灵活性和可扩展性,得到了广泛的应用。
自定义全局过滤器则是 Spring Cloud Gateway 中一个非常重要的特性。它能够在请求进入网关到转发至目标微服务,以及响应
从目标微服务返回给客户端的整个过程中,对请求和响应进行统一的处理。通过开发自定义全局过滤器,开发人员可以根据具体
的业务需求,实现诸如请求日志记录、权限验证、限流、熔断等功能,从而提升系统的安全性、稳定性和可维护性。
1.2 文章目标
本文旨在深入介绍 Spring Cloud Gateway 自定义全局过滤器的开发过程,为技术开发人员提供一份详细且实用的指南。通过阅
读本文,你将能够:
1. 全面了解 Spring Cloud Gateway 的基本概念和工作原理。
2. 掌握自定义全局过滤器的开发步骤和关键技术。
3. 学会如何将自定义全局过滤器应用到实际项目中,解决常见的业务问题。
4. 了解过滤器的测试、调试方法以及性能优化的注意事项。
1.3 适用读者
本文主要面向有一定 Spring Cloud 开发经验,希望深入了解 Spring Cloud Gateway 自定义全局过滤器开发的技术人员。读者
需要具备以下基础知识:
1. 熟悉 Java 编程语言和 Spring Boot 框架。
2. 了解 Spring Cloud 生态系统的基本概念和组件。
3. 对微服务架构有一定的认识和实践经验。
二、Spring Cloud Gateway 概述
2.1 什么是 Spring Cloud Gateway
Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 生态系统中的一个 API 网关组件,它构建于 Spring 5、Spring Boot 2 和 Project
Reactor 之上。其主要作用是作为微服务架构中的统一入口,负责接收客户端的请求,并将请求路由到对应的微服务。与传统的
API 网关相比,Spring Cloud Gateway 具有更高的性能和更好的响应式编程支持,能够更好地适应现代微服务架构的需求。
Spring Cloud Gateway 提供了一种简单而有效的方式来对请求进行过滤和路由。它可以根据请求的路径、请求方法、请求头等
信息,将请求路由到不同的微服务实例。同时,它还支持在请求处理的各个阶段添加自定义的过滤器,以实现诸如请求日志记
录、权限验证、限流等功能。
2.2 Spring Cloud Gateway 的核心概念
2.2.1 路由(Route)
2025年04月26日
第 3 页 共 24 页

路由是 Spring Cloud Gateway 中最核心的概念之一。一个路由由一个 ID、一个目标 URI、一组断言(Predicate)和一组过滤
器(Filter)组成。断言用于判断请求是否符合路由的条件,如果符合条件,则将请求路由到目标 URI。例如,以下是一个简单的
路由配置示例:
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: example_route
uri: lb://example-service
predicates:
- Path=/example/**
在这个示例中,定义了一个名为 example_route 的路由,目标 URI 为 lb://example-service ,表示使用负载均衡器将请求路由到
名为 example-service 的微服务。断言 Path=/example/** 表示只有当请求的路径以 /example/ 开头时,才会匹配该路由。
2.2.2 断言(Predicate)
断言是一个 Java 8 的函数式接口,用于对请求进行匹配。Spring Cloud Gateway 提供了多种内置的断言,如 Path 、 Method 、
Header 等。开发人员也可以自定义断言,以满足特定的业务需求。例如,以下是一个使用 Method 断言的示例:
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: method_route
uri: lb://example-service
predicates:
- Method=GET
这个示例中,只有当请求的方法为 GET 时,才会匹配该路由。
2.2.3 过滤器(Filter)
过滤器是 Spring Cloud Gateway 中用于对请求和响应进行处理的组件。它可以在请求被路由之前或之后对请求和响应进行修
改、记录日志、验证权限等操作。Spring Cloud Gateway 提供了两种类型的过滤器:全局过滤器(Global Filter)和网关过滤器
(Gateway Filter)。全局过滤器会对所有的请求进行处理,而网关过滤器则是针对特定的路由进行处理。例如,以下是一个简
单的全局过滤器示例:
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GlobalFilter;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.Ordered;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
@Configuration
public class CustomGlobalFilterConfig {
@Bean
public GlobalFilter customGlobalFilter() {
return (exchange, chain) -> {
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
// 在请求被路由之前添加自定义逻辑
System.out.println("Request received: " + request.getURI());
return chain.filter(exchange);
2025年04月26日
第 4 页 共 24 页

};
}
}
在这个示例中,定义了一个全局过滤器,在请求被路由之前打印请求的 URI。
2.3 Spring Cloud Gateway 的工作原理
Spring Cloud Gateway 的工作流程主要包括以下几个步骤:
1. 接收请求:客户端将请求发送到 Spring Cloud Gateway。
2. 路由匹配:Spring Cloud Gateway 根据请求的信息(如路径、方法等),使用断言对请求进行匹配,找到合适的路由。
3. 过滤器处理:如果找到匹配的路由,则将请求传递给该路由配置的过滤器进行处理。过滤器可以对请求进行修改、验证等
操作。
4. 路由转发:经过过滤器处理后,将请求转发到目标 URI 对应的微服务。
5. 响应处理:微服务处理完请求后,将响应返回给 Spring Cloud Gateway。Spring Cloud Gateway 可以再次使用过滤器
对响应进行处理,然后将响应返回给客户端。
Spring Cloud Gateway 的工作原理基于 Spring WebFlux 的响应式编程模型,通过异步非阻塞的方式处理请求,从而提高系统
的性能和吞吐量。
三、自定义全局过滤器的基础知识
3.1 全局过滤器的作用
在 Spring Cloud Gateway 中,全局过滤器是一种特殊的过滤器,它会对所有经过网关的请求和响应进行处理。全局过滤器的主
要作用体现在以下几个方面:
3.1.1 请求预处理
在请求被路由到目标微服务之前,全局过滤器可以对请求进行预处理。例如,对请求头进行修改、添加额外的请求参数、验证请
求的合法性等。通过请求预处理,可以确保请求符合目标微服务的要求,提高系统的安全性和稳定性。
3.1.2 响应后处理
在响应从目标微服务返回给客户端之前,全局过滤器可以对响应进行后处理。例如,对响应头进行修改、对响应体进行加密或压
缩等。通过响应后处理,可以优化响应内容,提高客户端的响应体验。
3.1.3 流量控制
全局过滤器可以实现流量控制的功能,如限流、熔断等。通过对请求的流量进行控制,可以防止系统因过载而崩溃,提高系统的
可用性。
3.1.4 日志记录
全局过滤器可以记录请求和响应的相关信息,如请求的 URI、请求方法、响应状态码等。通过日志记录,可以方便开发人员进行
问题排查和系统监控。
3.2 全局过滤器与网关过滤器的区别
Spring Cloud Gateway 提供了两种类型的过滤器:全局过滤器(Global Filter)和网关过滤器(Gateway Filter),它们的主要
区别如下:
2025年04月26日
第 5 页 共 24 页
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