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Spring-Cloud-Gateway 源码解析 —— 处理器 (3.1) 之 RoutePredicateFactory 路由谓语工厂

本文主要基于 Spring-Cloud-Gateway 2.0.x M4

1. 概述
2. RoutePredicateFactory
3. AfterRoutePredicateFactory
4. BeforeRoutePredicateFactory
5. BetweenRoutePredicateFactory
6. CookieRoutePredicateFactory
7. HeaderRoutePredicateFactory
8. HostRoutePredicateFactory
9. MethodRoutePredicateFactory
10. PathRoutePredicateFactory
11. QueryRoutePredicateFactory
12. RemoteAddrRoutePredicateFactory
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1. 概述

本文主要分享 RoutePredicateFactory 路由谓语工厂 。

RoutePredicateFactory 涉及到的类在 org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate 包下，如下图：

Spring-Cloud-Gateway 源码解析 —— 处理器 (3.1) 之 RoutePredicateFactory 路由谓语工厂

Spring Cloud Gateway 创建 Route 对象时，使用 RoutePredicateFactory 创建 Predicate 对象。Predicate 对象可以赋值给 Route.predicate 属性，用于匹配请求对应的 Route 。

2. RoutePredicateFactory

org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.RoutePredicateFactory ，路由谓语工厂接口。代码如下：

@FunctionalInterface
public interface RoutePredicateFactory extends ArgumentHints{

 String PATTERN_KEY = "pattern";

 Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args);

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

}

#name() 默认方法，调用 NameUtils#normalizePredicateName(Class) 方法，获得 RoutePredicateFactory 的名字。该方法截取类名 前半段 ，例如 QueryRoutePredicateFactory 的结果为 Query 。点击链接查看该方法。
#apply() 接口方法，创建 Predicate 。
继承 org.springframework.cloud.gateway.support.ArgumentHints 接口，在《Spring-Cloud-Gateway 源码解析 —— 路由（2.2）之 RouteDefinitionRouteLocator 路由配置》「2.4 获得 Tuple」有使用到它的代码。

RoutePredicateFactory 实现类 如下图：

Spring-Cloud-Gateway 源码解析 —— 处理器 (3.1) 之 RoutePredicateFactory 路由谓语工厂

下面我们一个一个 RoutePredicateFactory 实现类理解。代码比较多，实际也比较简单。

另外， org.springframework.cloud.gateway.handler.predicate.RoutePredicates ，RoutePredicates 工厂，其调用 RoutePredicateFactory 接口的 实现类 ，创建各种 Predicate 。

3. AfterRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求时间满足在配置时间之后。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: after_route
uri: http://example.org
predicates:
- After=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

RoutePredicates 方法： #after(ZonedDateTime) 。

代码：

 1: public class AfterRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String DATETIME_KEY = "datetime";
 4: 
 5: @Override
 6: public List<String> argNames(){
 7: return Collections.singletonList(DATETIME_KEY);
 8: }
 9: 
10: @Override
11: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
12: Object value = args.getValue(DATETIME_KEY);
13: final ZonedDateTime dateTime = BetweenRoutePredicateFactory.getZonedDateTime(value);
14: 
15: return exchange -> {
16: final ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
17: return now.isAfter(dateTime);
18: };
19: }
20: 
21: }

Tulpe 参数： datetime 。
第 13 行：调用 BetweenRoutePredicateFactory#getZonedDateTime(value) 方法，解析配置的时间值，在「5. BetweenRoutePredicateFactory」详细解析。

4. BeforeRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求时间满足在配置时间之前。
RoutePredicates 方法： #before(ZonedDateTime) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: before_route
uri: http://example.org
predicates:
- Before=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

代码：

 1: public class BeforeRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String DATETIME_KEY = "datetime";
 4: 
 5: @Override
 6: public List<String> argNames(){
 7: return Collections.singletonList(DATETIME_KEY);
 8: }
 9: 
10: @Override
11: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
12: Object value = args.getValue(DATETIME_KEY);
13: final ZonedDateTime dateTime = BetweenRoutePredicateFactory.getZonedDateTime(value);
14: 
15: return exchange -> {
16: final ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
17: return now.isBefore(dateTime);
18: };
19: }
20: 
21: }

Tulpe 参数： datetime 。
第 13 行：调用 BetweenRoutePredicateFactory#getZonedDateTime(value) 方法，解析配置的时间值，在「5. BetweenRoutePredicateFactory」详细解析。

5. BetweenRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求时间满足在配置时间之间。
RoutePredicates 方法： #between(ZonedDateTime, ZonedDateTime) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: between_route
uri: http://example.org
predicates:
- Betweeen=2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver], 2017-01-21T17:42:47.789-07:00[America/Denver]

代码：

 1: public class BetweenRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String DATETIME1_KEY = "datetime1";
 4: public static final String DATETIME2_KEY = "datetime2";
 5: 
 6: @Override
 7: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
 8: //TODO: is ZonedDateTime the right thing to use?
 9: final ZonedDateTime dateTime1 = getZonedDateTime(args.getValue(DATETIME1_KEY));
10: final ZonedDateTime dateTime2 = getZonedDateTime(args.getValue(DATETIME2_KEY));
11: Assert.isTrue(dateTime1.isBefore(dateTime2), args.getValue(DATETIME1_KEY) +
12: " must be before " + args.getValue(DATETIME2_KEY));
13: 
14: return exchange -> {
15: final ZonedDateTime now = ZonedDateTime.now();
16: return now.isAfter(dateTime1) && now.isBefore(dateTime2);
17: };
18: }
19: 
20: public static ZonedDateTime getZonedDateTime(Object value){
21: ZonedDateTime dateTime;
22: if (value instanceof ZonedDateTime) {
23: dateTime = ZonedDateTime.class.cast(value);
24: } else {
25: dateTime = parseZonedDateTime(value.toString());
26: }
27: return dateTime;
28: }
29: 
30: public static ZonedDateTime parseZonedDateTime(String dateString){
31: ZonedDateTime dateTime;
32: try {
33: // 数字
34: long epoch = Long.parseLong(dateString);
35: dateTime = Instant.ofEpochMilli(epoch).atOffset(ZoneOffset.ofTotalSeconds(0))
36: .toZonedDateTime();
37: } catch (NumberFormatException e) {
38: // 字符串
39: // try ZonedDateTime instead
40: dateTime = ZonedDateTime.parse(dateString);
41: }
42: 
43: return dateTime;
44: }
45: 
46: }

Tulpe 参数： datetime1 / datetime2 。
第 20 至 44 行：解析配置的时间值。
- 第 22 至 23 行：当值类型为 ZonedDateTime 。主要使用 Java / Kotlin 配置 Route 时，例如 RoutePredicates#between(ZonedDateTime, ZonedDateTime) 。
- 第 33 至 36 行：当值类型为 Long 。例如配置文件 1511795602765 。
- 当 38 至 41 行：当值类型为 String 。例如配置文件里 2017-01-20T17:42:47.789-07:00[America/Denver] 。

6. CookieRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 指定 Cookie 正则匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #cookie(String， String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: cookie_route
uri: http://example.org
predicates:
- Cookie=chocolate, ch.p

代码：

 1: public class CookieRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String NAME_KEY = "name";
 4: public static final String REGEXP_KEY = "regexp";
 5: 
 6: @Override
 7: public List<String> argNames(){
 8: return Arrays.asList(NAME_KEY, REGEXP_KEY);
 9: }
10: 
11: @Override
12: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
13: String name = args.getString(NAME_KEY);
14: String regexp = args.getString(REGEXP_KEY);
15: 
16: return exchange -> {
17: List<HttpCookie> cookies = exchange.getRequest().getCookies().get(name);
18: for (HttpCookie cookie : cookies) {
19: // 正则匹配
20: if (cookie.getValue().matches(regexp)) {
21: return true;
22: }
23: }
24: return false;
25: };
26: }
27: }

Tulpe 参数： name / regexp 。
第 20 行：指定 Cookie 正则匹配 指定值 。

7. HeaderRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 指定 Cookie 正则匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #header(String， String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: header_route
uri: http://example.org
predicates:
- Header=X-Request-Id, /d+

代码：

 1: public class HeaderRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String HEADER_KEY = "header";
 4: public static final String REGEXP_KEY = "regexp";
 5: 
 6: @Override
 7: public List<String> argNames(){
 8: return Arrays.asList(HEADER_KEY, REGEXP_KEY);
 9: }
10: 
11: @Override
12: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
13: String header = args.getString(HEADER_KEY);
14: String regexp = args.getString(REGEXP_KEY);
15: 
16: return exchange -> {
17: List<String> values = exchange.getRequest().getHeaders().get(header);
18: for (String value : values) {
19: // 正则匹配
20: if (value.matches(regexp)) {
21: return true;
22: }
23: }
24: return false;
25: };
26: }
27: }

Tulpe 参数： header / regexp 。
第 20 行：指定 Header 正则匹配 指定值 。

8. HostRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 Host 匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #host(String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: host_route
uri: http://example.org
predicates:
- Host=**.somehost.org

代码：

 1: public class HostRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: private PathMatcher pathMatcher = new AntPathMatcher(".");
 4: 
 5: public void setPathMatcher(PathMatcher pathMatcher){
 6: this.pathMatcher = pathMatcher;
 7: }
 8: 
 9: @Override
10: public List<String> argNames(){
11: return Collections.singletonList(PATTERN_KEY);
12: }
13: 
14: @Override
15: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
16: String pattern = args.getString(PATTERN_KEY);
17: 
18: return exchange -> {
19: String host = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Host");
20: // 匹配
21: return this.pathMatcher.match(pattern, host);
22: };
23: }
24: }

Tulpe 参数： pattern 。
pathMatcher 属性，路径匹配器，默认使用 org.springframework.util.AntPathMatcher 。通过 #setPathMatcher(PathMatcher) 方法，可以重新设置。
第 21 行：请求路径匹配 指定值 。

9. MethodRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 Method 匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #method(String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: method_route
uri: http://example.org
predicates:
- Method=GET

代码：

 1: public class MethodRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String METHOD_KEY = "method";
 4: 
 5: @Override
 6: public List<String> argNames(){
 7: return Arrays.asList(METHOD_KEY);
 8: }
 9: 
10: @Override
11: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
12: String method = args.getString(METHOD_KEY);
13: return exchange -> {
14: HttpMethod requestMethod = exchange.getRequest().getMethod();
15: // 正则匹配
16: return requestMethod.matches(method);
17: };
18: }
19: }

Tulpe 参数： method 。
第 16 行：请求 Method 匹配 指定值 。

10. PathRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 Path 匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #path(String, String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: host_route
uri: http://example.org
predicates:
- Path=/foo/{segment}

代码：

 1: public class PathRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: private PathPatternParser pathPatternParser = new PathPatternParser();
 4: 
 5: public void setPathPatternParser(PathPatternParser pathPatternParser){
 6: this.pathPatternParser = pathPatternParser;
 7: }
 8: 
 9: @Override
10: public List<String> argNames(){
11: return Collections.singletonList(PATTERN_KEY);
12: }
13: 
14: @Override
15: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
16: // 解析 Path ，创建对应的 PathPattern
17: String unparsedPattern = args.getString(PATTERN_KEY);
18: PathPattern pattern;
19: synchronized (this.pathPatternParser) {
20: pattern = this.pathPatternParser.parse(unparsedPattern);
21: }
22: 
23: return exchange -> {
24: PathContainer path = parsePath(exchange.getRequest().getURI().getPath());
25: 
26: // 匹配
27: boolean match = pattern.matches(path);
28: traceMatch("Pattern", pattern.getPatternString(), path, match);
29: if (match) {
30: // 解析 路径参数，例如 path=/foo/123 <=> /foo/{segment}
31: PathMatchInfo uriTemplateVariables = pattern.matchAndExtract(path);
32: exchange.getAttributes().put(URI_TEMPLATE_VARIABLES_ATTRIBUTE, uriTemplateVariables);
33: return true;
34: }
35: else {
36: return false;
37: }
38: };
39: }
40: }

Tulpe 参数： pattern 。
pathPatternParser 属性，路径模式解析器。
第 17 至 21 行：解析配置的 Path ，创建对应的 PathPattern 。考虑到解析过程中的 线程安全 ，此处使用 synchronized 修饰符，详见 PathPatternParser#parse(String) 方法的注释。
第 24 至 27 行：解析请求的 Path ，匹配配置的 Path 。
第 30 至 32 行：解析 路径参数 ，设置到 ServerWebExchange.attributes 属性中，提供给后续的 GatewayFilter 使用。举个例子，当配置的 Path 为 /foo/{segment} ，请求的 Path 为 /foo/123 ，在此处打断点，结果如下图：

FROM 《Spring Cloud Gateway》

This predicate extracts the URI template variables (like segment defined in the example above) as a map of names and values and places it in the ServerWebExchange.getAttributes() with a key defined in PathRoutePredicate.URL_PREDICATE_VARS_ATTR . Those values are then available for use by GatewayFilter Factories

11. QueryRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 QueryParam 匹配 指定值 。
RoutePredicates 方法： #query(String, String) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: query_route
uri: http://example.org
predicates:
- Query=baz
- Query=foo, ba.

代码：

 1: public class QueryRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: public static final String PARAM_KEY = "param";
 4: public static final String REGEXP_KEY = "regexp";
 5: 
 6: @Override
 7: public List<String> argNames(){
 8: return Arrays.asList(PARAM_KEY, REGEXP_KEY);
 9: }
10: 
11: @Override
12: public boolean validateArgs(){
13: return false;
14: }
15: 
16: @Override
17: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
18: validateMin(1, args);
19: String param = args.getString(PARAM_KEY);
20: 
21: return exchange -> {
22: // 包含 参数
23: if (!args.hasFieldName(REGEXP_KEY)) {
24: // check existence of header
25: return exchange.getRequest().getQueryParams().containsKey(param);
26: }
27: 
28: // 正则匹配 参数
29: String regexp = args.getString(REGEXP_KEY);
30: List<String> values = exchange.getRequest().getQueryParams().get(param);
31: for (String value : values) {
32: if (value.matches(regexp)) {
33: return true;
34: }
35: }
36: return false;
37: };
38: }
39: }

Tulpe 参数： param ( 必填 ) / regexp ( 选填 ) 。
第 18 行：调用 #validateMin(...) 方法，校验参数数量至少为 1 ，即 param 非空。
第 22 至 26 行：当 regexp 为空时，校验 param 对应的 QueryParam 存在。
第 28 至 35 行：当 regexp 非空时，请求 param 对应的 QueryParam 正则匹配 指定值 。
- 当 QueryParams 为空时，会报空指针 BUG 。

12. RemoteAddrRoutePredicateFactory

Route 匹配：请求 来源 IP 在 指定范围内 。
RoutePredicates 方法： #remoteAddr(String...) 。

配置：

spring:
cloud:
gateway:
routes:
 # =====================================
- id: remoteaddr_route
uri: http://example.org
predicates:
- RemoteAddr=192.168.1.1/24

代码：

 1: public class RemoteAddrRoutePredicateFactory implements RoutePredicateFactory{
 2: 
 3: private static final Log log = LogFactory.getLog(RemoteAddrRoutePredicateFactory.class);
 4: 
 5: @Override
 6: public Predicate<ServerWebExchange> apply(Tuple args){
 7: validate(1, args);
 8: 
 9: //
10: List<SubnetUtils> sources = new ArrayList<>();
11: if (args != null) {
12: for (Object arg : args.getValues()) {
13: addSource(sources, (String) arg);
14: }
15: }
16: 
17: return exchange -> {
18: InetSocketAddress remoteAddress = exchange.getRequest().getRemoteAddress();
19: if (remoteAddress != null) {
20: // 来源 IP
21: String hostAddress = remoteAddress.getAddress().getHostAddress();
22: String host = exchange.getRequest().getURI().getHost();
23: if (!hostAddress.equals(host)) {
24: log.warn("Remote addresses didn't match " + hostAddress + " != " + host);
25: }
26: 
27: //
28: for (SubnetUtils source : sources) {
29: if (source.getInfo().isInRange(hostAddress)) {
30: return true;
31: }
32: }
33: }
34: 
35: return false;
36: };
37: }
38: 
39: private void addSource(List<SubnetUtils> sources, String source){
40: boolean inclusiveHostCount = false;
41: if (!source.contains("/")) { // no netmask, add default
42: source = source + "/32";
43: }
44: if (source.endsWith("/32")) {
45: //http://stackoverflow.com/questions/2942299/converting-cidr-address-to-subnet-mask-and-network-address#answer-6858429
46: inclusiveHostCount = true;
47: }
48: //TODO: howto support ipv6 as well?
49: SubnetUtils subnetUtils = new SubnetUtils(source);
50: subnetUtils.setInclusiveHostCount(inclusiveHostCount);
51: sources.add(subnetUtils);
52: }
53: }