四种限流算法在 Spring Cloud Gateway 中的实现:固定窗口、滑动窗口、漏桶、令牌桶

在 Gateway 里手写四种限流算法 目标说明 网关是流量的咽喉,限流是网关最重要的能力之一。这篇文章的目标很明确: 理解四种主流限流算法的核心逻辑:固定窗口、滑动窗口、漏桶、令牌桶 每种算法都能写出来并跑通,不只是看概念 集成到 Spring Cloud Gateway 中,作为自定义 GatewayFilter 使用 了解生产级方案:Redis + Lua 分布式限流 读完这篇文章,读者应该能回答:“为什么 Sentinel 选滑动窗口、Gateway 选令牌桶?“以及"如果让你自己写一个限流过滤器,你怎么写?” 前置条件 开始之前,确保环境满足以下条件: 依赖 版本要求 用途 JDK 11+ 运行 Spring Boot 应用 Spring Boot 2.7.x 基础框架 Spring Cloud 2021.0.x Gateway 依赖 Spring Cloud Gateway 3.1.x 网关核心 Redis(可选) 6.0+ 分布式限流 JMeter(可选) 5.5+ 压测验证 验证命令: java -version # 应输出 11 或更高 mvn -version # 确认 Maven 可用 redis-cli ping # 如果做分布式限流,确认 Redis 连通 ⚠️ 新手提示:本文的代码可以在一个独立的 Spring Boot 项目中运行,不需要完整的微服务集群。只要一个 Gateway 项目 + 一个后端服务即可验证。 ...

二月 12, 2023 · 8 分钟 · 1658 字 · yaomingye

Gateway 生产实战——鉴权、限流、熔断与部署

Gateway 生产实战 📖 前置阅读:本文假设读者已掌握 Gateway 的 Route/Predicate/Filter 全操作。如果还不熟悉,建议先阅读前三篇:核心概念、Predicate 全解、Filter 全操作。 一、⚡ 路由和 Filter 都调通了——但你能上线吗? 开发环境一切正常——localhost 上 Gateway 跑得稳稳的。但上线之前你至少还要解决: ① 认证——用户登录后的 JWT Token 在网关统一校验 ② 限流——防止恶意刷接口——一个 IP 一秒最多 10 次 ③ 熔断——后端挂了——网关直接降级返回而不是把 500 抛给前端 ④ 跨域——前端从不同域名调网关——浏览器会拦截 ⑤ 监控——请求量、错误率、延迟——全部看不到就是盲飞 ⑥ TraceId——一个请求穿过网关到后端多个服务——怎么串联日志? 这一篇把以上每个问题都给出可直接使用的配置和代码。 二、🔐 JWT 鉴权——全局统一校验 2.1 为什么在网关做鉴权? 每个后端服务都自己解析 JWT——重复代码、分散维护、容易漏掉。在网关统一做——后端只信任网关传过来的 Header 就行了: 浏览器带 JWT → 网关解析 → Header 中放 userId + role → 后端直接用 2.2 完整的 JWT 鉴权 GlobalFilter @Component @Order(-100) public class JwtAuthGlobalFilter implements GlobalFilter { // 白名单——不需要 Token 的接口 private static final List<String> WHITE_LIST = List.of( "/api/public/login", "/api/public/register", "/api/public/health" ); // 从配置中心拿——这里简化为常量 private static final String SECRET_KEY = "your-256-bit-secret-key"; @Override public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) { String path = exchange.getRequest().getURI().getPath(); // ① 白名单放行 if (isWhiteListed(path)) { return chain.filter(exchange); } // ② 提取 Token String authHeader = exchange.getRequest() .getHeaders().getFirst(HttpHeaders.AUTHORIZATION); if (authHeader == null || !authHeader.startsWith("Bearer ")) { return unauthorized(exchange, "缺少认证 Token"); } String token = authHeader.substring(7); // ③ 解析 JWT try { Claims claims = Jwts.parser() .setSigningKey(SECRET_KEY) .parseClaimsJws(token) .getBody(); // 检查是否过期 if (claims.getExpiration().before(new Date())) { return unauthorized(exchange, "Token 已过期"); } // ④ 把用户信息写入请求头——后端直接用 ServerHttpRequest mutatedRequest = exchange.getRequest().mutate() .header("X-User-Id", String.valueOf(claims.get("userId"))) .header("X-User-Name", claims.get("userName", String.class)) .header("X-User-Role", claims.get("role", String.class)) .build(); // ⑤ 用修改后的 Request 继续 return chain.filter(exchange.mutate().request(mutatedRequest).build()); } catch (JwtException e) { return unauthorized(exchange, "Token 无效: " + e.getMessage()); } } private boolean isWhiteListed(String path) { return WHITE_LIST.stream().anyMatch(path::startsWith); } private Mono<Void> unauthorized(ServerWebExchange exchange, String message) { exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED); exchange.getResponse().getHeaders() .setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON); // 返回 JSON 错误信息 byte[] body = ("{\"code\":401,\"message\":\"" + message + "\"}").getBytes(); DataBuffer buffer = exchange.getResponse() .bufferFactory().wrap(body); return exchange.getResponse().writeWith(Mono.just(buffer)); } } 2.3 后端如何信任网关 后端服务应该只信任从网关来的请求——加一个内部 Token 做服务间认证: ...

十二月 5, 2022 · 8 分钟 · 1502 字 · yaomingye

GatewayFilter 与 GlobalFilter 全操作

GatewayFilter 与 GlobalFilter 📖 前置阅读:本文假设读者已掌握 Route 和 Predicate 的配置方式。如果还不熟悉,建议先阅读 Spring Cloud Gateway 核心概念与快速上手 和 Predicate 与路由规则全解。 一、⚡ 路由转发了——但在转发前后你还想做很多事 Predicate 决定了请求走哪条路——但路上你还要做很多事: 请求 → 网关 → 后端 —— 转发过程中: ① 把 /api/users/1 转成 /1(去掉前缀) ② 自动加上 Header(X-Request-Id、X-Source) ③ 限制每个 IP 每秒只能调 10 次 ④ 请求失败时自动重试 3 次 ⑤ 把用户信息写入 Header(后端不用自己解析 JWT) ⑥ 后端 3 次失败后熔断——直接降级返回 这些全都靠 Filter 实现。Gateway 的 Filter 分两种——GatewayFilter(针对特定路由)和 GlobalFilter(针对所有路由)。 二、🧩 Filter 的执行模型——Pre Filter 和 Post Filter 一个 Filter 可以在两个阶段做事: public class DemoFilter implements GatewayFilter { @Override public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) { // ===== Pre Filter:转发到后端之前执行 ===== System.out.println("① 请求进来了——做鉴权、限流、加 Header"); return chain.filter(exchange) // ← 转发到后端(或者说交给下一个 Filter) .then(Mono.fromRunnable(() -> { // ===== Post Filter:后端返回后执行 ===== System.out.println("⑤ 后端响应了——做日志、修改响应体"); })); } } 时间线: ① Pre Filter(鉴权) ② 下一个 Filter 的 Pre(限流) ③ 转发到后端 ④ 后端返回响应 ⑤ 当前 Filter 的 Post(修改响应) ⑥ 上一个 Filter 的 Post(记录日志) 这个链式结构是 WebFlux 的 Mono.then() 实现的——不是阻塞等待,而是注册回调。 ...

十二月 4, 2022 · 7 分钟 · 1281 字 · yaomingye

Predicate 与路由规则全解

Predicate 与路由规则 📖 前置阅读:本文假设读者已理解 Route/Predicate/Filter 三要素和 Gateway 的基本用法。如果还不熟悉,建议先阅读 Spring Cloud Gateway 核心概念与快速上手。 一、⚡ Path 匹配太简单了——直到你遇到了这些需求 上一篇用 Path=/api/users/** 把请求按路径转发——基本路由够用了。但真实场景远不止于此: 需求 1:灰度发布——10% 的流量走 v2 版本,90% 走 v1 需求 2:内网用户走内网地址,外网用户走外网地址 需求 3:大促活动只在 12 月 1 日到 12 月 12 日生效——过期自动关闭 需求 4:带特定 Header(X-Tenant=alibaba)的请求路由到专门的集群 需求 5:GET 请求走缓存集群,POST/PUT/DELETE 走主集群 这些需求全都靠 Predicate 实现。Predicate 不只有 Path——Spring Cloud Gateway 内置了 12 种 Predicate Factory。 二、📖 记住 Predicate 的命名规则 Spring Cloud Gateway 的 Predicate 在配置时有一个命名转换: Java 类名: CookieRoutePredicateFactory ↓ 去掉 "RoutePredicateFactory" 后缀 配置名: Cookie=xxx 所有 Predicate 都是这个规则:HeaderRoutePredicateFactory → Header,QueryRoutePredicateFactory → Query。知道这个后——看到一个配置名就能找到对应的源码。 ...

十二月 3, 2022 · 6 分钟 · 1226 字 · yaomingye

Spring Cloud Gateway 核心概念与快速上手

搞懂网关三要素:Route、Predicate、Filter 一、⚡ 微服务上线后——前端疯了 你有 3 个微服务——用户服务在 8081、订单服务在 8082、商品服务在 8083。后端调得挺好——gRPC/Dubbo/REST 各种 RPC 全上了。 然后前端来找你:“我要调三个不同的端口?那用户登录后 Token 怎么统一校验?跨域怎么配?万一商品服务挂了——我是直接给用户看 500 错误还是给个降级提示?" 这些问题都不是前端该解决的——它们应该在一个统一的入口网关里处理: 没有网关: 浏览器 → 直接调 8081(用户服务) 浏览器 → 直接调 8082(订单服务) 浏览器 → 直接调 8083(商品服务) → 三个端口、三次鉴权、三次跨域——前端疯了 有了网关: 浏览器 → 网关 :8080 → /api/users/** 转给 8081 → /api/orders/** 转给 8082 → /api/products/** 转给 8083 → 一个端口、一次鉴权、一处跨域——前端只认识网关 API 网关就是系统的"大门”——所有外部请求都从这一个门进来,由它统一做鉴权、限流、路由、日志、降级。后端服务只关心业务逻辑——不管安全和流量控制。 二、🤔 选型:为什么是 Spring Cloud Gateway? Java 生态中做网关有一堆选择——先搞清楚 Spring Cloud Gateway 在其中的位置: 网关 底层 编程模型 适用场景 Spring Cloud Gateway WebFlux + Netty 响应式——非阻塞 I/O Spring 微服务体系——首选 Zuul 1.x Tomcat + Servlet 阻塞——一个请求一个线程 已停止维护——不推荐新项目 Zuul 2.x Netty 异步——但生态不成熟 几乎没人用 Nginx + Lua (OpenResty) Nginx C 内核 同步——Lua 脚本 性能极高——但开发门槛高 Kong OpenResty Lua + 插件 API 管理平台——适合需要 API 管理的场景 Spring Cloud Gateway 碾压 Zuul 1.x 的根本原因是"非阻塞": ...

十二月 2, 2022 · 5 分钟 · 1008 字 · yaomingye
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