源码分析Gateway请求转发

本期我们主要还是讲解一下Gateway，上一期我们讲解了一下Gateway中进行路由转发的关键角色，过滤器和断言是如何被加载的，上期链接：

https://www.cnblogs.com/guoxiaoyu/p/14735706.html

好了我们废话不多说，开始今天的Gateway请求转发流程讲解，为了在讲解源码的时候，以防止大家可能会迷糊，博主专门画了一下源码流程图，链接地址：

https://www.processon.com/view/link/60c88f64e401fd4a04b7db24

上一期我们已经知道了相关类的加载，今天直接从源码开始，大家可能不太了解webflux和reactor这种响应式编程，毕竟不是主流，我们一直用的都是spring MVC，没事，我们主要讲解流程，不做过多的讲解。

大家先看下面的代码，我们今天主要的代码入口就是这里：

 1 public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
 2         if (logger.isDebugEnabled()) {
 3             ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
 4             logger.debug("Processing " + request.getMethodValue() + " request for [" + request.getURI() + "]");
 5         }
 6         if (this.handlerMappings == null) {
 7             return Mono.error(HANDLER_NOT_FOUND_EXCEPTION);
 8         }
 9         return Flux.fromIterable(this.handlerMappings)
10                 .concatMap(mapping -> mapping.getHandler(exchange))
11                 .next()
12                 .switchIfEmpty(Mono.error(HANDLER_NOT_FOUND_EXCEPTION))
13                 .flatMap(handler -> invokeHandler(exchange, handler))
14                 .flatMap(result -> handleResult(exchange, result));
15     }

第一步，我们先来看一看几个主要的类及其方法，Flux 表示的是包含 0 到 N 个元素的异步序列，Mono 表示的是包含 0 或者 1 个元素的异步序列，记住Flux 是多个元素集合，Mono 是单个元素集合就很好理解以后的源码了，以下方法注释是博主为了大家好理解而写的，具体实际的意义还是需要大家自行Google学习了。

Mono.empty();创建一个空Mono对象；

Mono.just(**)；创建一个**元素的对象；

Mono.then(**)；在最后执行，相当于spring的aop后置通知一样

开始我们的第一步解析：mapping.getHandler(exchange)；本方法主要做的是获取路由，我们继续看一看底层源码：

 1 public Mono<Object> getHandler(ServerWebExchange exchange) {
 2         return getHandlerInternal(exchange).map(handler -> {
 3             if (CorsUtils.isCorsRequest(exchange.getRequest())) {
 4                 CorsConfiguration configA = this.globalCorsConfigSource.getCorsConfiguration(exchange);
 5                 CorsConfiguration configB = getCorsConfiguration(handler, exchange);
 6                 CorsConfiguration config = (configA != null ? configA.combine(configB) : configB);
 7                 if (!getCorsProcessor().process(config, exchange) ||
 8                         CorsUtils.isPreFlightRequest(exchange.getRequest())) {
 9                     return REQUEST_HANDLED_HANDLER;
10                 }
11             }
12             return handler;
13         });
14     }

getHandler

 1 protected Mono<?> getHandlerInternal(ServerWebExchange exchange) {
 2         // don't handle requests on the management port if set
 3         if (managmentPort != null && exchange.getRequest().getURI().getPort() == managmentPort.intValue()) {
 4             return Mono.empty();
 5         }
 6         exchange.getAttributes().put(GATEWAY_HANDLER_MAPPER_ATTR, getSimpleName());
 7 
 8         return lookupRoute(exchange)
 9                 // .log("route-predicate-handler-mapping", Level.FINER) //name this
10                 .flatMap((Function<Route, Mono<?>>) r -> {
11                     exchange.getAttributes().remove(GATEWAY_PREDICATE_ROUTE_ATTR);
12                     if (logger.isDebugEnabled()) {
13                         logger.debug("Mapping [" + getExchangeDesc(exchange) + "] to " + r);
14                     }
15 
16                     exchange.getAttributes().put(GATEWAY_ROUTE_ATTR, r);
17                     return Mono.just(webHandler);
18                 }).switchIfEmpty(Mono.empty().then(Mono.fromRunnable(() -> {
19                     exchange.getAttributes().remove(GATEWAY_PREDICATE_ROUTE_ATTR);
20                     if (logger.isTraceEnabled()) {
21                         logger.trace("No RouteDefinition found for [" + getExchangeDesc(exchange) + "]");
22                     }
23                 })));
24     }

getHandlerInternal

 1 //这里返回的是单个对象
 2     protected Mono<Route> lookupRoute(ServerWebExchange exchange) {
 3         return this.routeLocator
 4         //我们一会主要看一下这个方法
 5                 .getRoutes()
 6                 //individually filter routes so that filterWhen error delaying is not a problem
 7                 .concatMap(route -> Mono
 8                         .just(route)
 9                         .filterWhen(r -> {
10                             // add the current route we are testing
11                             exchange.getAttributes().put(GATEWAY_PREDICATE_ROUTE_ATTR, r.getId());
12                             //只返回一个符合断言的路由配置，所以整个流程先匹配断言
13                             return r.getPredicate().apply(exchange);
14                         })
15                         //instead of immediately stopping main flux due to error, log and swallow it
16                         .doOnError(e -> logger.error("Error applying predicate for route: "+route.getId(), e))
17                         .onErrorResume(e -> Mono.empty())
18                 )
19                 // .defaultIfEmpty() put a static Route not found
20                 // or .switchIfEmpty()
21                 // .switchIfEmpty(Mono.<Route>empty().log("noroute"))
22                 .next()
23                 //TODO: error handling
24                 .map(route -> {
25                     if (logger.isDebugEnabled()) {
26                         logger.debug("Route matched: " + route.getId());
27                     }
28                     validateRoute(route, exchange);
29                     return route;
30                 });
31 
32         
33     }

我们现在看看Route对象是怎么在getRoutes（）创建的。

 1 public Flux<Route> getRoutes() {
 2     
 3         return this.routeDefinitionLocator.getRouteDefinitions() //这一步是从配置文件中读取我们配置的路由定义
 4                 .map(this::convertToRoute)//这一步会加载我们配置给路由的断言与过滤器形成路由对象
 5                 //TODO: error handling
 6                 .map(route -> {
 7                     if (logger.isDebugEnabled()) {
 8                         logger.debug("RouteDefinition matched: " + route.getId());
 9                     }
10                     return route;
11                 });
12 
13     }

 1 //关键的代码在这里
 2     private Route convertToRoute(RouteDefinition routeDefinition) {
 3     //这两步才会跟上一章节讲解的如何加载断言与过滤器有关联，大家可以自行查看底层源码是如何查出来的对象的
 4         AsyncPredicate<ServerWebExchange> predicate = combinePredicates(routeDefinition);
 5         List<GatewayFilter> gatewayFilters = getFilters(routeDefinition);
 6     //终于生成了路由对象
 7         return Route.async(routeDefinition)
 8                 .asyncPredicate(predicate)
 9                 .replaceFilters(gatewayFilters)
10                 .build();
11     }

这里大家要记住getHandlerInternal方法，生成了Mono.just(webHandler)，仔细看webHandler是FilteringWebHandler对象，以后用到这个WebHandler，好了路由生成也选择完毕了，我们应该知道改请求是否符合我们配置的过滤器了，因为过滤器还没用上，断言只负责了选择哪一个路由生效。

 1     //我们看下一个主流程的方法
 2     private Mono<HandlerResult> invokeHandler(ServerWebExchange exchange, Object handler) {
 3         if (this.handlerAdapters != null) {
 4             for (HandlerAdapter handlerAdapter : this.handlerAdapters) {
 5                 if (handlerAdapter.supports(handler)) {
 6                 //这里走的是SimpleHandlerAdapter，可以自己debug发现，也可以去找自动配置类找，这里就不讲解了
 7                     return handlerAdapter.handle(exchange, handler);
 8                 }
 9             }
10         }
11         return Mono.error(new IllegalStateException("No HandlerAdapter: " + handler));
12     }

1 public Mono<HandlerResult> handle(ServerWebExchange exchange, Object handler) {
2         WebHandler webHandler = (WebHandler) handler;
3         //让大家记住的那个FilteringWebHandler类，终于在这里起作用了。我们这回可以看看过滤器是如何起作用的
4         Mono<Void> mono = webHandler.handle(exchange);
5         return mono.then(Mono.empty());//过滤器处理完后，开始处理mono.then方法
6     }

 1     public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
 2         Route route = exchange.getRequiredAttribute(GATEWAY_ROUTE_ATTR);
 3         List<GatewayFilter> gatewayFilters = route.getFilters();//我们路由自己配置的过滤器
 4         //加载全局过滤器
 5         List<GatewayFilter> combined = new ArrayList<>(this.globalFilters);
 6         combined.addAll(gatewayFilters);
 7         //TODO: needed or cached?
 8         AnnotationAwareOrderComparator.sort(combined);
 9         //排序
10         if (logger.isDebugEnabled()) {
11             logger.debug("Sorted gatewayFilterFactories: "+ combined);
12         }
13         //形成过滤器链，开始调用filter进行过滤。这里剩下的我们就不讲解，跟spring配置的过滤器链调用流程是一样的
14         return new DefaultGatewayFilterChain(combined).filter(exchange);
15     }

至此，我们的请求流程基本完事了，我们再来看看几个主要的全局过滤器配置。LoadBalancerClientFilter：负责获取服务器ip的过滤器，NettyRoutingFilter：负责转发我们请求的过滤器。

这里主要讲解Gateway流程，关于Ribbon的代码我们就不做主要讲解了

 1     public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
 2         URI url = exchange.getAttribute(GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR);
 3         String schemePrefix = exchange.getAttribute(GATEWAY_SCHEME_PREFIX_ATTR);
 4         //所以要加上lb前缀，才会走该过滤器
 5         if (url == null || (!"lb".equals(url.getScheme()) && !"lb".equals(schemePrefix))) {
 6             return chain.filter(exchange);
 7         }
 8         //preserve the original url
 9         addOriginalRequestUrl(exchange, url);
10 
11         log.trace("LoadBalancerClientFilter url before: " + url);
12         //选择实例
13         final ServiceInstance instance = choose(exchange);
14 
15         ......
16         return chain.filter(exchange);
17     }

看主要代码即可，非必要的看了也晕。

 1 public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
 2         
 3         .......
 4         //通过httpClient发送请求获取响应
 5         Mono<HttpClientResponse> responseMono = this.httpClient.request(method, url, req -> {
 6             final HttpClientRequest proxyRequest = req.options(NettyPipeline.SendOptions::flushOnEach)
 7                     .headers(httpHeaders)
 8                     .chunkedTransfer(chunkedTransfer)
 9                     .failOnServerError(false)
10                     .failOnClientError(false);
11 
12             if (preserveHost) {
13                 String host = request.getHeaders().getFirst(HttpHeaders.HOST);
14                 proxyRequest.header(HttpHeaders.HOST, host);
15             }
16 
17             if (properties.getResponseTimeout() != null) {
18                 proxyRequest.context(ctx -> ctx.addHandlerFirst(
19                         new ReadTimeoutHandler(properties.getResponseTimeout().toMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS)));
20             }
21 
22             return proxyRequest.sendHeaders() //I shouldn't need this
23                     .send(request.getBody().map(dataBuffer ->
24                             ((NettyDataBuffer) dataBuffer).getNativeBuffer()));
25         });
26 
27         return responseMono.doOnNext(res -> {
28         ...
29         }
30             
31     }

我们今天主要看的是Gateway的主要请求转发的流程，像webflux这种我们没有精力学习的，可以暂时略过，毕竟也不是主流。我们今天最后总结一下。首先在Gateway这两章的点，项目启动时加载断言与过滤器->接收请求时添加配置文件中的路由配置并生成路由对象->找到符合断言的路由->除了个人配置的过滤器联合全局过滤器生成过滤器链，并逐步过滤知道所有调用完成。

其中我们主要分析了两个主要的全局过滤器：LoadBalancerClientFilter：负责获取服务器ip的过滤器，NettyRoutingFilter：负责转发我们请求的过滤器。