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Spring Cloud Gateway-ServerWebExchange核心方法与请求或者响应内容的修改

  • 本文编写的时候使用的 Spring Cloud Gateway 版本为当时最新的版本 Greenwich.SR1 。

我们在使用 Spring Cloud Gateway 的时候，注意到过滤器（包括 GatewayFilter 、 GlobalFilter 和过滤器链 GatewayFilterChain ），都依赖到 ServerWebExchange ： 

public interface GlobalFilter {

    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

public interface GatewayFilter extends ShortcutConfigurable {

	Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain);
}

public interface GatewayFilterChain {

    Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange);
}    
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这里的设计和 Servlet 中的 Filter 是相似的，当前过滤器可以决定是否执行下一个过滤器的逻辑，由 GatewayFilterChain#filter() 是否被调用来决定。而 ServerWebExchange 就相当于当前请求和响应的上下文。 ServerWebExchange 实例不单存储了 Request 和 Response 对象，还提供了一些扩展方法，如果想实现改造请求参数或者响应参数，就必须深入了解 ServerWebExchange 。

理解ServerWebExchange

先看 ServerWebExchange 的注释： 

Contract for an HTTP request-response interaction. Provides access to the HTTP request and response and also exposes additional server-side processing related properties and features such as request attributes.

翻译一下大概是：

ServerWebExchange是一个HTTP请求-响应交互的契约。提供对HTTP请求和响应的访问，并公开额外的服务器端处理相关属性和特性，如请求属性。

其实， ServerWebExchange 命名为 服务网络交换器 ，存放着重要的请求-响应属性、请求实例和响应实例等等，有点像 Context 的角色。

ServerWebExchange接口

ServerWebExchange 接口的所有方法： 

public interface ServerWebExchange {

    // 日志前缀属性的KEY，值为org.springframework.web.server.ServerWebExchange.LOG_ID
    // 可以理解为 attributes.set("org.springframework.web.server.ServerWebExchange.LOG_ID","日志前缀的具体值");
    // 作用是打印日志的时候会拼接这个KEY对饮的前缀值，默认值为""
    String LOG_ID_ATTRIBUTE = ServerWebExchange.class.getName() + ".LOG_ID";
    String getLogPrefix();

    // 获取ServerHttpRequest对象
    ServerHttpRequest getRequest();

    // 获取ServerHttpResponse对象
    ServerHttpResponse getResponse();
    
    // 返回当前exchange的请求属性，返回结果是一个可变的Map
    Map<String, Object> getAttributes();
    
    // 根据KEY获取请求属性
    @Nullable
    default <T> T getAttribute(String name) {
        return (T) getAttributes().get(name);
    }
    
    // 根据KEY获取请求属性，做了非空判断
    @SuppressWarnings("unchecked")
    default <T> T getRequiredAttribute(String name) {
        T value = getAttribute(name);
        Assert.notNull(value, () -> "Required attribute '" + name + "' is missing");
        return value;
    }

     // 根据KEY获取请求属性，需要提供默认值
    @SuppressWarnings("unchecked")
    default <T> T getAttributeOrDefault(String name, T defaultValue) {
        return (T) getAttributes().getOrDefault(name, defaultValue);
    } 

    // 返回当前请求的网络会话
    Mono<WebSession> getSession();

    // 返回当前请求的认证用户，如果存在的话
    <T extends Principal> Mono<T> getPrincipal();  
    
    // 返回请求的表单数据或者一个空的Map，只有Content-Type为application/x-www-form-urlencoded的时候这个方法才会返回一个非空的Map -- 这个一般是表单数据提交用到
    Mono<MultiValueMap<String, String>> getFormData();   
    
    // 返回multipart请求的part数据或者一个空的Map，只有Content-Type为multipart/form-data的时候这个方法才会返回一个非空的Map  -- 这个一般是文件上传用到
    Mono<MultiValueMap<String, Part>> getMultipartData();
    
    // 返回Spring的上下文
    @Nullable
    ApplicationContext getApplicationContext();   

    // 这几个方法和lastModified属性相关
    boolean isNotModified();
    boolean checkNotModified(Instant lastModified);
    boolean checkNotModified(String etag);
    boolean checkNotModified(@Nullable String etag, Instant lastModified);
    
    // URL转换
    String transformUrl(String url);    
   
    // URL转换映射
    void addUrlTransformer(Function<String, String> transformer); 

    // 注意这个方法，方法名是：改变，这个是修改ServerWebExchange属性的方法，返回的是一个Builder实例，Builder是ServerWebExchange的内部类
    default Builder mutate() {
	     return new DefaultServerWebExchangeBuilder(this);
    }

    interface Builder {      
         
        // 覆盖ServerHttpRequest
        Builder request(Consumer<ServerHttpRequest.Builder> requestBuilderConsumer);
        Builder request(ServerHttpRequest request);
        
        // 覆盖ServerHttpResponse
        Builder response(ServerHttpResponse response);
        
        // 覆盖当前请求的认证用户
        Builder principal(Mono<Principal> principalMono);
    
        // 构建新的ServerWebExchange实例
        ServerWebExchange build();
    }
}    
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注意到 ServerWebExchange#mutate() 方法， ServerWebExchange 实例可以理解为不可变实例，如果我们想要修改它，需要通过 mutate() 方法生成一个新的实例，例如这样： 

public class CustomGlobalFilter implements GlobalFilter {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        // 这里可以修改ServerHttpRequest实例
        ServerHttpRequest newRequest = ...
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        // 这里可以修改ServerHttpResponse实例
        ServerHttpResponse newResponse = ...
        // 构建新的ServerWebExchange实例
        ServerWebExchange newExchange = exchange.mutate().request(newRequest).response(newResponse).build();
        return chain.filter(newExchange);
    }
}
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ServerHttpRequest接口

ServerHttpRequest 实例是用于承载请求相关的属性和请求体， Spring Cloud Gateway 中底层使用 Netty 处理网络请求，通过追溯源码，可以从 ReactorHttpHandlerAdapter 中得知 ServerWebExchange 实例中持有的 ServerHttpRequest 实例的具体实现是 ReactorServerHttpRequest 。之所以列出这些实例之间的关系，是因为这样比较容易理清一些隐含的问题，例如：

  • ReactorServerHttpRequest 的父类 AbstractServerHttpRequest 中初始化内部属性headers的时候把请求的HTTP头部封装为只读的实例： 
public AbstractServerHttpRequest(URI uri, @Nullable String contextPath, HttpHeaders headers) {
	this.uri = uri;
	this.path = RequestPath.parse(uri, contextPath);
	this.headers = HttpHeaders.readOnlyHttpHeaders(headers);
}

// HttpHeaders类中的readOnlyHttpHeaders方法，其中ReadOnlyHttpHeaders屏蔽了所有修改请求头的方法，直接抛出UnsupportedOperationException
public static HttpHeaders readOnlyHttpHeaders(HttpHeaders headers) {
	Assert.notNull(headers, "HttpHeaders must not be null");
	if (headers instanceof ReadOnlyHttpHeaders) {
		return headers;
	}
	else {
		return new ReadOnlyHttpHeaders(headers);
	}
}
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所以不能直接从 ServerHttpRequest 实例中直接获取请求头 HttpHeaders 实例并且进行修改。

ServerHttpRequest 接口如下： 

public interface HttpMessage {
    
    // 获取请求头，目前的实现中返回的是ReadOnlyHttpHeaders实例，只读
    HttpHeaders getHeaders();
}    

public interface ReactiveHttpInputMessage extends HttpMessage {
    
    // 返回请求体的Flux封装
    Flux<DataBuffer> getBody();
}

public interface HttpRequest extends HttpMessage {

    // 返回HTTP请求方法，解析为HttpMethod实例
    @Nullable
    default HttpMethod getMethod() {
        return HttpMethod.resolve(getMethodValue());
    }
    
    // 返回HTTP请求方法，字符串
    String getMethodValue();    
    
    // 请求的URI
    URI getURI();
}    

public interface ServerHttpRequest extends HttpRequest, ReactiveHttpInputMessage {
    
    // 连接的唯一标识或者用于日志处理标识
    String getId();   
    
    // 获取请求路径，封装为RequestPath对象
    RequestPath getPath();
    
    // 返回查询参数，是只读的MultiValueMap实例
    MultiValueMap<String, String> getQueryParams();

    // 返回Cookie集合，是只读的MultiValueMap实例
    MultiValueMap<String, HttpCookie> getCookies();  
    
    // 远程服务器地址信息
    @Nullable
    default InetSocketAddress getRemoteAddress() {
       return null;
    }

    // SSL会话实现的相关信息
    @Nullable
    default SslInfo getSslInfo() {
       return null;
    }  
    
    // 修改请求的方法，返回一个建造器实例Builder，Builder是内部类
    default ServerHttpRequest.Builder mutate() {
        return new DefaultServerHttpRequestBuilder(this);
    } 

    interface Builder {

        // 覆盖请求方法
        Builder method(HttpMethod httpMethod);
		 
        // 覆盖请求的URI、请求路径或者上下文，这三者相互有制约关系，具体可以参考API注释
        Builder uri(URI uri);
        Builder path(String path);
        Builder contextPath(String contextPath);

        // 覆盖请求头
        Builder header(String key, String value);
        Builder headers(Consumer<HttpHeaders> headersConsumer);
        
        // 覆盖SslInfo
        Builder sslInfo(SslInfo sslInfo);
        
        // 构建一个新的ServerHttpRequest实例
        ServerHttpRequest build();
    }         
}    
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如果要修改 ServerHttpRequest 实例，那么需要这样做： 

ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
ServerHttpRequest newRequest = request.mutate().headers("key","value").path("/myPath").build();
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这里最值得注意的是： ServerHttpRequest 或者说 HttpMessage 接口提供的获取请求头方法 HttpHeaders getHeaders(); 返回结果是一个只读的实例，具体是 ReadOnlyHttpHeaders 类型，这里提多一次，笔者写这篇博文时候使用的 Spring Cloud Gateway 版本为 Greenwich.SR1 。

ServerHttpResponse接口

ServerHttpResponse 实例是用于承载响应相关的属性和响应体， Spring Cloud Gateway 中底层使用 Netty 处理网络请求，通过追溯源码，可以从 ReactorHttpHandlerAdapter 中得知 ServerWebExchange 实例中持有的 ServerHttpResponse 实例的具体实现是 ReactorServerHttpResponse 。之所以列出这些实例之间的关系，是因为这样比较容易理清一些隐含的问题，例如： 

// ReactorServerHttpResponse的父类
public AbstractServerHttpResponse(DataBufferFactory dataBufferFactory, HttpHeaders headers) {
	Assert.notNull(dataBufferFactory, "DataBufferFactory must not be null");
	Assert.notNull(headers, "HttpHeaders must not be null");
	this.dataBufferFactory = dataBufferFactory;
	this.headers = headers;
	this.cookies = new LinkedMultiValueMap<>();
}

public ReactorServerHttpResponse(HttpServerResponse response, DataBufferFactory bufferFactory) {
	super(bufferFactory, new HttpHeaders(new NettyHeadersAdapter(response.responseHeaders())));
	Assert.notNull(response, "HttpServerResponse must not be null");
	this.response = response;
}
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可知 ReactorServerHttpResponse 构造函数初始化实例的时候，存放响应Header的是 HttpHeaders 实例，也就是响应Header是可以直接修改的。

ServerHttpResponse 接口如下： 

public interface HttpMessage {
    
    // 获取响应Header，目前的实现中返回的是HttpHeaders实例，可以直接修改
    HttpHeaders getHeaders();
}  

public interface ReactiveHttpOutputMessage extends HttpMessage {
    
    // 获取DataBufferFactory实例，用于包装或者生成数据缓冲区DataBuffer实例(创建响应体)
    DataBufferFactory bufferFactory();

    // 注册一个动作，在HttpOutputMessage提交之前此动作会进行回调
    void beforeCommit(Supplier<? extends Mono<Void>> action);

    // 判断HttpOutputMessage是否已经提交
    boolean isCommitted();
    
    // 写入消息体到HTTP协议层
    Mono<Void> writeWith(Publisher<? extends DataBuffer> body);

    // 写入消息体到HTTP协议层并且刷新缓冲区
    Mono<Void> writeAndFlushWith(Publisher<? extends Publisher<? extends DataBuffer>> body);
    
    // 指明消息处理已经结束，一般在消息处理结束自动调用此方法，多次调用不会产生副作用
    Mono<Void> setComplete();
}

public interface ServerHttpResponse extends ReactiveHttpOutputMessage {
    
    // 设置响应状态码
    boolean setStatusCode(@Nullable HttpStatus status);
    
    // 获取响应状态码
    @Nullable
    HttpStatus getStatusCode();
    
    // 获取响应Cookie，封装为MultiValueMap实例，可以修改
    MultiValueMap<String, ResponseCookie> getCookies();  
    
    // 添加响应Cookie
    void addCookie(ResponseCookie cookie);  
}    
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这里可以看到除了响应体比较难修改之外，其他的属性都是可变的。

ServerWebExchangeUtils和上下文属性

ServerWebExchangeUtils 里面存放了很多静态公有的字符串KEY值( 这些字符串KEY的实际值是 org.springframework.cloud.gateway.support.ServerWebExchangeUtils. + 下面任意的静态公有KEY )，这些字符串KEY值一般是用于 ServerWebExchange 的属性( Attribute ，见上文的 ServerWebExchange#getAttributes() 方法)的KEY，这些属性值都是有特殊的含义，在使用过滤器的时候如果时机适当可以直接取出来使用，下面逐个分析。

  • PRESERVE_HOST_HEADER_ATTRIBUTE ：是否保存Host属性，值是布尔值类型，写入位置是 PreserveHostHeaderGatewayFilterFactory ，使用的位置是 NettyRoutingFilter ，作用是如果设置为true，HTTP请求头中的Host属性会写到底层Reactor-Netty的请求Header属性中。
  • CLIENT_RESPONSE_ATTR ：保存底层Reactor-Netty的响应对象，类型是 reactor.netty.http.client.HttpClientResponse 。
  • CLIENT_RESPONSE_CONN_ATTR ：保存底层Reactor-Netty的连接对象，类型是 reactor.netty.Connection 。
  • URI_TEMPLATE_VARIABLES_ATTRIBUTE ： PathRoutePredicateFactory 解析路径参数完成之后，把解析完成后的占位符KEY-路径Path映射存放在 ServerWebExchange 的属性中，KEY就是 URI_TEMPLATE_VARIABLES_ATTRIBUTE 。
  • CLIENT_RESPONSE_HEADER_NAMES ：保存底层Reactor-Netty的响应Header的名称集合。
  • GATEWAY_ROUTE_ATTR ：用于存放 RoutePredicateHandlerMapping 中匹配出来的具体的路由( org.springframework.cloud.gateway.route.Route )实例，通过这个路由实例可以得知当前请求会路由到下游哪个服务。
  • GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR ： java.net.URI 类型的实例，这个实例代表直接请求或者负载均衡处理之后需要请求到下游服务的真实URI。
  • GATEWAY_ORIGINAL_REQUEST_URL_ATTR ： java.net.URI 类型的实例，需要重写请求URI的时候，保存原始的请求URI。
  • GATEWAY_HANDLER_MAPPER_ATTR ：保存当前使用的 HandlerMapping 具体实例的类型简称(一般是字符串"RoutePredicateHandlerMapping")。
  • GATEWAY_SCHEME_PREFIX_ATTR ：确定目标路由URI中如果存在schemeSpecificPart属性，则保存该URI的scheme在此属性中，路由URI会被重新构造，见 RouteToRequestUrlFilter 。
  • GATEWAY_PREDICATE_ROUTE_ATTR ：用于存放 RoutePredicateHandlerMapping 中匹配出来的具体的路由( org.springframework.cloud.gateway.route.Route )实例的ID。
  • WEIGHT_ATTR ：实验性功能(此版本还不建议在正式版本使用)存放分组权重相关属性，见 WeightCalculatorWebFilter 。
  • ORIGINAL_RESPONSE_CONTENT_TYPE_ATTR ：存放响应Header中的ContentType的值。
  • HYSTRIX_EXECUTION_EXCEPTION_ATTR ： Throwable 的实例，存放的是Hystrix执行异常时候的异常实例，见 HystrixGatewayFilterFactory 。
  • GATEWAY_ALREADY_ROUTED_ATTR ：布尔值，用于判断是否已经进行了路由，见 NettyRoutingFilter 。
  • GATEWAY_ALREADY_PREFIXED_ATTR ：布尔值，用于判断请求路径是否被添加了前置部分，见 PrefixPathGatewayFilterFactory 。

ServerWebExchangeUtils 提供的上下文属性用于 Spring Cloud Gateway 的 ServerWebExchange 组件处理请求和响应的时候，内部一些重要实例或者标识属性的安全传输和使用，使用它们可能存在一定的风险，因为没有人可以确定在版本升级之后，原有的属性KEY或者VALUE是否会发生改变，如果评估过风险或者规避了风险之后，可以安心使用。例如我们在做请求和响应日志(类似Nginx的Access Log)的时候，可以依赖到 GATEWAY_ROUTE_ATTR ，因为我们要打印路由的目标信息。举个简单例子： 

@Slf4j
@Component
public class AccessLogFilter implements GlobalFilter {

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        String path = request.getPath().pathWithinApplication().value();
        HttpMethod method = request.getMethod();
        // 获取路由的目标URI
        URI targetUri = exchange.getAttribute(ServerWebExchangeUtils.GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR);
        InetSocketAddress remoteAddress = request.getRemoteAddress();
        return chain.filter(exchange.mutate().build()).then(Mono.fromRunnable(() -> {
            ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
            HttpStatus statusCode = response.getStatusCode();
            log.info("请求路径:{},客户端远程IP地址:{},请求方法:{},目标URI:{},响应码:{}",
                    path, remoteAddress, method, targetUri, statusCode);
        }));
    }
}
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修改请求体

修改请求体是一个比较常见的需求。例如我们使用 Spring Cloud Gateway 实现网关的时候，要实现一个功能：把存放在请求头中的JWT解析后，提取里面的用户ID，然后写入到请求体中。我们简化这个场景，假设我们把userId明文存放在请求头中的accessToken中，请求体是一个JSON结构： 

{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload" : {
        // ... 这里是有效载荷，存放具体的数据
    }
}
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我们需要提取accessToken，也就是userId插入到请求体JSON中如下：

{
    "userId": "用户ID",
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload" : {
        // ... 这里是有效载荷，存放具体的数据
    }
}
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这里为了简化设计，用全局过滤器 GlobalFilter 实现，实际需要结合具体场景考虑： 

@Slf4j
@Component
public class ModifyRequestBodyGlobalFilter implements GlobalFilter {

    private final DataBufferFactory dataBufferFactory = new NettyDataBufferFactory(ByteBufAllocator.DEFAULT);

    @Autowired
    private ObjectMapper objectMapper;

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        String accessToken = request.getHeaders().getFirst("accessToken");
        if (!StringUtils.hasLength(accessToken)) {
            throw new IllegalArgumentException("accessToken");
        }
        // 新建一个ServerHttpRequest装饰器,覆盖需要装饰的方法
        ServerHttpRequestDecorator decorator = new ServerHttpRequestDecorator(request) {

            @Override
            public Flux<DataBuffer> getBody() {
                Flux<DataBuffer> body = super.getBody();
                InputStreamHolder holder = new InputStreamHolder();
                body.subscribe(buffer -> holder.inputStream = buffer.asInputStream());
                if (null != holder.inputStream) {
                    try {
                        // 解析JSON的节点
                        JsonNode jsonNode = objectMapper.readTree(holder.inputStream);
                        Assert.isTrue(jsonNode instanceof ObjectNode, "JSON格式异常");
                        ObjectNode objectNode = (ObjectNode) jsonNode;
                        // JSON节点最外层写入新的属性
                        objectNode.put("userId", accessToken);
                        DataBuffer dataBuffer = dataBufferFactory.allocateBuffer();
                        String json = objectNode.toString();
                        log.info("最终的JSON数据为:{}", json);
                        dataBuffer.write(json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                        return Flux.just(dataBuffer);
                    } catch (Exception e) {
                        throw new IllegalStateException(e);
                    }
                } else {
                    return super.getBody();
                }
            }
        };
        // 使用修改后的ServerHttpRequestDecorator重新生成一个新的ServerWebExchange
        return chain.filter(exchange.mutate().request(decorator).build());
    }

    private class InputStreamHolder {

        InputStream inputStream;
    }
}
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测试一下：

// HTTP
POST /order/json HTTP/1.1
Host: localhost:9090
Content-Type: application/json
accessToken: 10086
Accept: */*
Cache-Control: no-cache
Host: localhost:9090
accept-encoding: gzip, deflate
content-length: 94
Connection: keep-alive
cache-control: no-cache

{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload": {
        "name": "doge"
    }
}

// 日志输出
最终的JSON数据为:{"serialNumber":"请求流水号","payload":{"name":"doge"},"userId":"10086"}
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最重要的是用到了 ServerHttpRequest 装饰器 ServerHttpRequestDecorator ，主要覆盖对应获取请求体数据缓冲区的方法即可，至于怎么处理其他逻辑需要自行考虑，这里只是做一个简单的示范。一般的代码逻辑如下： 

ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
ServerHttpRequestDecorator requestDecorator = new ServerHttpRequestDecorator(request) {

     @Override
     public Flux<DataBuffer> getBody() {
         // 拿到承载原始请求体的Flux
         Flux<DataBuffer> body = super.getBody();
         // 这里通过自定义方式生成新的承载请求体的Flux
         Flux<DataBuffer> newBody = ...
         return newBody;
     }            
}
return chain.filter(exchange.mutate().request(requestDecorator).build();    
复制代码

修改响应体

修改响应体的需求也是比较常见的，具体的做法和修改请求体差不多。例如我们想要实现下面的功能：第三方服务请求经过网关，原始报文是密文，我们需要在网关实现密文解密，然后把解密后的明文路由到下游服务，下游服务处理成功响应明文，需要在网关把明文加密成密文再返回到第三方服务。现在简化整个流程，用AES加密算法，统一密码为字符串"throwable"，假设请求报文和响应报文明文如下：

// 请求密文
{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload" : "加密后的请求消息载荷"
}

// 请求明文（仅仅作为提示）
{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload" : "{/"name:/":/"doge/"}"
}

// 响应密文
{
    "code": 200,
    "message":"ok",
    "payload" : "加密后的响应消息载荷"
}

// 响应明文（仅仅作为提示）
{
    "code": 200,
    "message":"ok",
    "payload" : "{/"name:/":/"doge/",/"age/":26}"
}
复制代码

为了方便一些加解密或者编码解码的实现，需要引入 Apache 的 commons-codec 类库： 

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>
    <artifactId>commons-codec</artifactId>
    <version>1.12</version>
</dependency>
复制代码

这里定义一个全局过滤器专门处理加解密，实际上最好结合真实的场景决定是否适合全局过滤器，这里只是一个示例：

// AES加解密工具类
public enum AesUtils {

    // 单例
    X;

    private static final String PASSWORD = "throwable";
    private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
    private static final String SECURE_RANDOM_ALGORITHM = "SHA1PRNG";
    private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    public String encrypt(String content) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, provideSecretKey());
            return Hex.encodeHexString(cipher.doFinal(content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalArgumentException(e);
        }
    }

    public byte[] decrypt(String content) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, provideSecretKey());
            return cipher.doFinal(Hex.decodeHex(content));
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalArgumentException(e);
        }
    }

    private SecretKey provideSecretKey() {
        try {
            KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
            SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance(SECURE_RANDOM_ALGORITHM);
            secureRandom.setSeed(PASSWORD.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            keyGen.init(128, secureRandom);
            return new SecretKeySpec(keyGen.generateKey().getEncoded(), KEY_ALGORITHM);
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalArgumentException(e);
        }
    }
}

// EncryptionGlobalFilter
@Slf4j
@Component
public class EncryptionGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {

    @Autowired
    private ObjectMapper objectMapper;

    @Override
    public int getOrder() {
        return -2;
    }

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        DataBufferFactory bufferFactory = exchange.getResponse().bufferFactory();
        ServerHttpRequestDecorator requestDecorator = processRequest(request, bufferFactory);
        ServerHttpResponseDecorator responseDecorator = processResponse(response, bufferFactory);
        return chain.filter(exchange.mutate().request(requestDecorator).response(responseDecorator).build());
    }

    private ServerHttpRequestDecorator processRequest(ServerHttpRequest request, DataBufferFactory bufferFactory) {
        Flux<DataBuffer> body = request.getBody();
        DataBufferHolder holder = new DataBufferHolder();
        body.subscribe(dataBuffer -> {
            int len = dataBuffer.readableByteCount();
            holder.length = len;
            byte[] bytes = new byte[len];
            dataBuffer.read(bytes);
            DataBufferUtils.release(dataBuffer);
            String text = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
            JsonNode jsonNode = readNode(text);
            JsonNode payload = jsonNode.get("payload");
            String payloadText = payload.asText();
            byte[] content = AesUtils.X.decrypt(payloadText);
            String requestBody = new String(content, StandardCharsets.UTF_8);
            log.info("修改请求体payload,修改前:{},修改后:{}", payloadText, requestBody);
            rewritePayloadNode(requestBody, jsonNode);
            DataBuffer data = bufferFactory.allocateBuffer();
            data.write(jsonNode.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            holder.dataBuffer = data;
        });
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.putAll(request.getHeaders());
        headers.remove(HttpHeaders.CONTENT_LENGTH);
        return new ServerHttpRequestDecorator(request) {

            @Override
            public HttpHeaders getHeaders() {
                int contentLength = holder.length;
                if (contentLength > 0) {
                    headers.setContentLength(contentLength);
                } else {
                    headers.set(HttpHeaders.TRANSFER_ENCODING, "chunked");
                }
                return headers;
            }

            @Override
            public Flux<DataBuffer> getBody() {
                return Flux.just(holder.dataBuffer);
            }
        };
    }

    private ServerHttpResponseDecorator processResponse(ServerHttpResponse response, DataBufferFactory bufferFactory) {
        return new ServerHttpResponseDecorator(response) {

            @SuppressWarnings("unchecked")
            @Override
            public Mono<Void> writeWith(Publisher<? extends DataBuffer> body) {
                if (body instanceof Flux) {
                    Flux<? extends DataBuffer> flux = (Flux<? extends DataBuffer>) body;
                    return super.writeWith(flux.map(buffer -> {
                        CharBuffer charBuffer = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer.asByteBuffer());
                        DataBufferUtils.release(buffer);
                        JsonNode jsonNode = readNode(charBuffer.toString());
                        JsonNode payload = jsonNode.get("payload");
                        String text = payload.toString();
                        String content = AesUtils.X.encrypt(text);
                        log.info("修改响应体payload,修改前:{},修改后:{}", text, content);
                        setPayloadTextNode(content, jsonNode);
                        return bufferFactory.wrap(jsonNode.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                    }));
                }
                return super.writeWith(body);
            }
        };
    }

    private void rewritePayloadNode(String text, JsonNode root) {
        try {
            JsonNode node = objectMapper.readTree(text);
            ObjectNode objectNode = (ObjectNode) root;
            objectNode.set("payload", node);
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    private void setPayloadTextNode(String text, JsonNode root) {
        try {
            ObjectNode objectNode = (ObjectNode) root;
            objectNode.set("payload", new TextNode(text));
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    private JsonNode readNode(String in) {
        try {
            return objectMapper.readTree(in);
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    private class DataBufferHolder {

        DataBuffer dataBuffer;
        int length;
    }
}  
复制代码

先准备一份密文：

Map<String, Object> json = new HashMap<>(8);
json.put("serialNumber", "请求流水号");
String content = "{/"name/": /"doge/"}";
json.put("payload", AesUtils.X.encrypt(content));
System.out.println(new ObjectMapper().writeValueAsString(json));

// 输出
{"serialNumber":"请求流水号","payload":"144e3dc734743f5709f1adf857bca473da683246fd612f86ac70edeb5f2d2729"}
复制代码

模拟请求：

POST /order/json HTTP/1.1
Host: localhost:9090
accessToken: 10086
Content-Type: application/json
User-Agent: PostmanRuntime/7.13.0
Accept: */*
Cache-Control: no-cache
Postman-Token: bda07fc3-ea1a-478c-b4d7-754fe6f37200,634734d9-feed-4fc9-ba20-7618bd986e1c
Host: localhost:9090
cookie: customCookieName=customCookieValue
accept-encoding: gzip, deflate
content-length: 104
Connection: keep-alive
cache-control: no-cache

{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload": "FE49xzR0P1cJ8a34V7ykc9poMkb9YS+GrHDt618tJyk="
}

// 响应结果
{
    "serialNumber": "请求流水号",
    "payload": "oo/K1igg2t/S8EExkBVGWOfI1gAh5pBpZ0wyjNPW6e8="   # <--- 解密后：{"name":"doge","age":26}
}
复制代码

遇到的问题：

  • 必须实现 Ordered 接口，返回一个小于-1的order值，这是因为 NettyWriteResponseFilter 的order值为-1，我们需要覆盖返回响应体的逻辑，自定义的 GlobalFilter 必须比 NettyWriteResponseFilter 优先执行。
  • 网关每次重启之后，第一个请求总是无法从原始的 ServerHttpRequest 读取到有效的Body，准确来说出现的现象是 NettyRoutingFilter 调用 ServerHttpRequest#getBody() 的时候获取到一个空的对象，导致空指针；奇怪的是从第二个请求开始就能正常调用。 笔者把 Spring Cloud Gateway 的版本降低到 Finchley.SR3 ， Spring Boot 的版本降低到 2.0.8.RELEASE ，问题不再出现，初步确定是 Spring Cloud Gateway 版本升级导致的兼容性问题或者是BUG 。

最重要的是用到了 ServerHttpResponse 装饰器 ServerHttpResponseDecorator ，主要覆盖写入响应体数据缓冲区的部分，至于怎么处理其他逻辑需要自行考虑，这里只是做一个简单的示范。一般的代码逻辑如下： 

ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
ServerHttpResponseDecorator responseDecorator = new ServerHttpResponseDecorator(response) {

            @Override
            public Mono<Void> writeWith(Publisher<? extends DataBuffer> body) {
                if (body instanceof Flux) {
                    Flux<? extends DataBuffer> flux = (Flux<? extends DataBuffer>) body;
                    return super.writeWith(flux.map(buffer -> {
                        // buffer就是原始的响应数据的缓冲区
                        // 下面处理完毕之后返回新的响应数据的缓冲区即可
                        return bufferFactory.wrap(...);
                    }));
                }
                return super.writeWith(body);
            }
        };
return chain.filter(exchange.mutate().response(responseDecorator).build();    
复制代码
原文  https://juejin.im/post/5cdfb8fe6fb9a07f04201838
正文到此结束
所属分类： 编程技术 Java

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