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上線別再“一刀切”!Gateway 做流量染色 + 灰度發(fā)布,告別線上事故

網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)管理
很多同學(xué)把 SpringCloud Gateway 當(dāng)成簡單的轉(zhuǎn)發(fā)工具,只用它做限流、鑒權(quán),其實它的核心價值是控制流量的走向,通過流量染色給流量貼標(biāo)簽,通過灰度路由讓流量走對路,這才是線上平穩(wěn)上線的關(guān)鍵。

最近團隊迭代頻繁,連續(xù)幾周都在做新功能上線,從測試環(huán)境驗證到生產(chǎn)環(huán)境放量,全程謹(jǐn)小慎微沒出一次故障,主要是用好了 Spring Cloud Gateway 的 流量染色 和 灰度發(fā)布。

很多同學(xué)面試時被問用過 SpringCloud Gateway 嗎?,只會說做限流、鑒權(quán),但這些都是網(wǎng)關(guān)的基礎(chǔ)操作。要想出去吹,得說用網(wǎng)關(guān)解決線上新版本平穩(wěn)上線的問題。比如今天要分享的流量染色 + 灰度發(fā)布,就是我司每次上線必用的核心方案。

什么是流量染色?為什么需要它?

很多同學(xué)聽流量染色覺得抽象,其實一句話就能說透:給請求打身份標(biāo)簽,讓鏈路中所有服務(wù)都能認(rèn)得出它。

比如我們做電商 APP 的新功能上線,想讓 VIP 用戶優(yōu)先試用新版本,但普通用戶繼續(xù)用舊版本。怎么讓訂單、支付、庫存這些下游服務(wù)知道當(dāng)前請求是 VIP 用戶的?

這時候就需要染色:請求進入網(wǎng)關(guān)時,判斷用戶身份是 VIP,就在請求頭里加一個 X-Traffic-Tag: vip 的標(biāo)識,這個過程就是流量染色。

后續(xù)的訂單服務(wù)拿到請求,看到 X-Traffic-Tag: vip,就走新版本的訂單邏輯;支付服務(wù)看到這個標(biāo)簽,就用新的支付接口;甚至日志系統(tǒng)看到這個標(biāo)簽,都會單獨記錄VIP 新版本的日志,單獨處理這部分請求。

流量染色的核心價值在于,打破所有流量無差別處理的局限。有了染色標(biāo)簽,灰度發(fā)布、A/B 測試、環(huán)境隔離(比如測試流量不進生產(chǎn)庫)才能落地。

什么是灰度發(fā)布?

搞懂了流量染色,灰度發(fā)布就好理解了,基于染色標(biāo)簽,讓部分流量走新版本,逐步驗證穩(wěn)定性。

以前我們沒做灰度時,上線都是一刀切:凌晨 2 點全量切換新版本,一旦出問題,所有用戶都受影響,只能緊急回滾,既狼狽又容易丟數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在用灰度發(fā)布,流程變成這樣:

  • 上線前:只讓內(nèi)部測試賬號(染色標(biāo)簽 X-Traffic-Tag: test)走新版本,驗證功能沒問題;
  • 上線初期:放 5% 的 VIP 用戶(標(biāo)簽 vip)走新版本,觀察日志和監(jiān)控;
  • 上線中期:沒問題就擴大到 30%、50% 的 VIP 用戶;
  • 全量:確認(rèn)穩(wěn)定后,所有用戶切換到新版本,灰度結(jié)束。

如果中間發(fā)現(xiàn)問題,比如 5% 的 VIP 用戶反饋下單失敗,直接把灰度規(guī)則關(guān)掉,所有流量切回舊版本,影響范圍只有 5%,風(fēng)險完全可控。

常見的灰度策略除了按用戶標(biāo)簽,還有這些:

  • 按比例:10% 流量走新版本(比如用用戶 ID 取模,ID 尾號為 0 的用戶);
  • 按業(yè)務(wù)場景:只讓 “新用戶注冊” 接口走新版本,老用戶接口不變;
  • 按設(shè)備:iOS 用戶先切新版本,Android 用戶后續(xù)再切(避免不同設(shè)備適配問題同時爆發(fā))。

實現(xiàn)流量染色 + 灰度發(fā)布

接下來是重點:基于 SpringCloud Gateway,如何寫代碼實現(xiàn)這兩個功能?整個流程分幾步:請求染色→灰度路由→效果驗證,所有代碼都是生產(chǎn)環(huán)境可直接復(fù)用的。

項目依賴

首先確保引入 Gateway 核心依賴(Spring Boot 2.7.x + Spring Cloud Alibaba 2021.0.4.0 版本):

<dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

<!-- 用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)(如果灰度路由到注冊中心的服務(wù)) -->
<dependency>
   <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

第一步:實現(xiàn)流量染色

流量染色的核心是攔截所有請求,按規(guī)則打標(biāo)簽,用 Gateway 的 GlobalFilter 就能實現(xiàn),所有請求都會經(jīng)過這個過濾器,我們在這里判斷用戶身份,注入染色標(biāo)簽。

比如我們的規(guī)則是:

  • 如果請求參數(shù)里有 userType=vip,就給請求頭加 X-Traffic-Tag: vip;
  • 如果請求參數(shù)里有 userType=test,就加 X-Traffic-Tag: test;
  • 其他請求默認(rèn)加 X-Traffic-Tag: normal。

代碼實現(xiàn):

@Configuration
publicclass TrafficDyeFilterConfig {

    // 定義全局過濾器,Order設(shè)為-1(確保比其他過濾器先執(zhí)行,早染色早用)
    @Bean
    @Order(-1)
    public GlobalFilter trafficDyeFilter() {
        return (exchange, chain) -> {
            // 1. 獲取請求中的用戶標(biāo)識(參數(shù)/Cookie)
            String userType = getUserTypeFromRequest(exchange);

            // 2. 根據(jù)用戶類型設(shè)置染色標(biāo)簽
            String trafficTag = getTrafficTagByUserType(userType);

            // 3. 將染色標(biāo)簽注入請求頭(傳遞給下游服務(wù))
            exchange.getRequest().mutate()
                    .header("X-Traffic-Tag", trafficTag)
                    .build();
            
            // 4. 繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)過濾器鏈
            return chain.filter(exchange);
        };
    }

    // 從請求參數(shù)或Cookie中獲取用戶類型

    private String getUserTypeFromRequest(ServerWebExchange exchange) {
        // 先查請求參數(shù):比如 http://xxx?userType=vip
        List<String> userTypeParams = exchange.getRequest().getQueryParams().get("userType");
        if (userTypeParams != null && !userTypeParams.isEmpty()) {
            return userTypeParams.get(0);
        }
        // 默認(rèn)返回normal
        return"normal";
    }

    // 根據(jù)用戶類型映射染色標(biāo)簽
    private String getTrafficTagByUserType(String userType) {
        switch (userType) {
            case"vip":
                return"vip";
            case"test":
                return"test";
            default:
                return"normal";
        }
    }
}

關(guān)鍵說明:

  • Order(-1) 很重要:確保染色過濾器比鑒權(quán)、限流過濾器先執(zhí)行,避免后續(xù)邏輯拿不到染色標(biāo)簽;
  • 標(biāo)簽放在請求頭 X-Traffic-Tag:下游服務(wù)(如訂單服務(wù))可以直接通過 request.getHeader("X-Traffic-Tag") 獲取標(biāo)簽,做差異化處理;
  • 擴展性:如果需要更復(fù)雜的染色規(guī)則(比如按用戶 ID 取模、按地區(qū)),直接在 getUserTypeFromRequest 里加邏輯即可。

第二步:實現(xiàn)灰度路由

染色后,下一步就是讓不同標(biāo)簽的流量走不同版本的服務(wù),這需要自定義 RoutePredicateFactory(路由斷言工廠),判斷請求的染色標(biāo)簽,匹配對應(yīng)的服務(wù)路由。

比如我們的灰度規(guī)則是:

  • 染色標(biāo)簽為 vip 或 test 的請求,路由到新版本服務(wù)(服務(wù)名 order-service-v2);
  • 其他請求(標(biāo)簽 normal),路由到舊版本服務(wù)(服務(wù)名 order-service-v1)。
自定義灰度斷言工廠
// 自定義斷言工廠,命名格式:XXXRoutePredicateFactory(固定后綴)
@Configuration
publicclass GrayRoutePredicateFactory extends AbstractRoutePredicateFactory<GrayRoutePredicateFactory.Config> {

    // 染色標(biāo)簽的請求頭名(和第一步的X-Traffic-Tag對應(yīng))
    privatestaticfinal String TRAFFIC_TAG_HEADER = "X-Traffic-Tag";

    // 構(gòu)造函數(shù),指定配置類
    public GrayRoutePredicateFactory() {
        super(Config.class);
    }

    // 定義配置類:存儲斷言需要的參數(shù)(比如“需要匹配的染色標(biāo)簽”)
    @Validated
    publicstaticclass Config {
        // 允許的染色標(biāo)簽(比如["vip", "test"])
        @NotEmpty
        private List<String> allowTags;

        public List<String> getAllowTags() {
            return allowTags;
        }

        public void setAllowTags(List<String> allowTags) {
            this.allowTags = allowTags;
        }
    }

    // 讀取配置參數(shù)的順序(和application.yml中配置的順序?qū)?yīng))
    @Override
    public List<String> shortcutFieldOrder() {
        return Collections.singletonList("allowTags");
    }

    // 核心邏輯:判斷請求的染色標(biāo)簽是否在允許的列表中
    @Override
    public GatewayPredicate apply(Config config) {
        returnnew GatewayPredicate() {
            @Override
            public boolean test(ServerWebExchange exchange) {
                // 1. 獲取請求頭中的染色標(biāo)簽
                List<String> trafficTags = exchange.getRequest().getHeaders().get(TRAFFIC_TAG_HEADER);
                if (trafficTags == null || trafficTags.isEmpty()) {
                    returnfalse; // 沒有標(biāo)簽,不匹配灰度路由
                }

                String trafficTag = trafficTags.get(0);
                // 2. 判斷標(biāo)簽是否在允許的列表中(比如["vip", "test"])
                return config.getAllowTags().contains(trafficTag);
            }

            // 用于日志打印,方便調(diào)試
            @Override
            public String toString() {
                return"GrayRoutePredicate{allowTags=" + config.getAllowTags() + "}";
            }
        };
    }
}
配置網(wǎng)關(guān)路由

在配置文件 application.yml 中,用自定義的 GrayRoutePredicateFactory 配置路由規(guī)則,指定哪些標(biāo)簽的流量走哪個服務(wù):

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        # 路由1:灰度流量(vip/test標(biāo)簽)→ 新版本服務(wù)(order-service-v2)
        -id:gray_route_v2
          uri:lb://order-service-v2# 服務(wù)注冊中心的新版本服務(wù)名
          predicates:
            # 自定義灰度斷言:允許的標(biāo)簽是["vip", "test"]
            -name:GrayRoute
              args:
                allowTags[0]:vip
                allowTags[1]:test
            # 匹配訂單接口的路徑(比如 /api/order/**)
            -Path=/api/order/**
          filters:
            # 路徑重寫(可選,根據(jù)實際業(yè)務(wù)調(diào)整)
            -RewritePath=/api/(?<segment>.*),/$\{segment}

        # 路由2:普通流量(normal標(biāo)簽)→ 舊版本服務(wù)(order-service-v1)
        -id:normal_route_v1
          uri:lb://order-service-v1# 舊版本服務(wù)名
          predicates:
            # 普通流量:不滿足灰度斷言,走這條路由
            -Path=/api/order/**
          filters:
            -RewritePath=/api/(?<segment>.*),/$\{segment}

關(guān)鍵說明:

  • uri: lb://xxx:用 lb 協(xié)議表示從服務(wù)注冊中心(如 Nacos)拉取服務(wù)實例,實現(xiàn)負(fù)載均衡;
  • 路由順序:Gateway 按路由配置的順序匹配,所以灰度路由(gray_route_v2)要放在普通路由前面,確?;叶攘髁績?yōu)先匹配;
  • 擴展性:如果需要按比例灰度(比如 10% 流量走 v2),可以在 GrayRoutePredicateFactory 里加用戶 ID 取模的邏輯,比如 userID % 10 == 0 才走 v2。

第三步:驗證效果

代碼和配置都做好后,驗證是否生效,用 Postman 看是否路由到正確的服務(wù):

請求地址:http://網(wǎng)關(guān)IP:網(wǎng)關(guān)端口/api/order/create?userType=vip,請求可以轉(zhuǎn)發(fā)到 order-service-v2

線上環(huán)境要注意

剛才的代碼是基礎(chǔ)版,如果要在生產(chǎn)環(huán)境用還需要做 3 個優(yōu)化,避免踩坑:

1. 染色標(biāo)簽的透傳問題

如果下游服務(wù)還有多層調(diào)用(比如網(wǎng)關(guān)→訂單服務(wù)→庫存服務(wù)),要確保 X-Traffic-Tag 在整個調(diào)用鏈中傳遞,不能斷。

如果你用 OpenFeign 做服務(wù)間調(diào)用,加一個 Feign 攔截器,自動把請求頭中的 X-Traffic-Tag 傳遞下去:

@Component
public class FeignTrafficTagInterceptor implements RequestInterceptor {
    @Override
    public void apply(RequestTemplate template) {
        // 從當(dāng)前請求上下文獲取染色標(biāo)簽(需要用ThreadLocal存儲)
        String trafficTag = TrafficTagContextHolder.get();
        if (trafficTag != null) {
            template.header("X-Traffic-Tag", trafficTag);
        }
    }
}

如果用 Dubbo,在 Dubbo 過濾器中做類似的頭傳遞。

2. 灰度規(guī)則的動態(tài)調(diào)整

如果每次調(diào)整灰度比例(比如從 5% 到 30%)都要改代碼、重啟網(wǎng)關(guān),效率太低。

把灰度規(guī)則(比如允許的標(biāo)簽、比例)存到 Nacos 配置中心;網(wǎng)關(guān)監(jiān)聽 Nacos 配置變更,動態(tài)更新灰度斷言的規(guī)則,不用重啟服務(wù)。

3. 灰度失敗的快速回滾

如果新版本出問題,需要立刻把所有流量切回舊版本。

在 Nacos 中加一個灰度開關(guān)(比如 gray.switch=false);

自定義斷言工廠時,先判斷開關(guān)是否開啟:如果開關(guān)關(guān)閉,直接不匹配灰度路由,所有流量走舊版本。

說在最后

網(wǎng)關(guān)不只是轉(zhuǎn)發(fā)工具,更是流量控制中心。

很多同學(xué)把 SpringCloud Gateway 當(dāng)成簡單的轉(zhuǎn)發(fā)工具,只用它做限流、鑒權(quán),其實它的核心價值是控制流量的走向,通過流量染色給流量貼標(biāo)簽,通過灰度路由讓流量走對路,這才是線上平穩(wěn)上線的關(guān)鍵。

看到這說明你已經(jīng)掌握了,所以下次面試再被問 Gateway,知道該怎么說了吧!

責(zé)任編輯:武曉燕 來源: 程序員小富
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