API网关在微服务中的应用

做者：老顾

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前言

如今的互联网产品技术架构，若是没有上微服务架构，都感受被同行鄙视，太low了。在微服务架构中，不一样的微服务有不一样的请求地址，各个微服务之间经过互相调用完成用户请求。客户端要完成用户请求，须要调用不少微服务接口。

好比：

用户查看一个商品详情页，详情页包含了商品基本信息，商品价格，库存信息，评论信息，促销活动信息等，而这些信息是不一样的微服务提供的；如：库存服务，促销服务，评论系统等。

用户要查看商品详情页，须要让客户端调用多个微服务，且客户端直接与各个微服务通讯，会有如下的问题：

一、客户端屡次请求不一样的微服务，增长了客户端的复杂度。

二、屡次网络请求，耗时增长。

三、微服务的请求地址不一样，很容易引发跨域问题。

四、客户端请求微服务须要保证安全认证，但每一个服务都要进行认证。

五、未来的项目重构，微服务的变化，如：把多个服务合并一个服务，或一个服务拆分多个服务；这样会致使客户端请求须要重构。

六、限流、降级、监控等需求，会致使实现复杂，每一个服务都要实现，重复代码。

遇到这些问题，咱们怎么去解决呢？咱们只要增长一个API网关。

什么是API网关？

API网关是一个服务器，是系统的惟一入口。从面向对象设计的角度看，它与外观模式相似。API网关封装了系统内部架构，为每一个客户端提供一个API入口。

API拥有一些职责，如身份验证、监控、负载均衡、缓存、流控。API网关方式的核心要点是，全部客户端和消费端都经过统一的网关接入微服务，在网关层处理全部的非业务功能。

简洁图：

生产图：

网关优势

经过上图中API网关作为系通通一入口，实现了对各个微服务间的整合，同时又作到了对客户端友好，屏蔽系统的复杂性和差别性。对比以前无API网关模式，API网关具备几个比较重要的优势：

一、网关能够和微服务注册中心链接，动态增长微服务应用，进行服务扩容

二、网关对于没法访问的服务，作到自动熔断

三、网关能够方便实现蓝绿部署、金丝雀发布

四、网关可处理微服务公共需求，简化微服务职责

五、网关可帮助客户端实现负载均衡

下面老顾就用图解的方式进行说明

接口优化

咱们发现各个微服务的接口返回体是不同的，在以前没有网关的时候，客户端获取商品id为1的商品信息时，须要分别请求商品信息服务、价格服务、库存服务等，才能得到完整的商品信息。客户端自行进行数据组装处理。有了网关这个屡次接口请求就彻底的交给网关进行处理，客户端只要请求/good/1一个接口就好了，网关会请求多个微服务，把多个微服务返回的值进行合并，一次性返回完整的信息。简化了客户端请求接口的复杂性。

注意：有些业务数据，不必定要同步返回给客户端，也许异步会更好，根据用户体验，业务需求而定。如：促销价格的话，也许就须要客户端单独去请求了，而不是跟商品基础信息一块儿同步返回。具体要看业务哦！

中心化

一、在实际业务中，不少提供的微服务接口，是须要身份认证的；

二、还有就是对外部的流量控制，防止流量过大，把总体系统搞崩溃；须要预估系统可以支撑的流量。

三、访问日志，监控分析

以上的需求，每一个微服务都须要，且跟具体业务无关；这种相似的需求，交给网关处理，再适合不过了。由网关统一处理，由于网关是入口，统一处理更加可控，简洁。让微服务接口作业务相关的事情上面。这就是中心化的思想，集中处理。

负载均衡

在实际的部署应用中，当应用系统面临大量访问，负载太高时，一般咱们会增长服务数量来进行横向扩展，使用集群来提升系统的处理能力。此时多个服务经过某种负载算法分摊了系统的压力，咱们将这种多节点分摊压力的行为称为负载均衡。

网关为入口，由网关与微服务进行交互，因此网关必需要实现负载均衡的功能；网关会获取微服务注册中内心面的服务链接地址，再配合一些算法选择其中一个服务地址，进行处理业务。这个属于客户端侧的负载均衡，由调用方去实现负载均衡逻辑。

主流注册中心Eureka、Zookeeper等； 负载均衡的算法通常有随机，轮询，权重，负载等。

服务熔断

在现实生产环境中，会常常遇到某个服务忽然中止了工做，而后返回了大量的错误。这个时间API网关能够实现断路器(circuit breakers)的能力,也就是说超过了指定的阈值，API网关就会中止发送请求到那些失败的服务。

这样就给了咱们时间来分析日志，实现修复以及发包更新。一般当你发现一个模块下的某个实例失败后，这时候这个模块依然还会接收流量，而后这个有问题的模块还调用了其余的模块，这样就会发生级联故障，或者叫雪崩。

断路器经过简单的断开流量的方式，这样就不会有新的请求到达那些有问题的实例，这时候咱们就有相对充分的时间来修复和解决问题。

灰度发布

又称金丝雀发布，起源是，矿井工人发现，金丝雀对瓦斯气体很敏感，矿工会在下井以前，先放一只金丝雀到井中，若是金丝雀不叫了，就表明瓦斯浓度高。

看看灰度发布逻辑

在灰度发布开始后，先启动一个新版本应用，可是并不直接将流量切过来，而是测试人员对新版本进行线上测试，启动的这个新版本应用，就是咱们的金丝雀。若是没有问题，那么能够将少许的用户流量导入到新版本上，而后再对新版本作运行状态观察，收集各类运行时数据，若是此时对新旧版本作各类数据对比，就是所谓的 A/B测试。

新版本没什么问题，那么逐步扩大范围、流量，把全部用户都迁移到新版本上面来。

这种发布，经过网关就能够很好的实现，网关经过流控模块，进行控制分流。

现有网关框架

一、Tyk：Tyk是一个开放源码的API网关，它是快速、可扩展和现代的。Tyk提供了一个API管理平台，其中包括API网关、API分析、开发人员门户和API管理面板。Trk 是一个基于Go实现的网关服务。

二、Kong：Kong是一个可扩展的开放源码API Layer(也称为API网关或API中间件)。Kong 在任何RESTful API的前面运行，经过插件扩展，它提供了超越核心平台的额外功能和服务。

三、Orange：和Kong相似也是基于OpenResty的一个API网关程序，是由国人开发的。

四、Netflix zuul：Zuul是一种提供动态路由、监视、弹性、安全性等功能的边缘服务。Zuul是Netflix出品的一个基于JVM路由和服务端的负载均衡器。

五、Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway是基于Spring 框架5.0版本和Spring Boot 2.0的版本构建，提供路由等功能。

六、apiaxle：Nodejs 实现的一个 API 网关。

七、api-umbrella：Ruby 实现的一个 API 网关。

总结

今天老顾有关网关的功能，就介绍到这里；网关是个很是核心组件，小伙伴们要多多了解，实战哦。

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