为什么微服务需要API网关

为什么微服务需要API网关

（一）转自 拉勾教育

分布式技术原理与实战45讲 - 邴越

（二）为什么微服务需要API网关

对网关我们并不陌生，网关的概念来源于计算机网络，表示不同网络之间的关口。在系统设计中，网关也是一个重要的角色，其中最典型的是各大公司的开放平台，开放平台类网关是企业内部系统对外的统一入口，承担了很多业务，比如内外部数据交互、数据安全、监控统计等功能。
在微服务架构中，API 网关的作用和开放平台等传统网关又有一些不同，下面一起来看一下微服务中 API 网关的相关知识。
****为什么需要网关
在微服务架构中，一个大应用被拆分成多个小的服务，这些微服务自成体系，可以独立部署和提供对外服务。一般来说，微服务的调用规范主要有 RPC 和 Restful API 两种，API 网关主要针对的是后面一种，也就是以 Spring Cloud 为代表的微服务解决方案。
****从一个实际场景入手
假设我们要使用微服务构建一个电商平台，一般来说需要订单服务、商品服务、交易服务、会员服务、评论服务、库存服务等。
移动互联网时代，我们的系统不仅会通过 Web 端提供服务，还有 App 端、小程序端等，那么不同客户端应该如何访问这些服务呢？
如果在单体应用架构下，所有服务都来自一个应用工程，客户端通过向服务端发起网络调用来获取数据，通过 Nginx 等负载均衡策略将请求路由给 N 个相同的应用程序实例中的一个，然后应用程序处理业务逻辑，并将响应返回给客户端。

在微服务架构下，每个服务都是独立部署，如果直接调用，系统设计可能是这样的：

各个调用端单独去发起连接，会出现很多问题，比如不容易监控调用流量，出现问题不好确定来源，服务之间调用关系混乱等。

（三）如何解决这个局面呢

针对这些问题，一个常用的解决方案是使用 API 服务网关。在微服务设计中，需要隔离内外部调用，统一进行系统鉴权、业务监控等，API 服务网关是一个非常合适的切入口。
通过引入 API 网关这一角色，可以高效地实现微服务集群的输出，节约后端服务开发成本，减少上线风险，并为服务熔断、灰度发布、线上测试等提供解决方案。

使用网关，可以优化微服务架构中系统过于分散的弊端，使得架构更加优雅，选择一个适合的 API 网关，可以有效地简化开发并提高运维与管理效率。

（四）应用网关的优劣

API 网关在微服务架构中并不是一个必需项目，而是系统设计的一个解决方案，用来整合各个不同模块的微服务，统一协调服务。
API 网关自身也是一个服务，网关封装了系统内部架构，为每个客户端提供了一个定制的 API。从面向对象设计的角度看，它与外观模式（Facade Pattern）类似，外观模式的定义是，外部与一个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，这一点和 API 网关的作用非常类似。
除了封装内部系统之外，API 网关作为一个系统访问的切面，还可以添加身份验证、监控、负载均衡、限流、降级与应用检测等功能。
通过在微服务架构中引入 API 网关，可以带来以下的收益：

1. API 服务网关对外提供统一的入口供客户端访问，隐藏系统架构实现的细节，让微服务使用更为友好；
2. 借助 API 服务网关可统一做切面任务，避免每个微服务自己开发，提升效率，使系统更加标准化；
3. 通过 API 服务网关，可以将异构系统进行统一整合，比如外部 API 使用 HTTP 接口，内部微服务可以使用一些性能更高的通信协议，然后在网关中进行转换，提供统一的外部 REST 接口；
4. 通过微服务的统一访问控制，可以更好地实现鉴权，提高系统的安全性。
5. API 网关并不是一个必需的角色，在系统设计中引入网关，也会导致系统复杂性增加，带来下面的问题：
6. 在发布和部署阶段需要管理网关的配置，保证外部 API 访问的是正常的服务实例；
7. API 服务网关需要实现一个高可用伸缩性强的服务，避免单点失效，否则会成为系统的瓶颈；
8. 引入API 服务网关额外添加了一个需要维护的系统，增加了开发和运维的工作量，提高了系统复杂程度。

可以看到，应用API 网关需要权衡带来的收益和因此增加的复杂性，这也是我们前面说的，分布式系统是复杂性和收益的平衡，需要针对具体业务进行合理的架构设计。

（五）微服务网关选型

在微服务领域，有许多开源网关实现，应用比较多的是 Spring Cloud Zuul 和 Spring Cloud Gateway。

Spring Cloud Zuul

Spring Cloud Zuul 是 Spring Cloud Netflix 项目的核心组件之一，是 Netflix 开发的一款提供动态路由、监控、弹性、安全的网关服务。
Zuul 分为 1.x 和 2.x 两个大版本，1.x 版本是基于 Servlet 构建的，采用的是阻塞和多线程方式。1.x 版本在 Spring Cloud 中做了比较好的集成，但是性能不是很理想。后来 Netflix 宣布开发 2.x 版本，目前已经更新到了 2.x 版本，不过 Spring Cloud 官方并没有集成，而是开发了自己的 Spring Cloud Gateway。

Spring Cloud Gateway

Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 体系的第二代网关组件，基于 Spring 5.0 的新特性 WebFlux 进行开发，底层网络通信框架使用的是 Netty。
Spring Cloud Gateway 可以替代第一代的网关组件 Zuul。Spring Cloud Gateway 可以通过服务发现组件自动转发请求，集成了 Ribbon 做负载均衡，支持使用 Hystrix 对网关进行保护，当然也可以选择其他的容错组件，比如集成阿里巴巴开源的 Sentinel，实现更好的限流降级等功能。