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API网关在微服务中的应用

现在的互联网产品技术架构， 如果没有上微服务架构 ，都感觉被同行鄙视，太low了。在微服务架构中， 不同的微服务有不同的请求地址 ，各个微服务之间通过 互相调用 完成用户请求。 客户端要完成用户请求，需要调用很多微服务接口。

比如：

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， 而这些信息是不同的微服务提供的 ；如：库存服务，促销服务，评论系统等。

用户要查看商品详情页，需要 让客户端调用多个微服务 ，且 客户端直接与各个微服务通信 ，会有以下的问题：

1、客户端 多次请求不同的微服务 ，增加了客户端的复杂度。

2、 多次网络请求 ，耗时增加。

3、微服务的请求 地址不同，很容易引起跨域问题。

4、客户端请求微服务需要保证安全认证，但 每个服务都要进行认证。

5、将来的项目重构，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 导致客户端请求需要重构 。

6、 限流、降级、监控等需求 ，会导致实现复杂，每个服务都要实现，重复代码。

遇到这些问题， 我们怎么去解决呢 ？我们只要增加一个API网关。

什么是API网关？

API网关是一个服务器，是 系统的唯一入口 。从面向对象设计的角度看， 它与外观模式类似 。API网关封装了系统内部架构，为每个客户端 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，所有 客户端和消费端都通过统一的网关接入微服务 ，在网关层处理所有的非业务功能。

简洁图：

生产图：

网关优点

通过上图中API网关做为 系统统一入口 ，实现了对 各个微服务间的整合 ，同时又做到了对客户端友好， 屏蔽系统的复杂性和差异性 。对比之前无API网关模式，API网关具有几个比较重要的优点：

1、网关可以和微服务注册中心连接，动态增加微服务应用，进行服务扩容
2、网关对于无法访问的服务，做到自动熔断
3、网关可以方便实现蓝绿部署、金丝雀发布
4、网关可处理微服务公共需求，简化微服务职责
5、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

我们发现各个微服务的接口返回体是不一样的，在之前没有网关的时候，客户端获取商品id为1的商品信息时，需要 分别请求商品信息服务、价格服务、库存服务等 ，才能获得完整的商品信息。客户端自行进行数据组装处理。有了网关这个多次接口请求就 完全的交给网关进行处理 ，客户端只要请求/good/1一个接口就行了，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， 不一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， 也许就需要客户端单独去请求了 ，而 不是跟商品基础信息一起同步返回 。具体要看业务哦！

中心化

1、在实际业务中，很多提供的微服务接口，是需要身份认证的；

2、还有就是对外部的流量控制，防止流量过大，把整体系统搞崩溃；需要预估系统能够支撑的流量。

3、访问日志，监控分析

以上的需求， 每个微服务都需要，且跟具体业务无关 ；这种类似的需求，交给网关处理，再适合不过了。由网关统一处理，因为网关是入口，统一处理更加可控，简洁。让微服务接口做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，负载过高时 ，通常我们会增加服务数量来进行 横向扩展 ，使用集群来提高系统的处理能力。此时多个服务通过某种负载算法分摊了系统的压力，我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，所以 网关必须要实现负载均衡的功能 ；网关会获取 微服务注册中心里面的服务连接地址 ，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；负载均衡的算法一般有随机，轮询，权重，负载等。

服务熔断

在现实生产环境中，会经常遇到 某个服务突然停止了工作 ，然后返回了大量的错误。这个时间API网关可以实现断路器(circuit breakers)的能力,也就是说 超过了指定的阈值 ，API网关就会 停止发送请求到那些失败的服务。

这样就给了我们时间来 分析日志，实现修复以及发包更新 。通常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，然后这个有问题的模块还调用了其他的模块，这样就会 发生级联故障，或者叫雪崩 。

断路器通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 ，这时候我们就有相对 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，矿工会在下井之前，先放一只金丝雀到井中，如果金丝雀不叫了，就代表瓦斯浓度高。

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，但是 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，就是我们的金丝雀。如果没有问题，那么可以将 少量的用户流量导入到新版本上 ，然后再对新版本做运行状态观察，收集各种运行时数据，如果此时 对新旧版本做各种数据对比 ，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 所有用户都迁移到新版本上面来 。

这种发布，通过网关就可以很好的实现，网关通过流控模块，进行控制分流。