php若何获取网关技巧_5 种 API 网关技能选型yyds

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本文准备环绕七个点来讲网关，分别是网关的基本观点、网关设计思路、网关设计重点、流量网关、业务网关、常见网关比拟，对根本观点熟习的朋友可以根据目录查看自己感兴趣的部分。

网关，很多地方将网关比如成门， 没什么问题， 但是须要区分网关与网桥的差异，

网桥 事情在数据链路层，在不同或相同类型的LAN之间存储并转发数据帧，必要时进行链路层上的协议转换。
可连接两个或多个网络，在个中传送信息包。

网关 是一个大观点，不详细特指一类产品，只要连接两个不同的网络都可以叫网关，网桥一样平常只转发信息，而网关可能进行包装。

根据网关的特性，举个例子:

如果你要去找集团老板(这儿只是举个例子)， 大家都知道老板肯定不是谁想见就能见的， 也怕坏人嘛， 那么你去老板所在的办公楼，如果是集团总部， 大楼这个门就充当了网关的角色， 大门一样平常都有看门员 ，看门员会做哪些事情呢?

首先所有想见老板的人肯定都得从这个门进(统一入口 )， 这个门相称于将办公室和外界隔离了，紧张为了保护里面的安全以及正常事情， 来到这个门之后， 门卫肯定会让你出示干系证件(鉴权考验 )， 意思便是判断你要见老板这个要求是否合理， 如果不合理直接就谢绝了， 让你回家等 ， 如果鉴权之后， 创造你找老板实在只是为了和他谈谈两元店的买卖， 门卫会跟你说这个用不着找老板， 你去集团投资部就行了(动态路由 ， 将要求路由到不同的后端集群中)， 此时会对你进行一些包装 ，例如给你出具一个访问证类似的，然后见告你路该怎么走，等等。

你看看，网关的浸染是不是便是这三个， 终极目的便是减少你与集团的耦合，详细到打算机上便是减少客户端与做事真个耦合，如果没有网关意味着所有要求都会直接调用做事器上的资源，这样耦合太强了，做事器出了问题，客户端会直接报错， 例如老板换事情的地方了，如果没有网关你直接去原来的地方找， 肯定会被奉告老板不在这儿。

当利用单体运用程序架构时，客户端（Web 或移动端）通过向后端运用程序发起一次 REST 调用来获取数据。
负载均衡器将要求路由给 N 个相同的运用程序实例中的一个。
然后运用程序会查询各种数据库表，并将相应返回给客户端。
微做事架构下，单体运用被切割成多个微做事，如果将所有的微做事直接对外暴露，势必会涌现安全方面的各种问题，其余内外耦合严重。

客户端可以直接向每个微做事发送要求，其问题紧张如下：

做事真个各个做事直接暴露给客户端调用势必会引起各种问题。
同时，做事真个各个做事可扩展和伸缩性很差。
API 网关是微做事架构中的根本组件，位于接入层之下和业务做事层之上，如前所述的这些功能适宜在 API 网关实现。

回到我们做事器上，下面图先容了网关(Gateway)浸染，可知 Gateway 办法下的架构，可以细到为每一个做事的实例配置一个自己的 Gateway，也可以粗到为一组做事配置一个，乃至可以粗到为全体架构配置一个接入的 Gateway。
于是，全体系统架构的繁芜度就会变得大略可控起来。

这张图展示了一个多层 Gateway 架构，个中有一个总的 Gateway 接入所有的流量(流量网关 )，并分发给不同的子系统，还有第二级 Gateway 用于做各个子系统的接入 Gateway(业务网关 )。
可以看到，网关所管理的做事粒度可粗可细。
通过网关，我们可以把分布式架构组织成一个星型架构，由网络对做事的要求进行路由和分发。
下面来聊聊好的网关该当具备哪些功能，也便是网关设计模式。

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项目地址：https://gitee.com/zhijiantianya/ruoyi-vue-pro

视频教程：https://doc.iocoder.cn/video/

一个网关须要有以下的功能:

网关一定要有要求路由的功能。
这样一来，对付调用端来说，也是一件非常方便的事情。
由于调用端不须要知道自己须要用到的其它做事的地址，全部统一地交给 Gateway 来处理。

为了能够代理后面的做事，并把要求路由到精确的位置上，网关该当有做事注册功能，也便是后真个做事实例可以把其供应做事的地址注册、取消注册。
一样平常来说，注册也便是注册一些 API 接口。
比如，HTTP 的 Restful 要求，可以注册相应 API 的 URI、方法、HTTP 头。
这样，Gateway 就可以根据吸收到的要求中的信息来决定路由到哪一个后真个做事上。

由于一个网关可以吸收多个做事实例，以是网关还须要在各个对等的做事实例上做负载均衡策略。
大略点便是直接 Round-Robin 轮询，繁芜点的可以设置上权重进行分发，再繁芜一点还可以做到 session 粘连。

网关还可以把弹力设计中的那些异步、重试、幂等、流控、熔断、监视等都可以实现进去。
这样，同样可以像 Service Mesh 那样，让运用做事只关心自己的业务逻辑（或是说数据面上的事）而不是掌握逻辑（掌握面）。

SSL 加密及证书管理、Session 验证、授权、数据校验，以及对要求源进行恶意攻击的戒备。
缺点处理越靠前的位置便是越好，以是，网关可以做到一个全站的接入组件来对后真个做事进行保护。
当然，网关还可以做更多更有趣的事情，比如：灰度发布、API聚合、API编排。

灰度发布

网关完备可以做到对相同做事不同版本的实例进行导流，还可以网络干系的数据。
这样对付软件质量的提升，乃至产品试错都有非常积极的意义。

API 聚合

利用网关可以将多个单独要求聚合成一个要求。
在微做事体系的架构中，由于做事变小了，以是一个明显的问题是，客户端可能须要多次要求才能得到所有的数据。
这样一来，客户端与后端之间的频繁通信会对运用程序的性能和规模产生非常不利的影响。
于是，我们可以让网关来帮客户端要求多个后真个做事（有些场景下完备可以并发要求），然后把后端做事的相应结果拼装起来，回传给客户端（当然，这个过程也可以做成异步的，但这须要客户真个合营）。

API 编排

同样在微做事的架构下，要走完一个完全的业务流程，我们须要调用一系列 API，就像一种事情流一样，这个事完备可以通过网页来编排这个业务流程。
我们可能通过一个 DSL 来定义和编排不同的 API，也可以通过像 AWS Lambda 做事那样的办法来串联不同的 API。

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网关设计重点紧张是三个， 高性能、高可用、高扩展:

在技能设计上，网关不应该也不能成为性能的瓶颈。
对付高性能，最好利用高性能的编程措辞来实现，如 C、C++、Go 和 Java。
网关对后真个要求，以及对前真个要求的做事一定要利用异步非壅塞的 I/O 来确保后端延迟不会导致运用程序中涌现性能问题。
C 和 C++ 可以参看 Linux 下的 epoll 和 Windows 的 I/O Completion Port 的异步 IO 模型，Java 下如 Netty、Spring Reactor 的 NIO 框架。

由于所有的流量或调用经由网关，以是网关必须成为一个高可用的技能组件，它的稳定直接关系到了所有做事的稳定。
网关如果没有设计，就会成变一个单点故障。
因此，一个好的网关至少要做到以下几点。

由于网关须要承接所有的业务流量和要求，以是一定会有或多或少的业务逻辑。
而我们都知道，业务逻辑是多变和不愿定的。
比如，须要在网关上加入一些和业务干系的东西。
因此，一个好的 Gateway 还须要是可以扩展的，并能进行二次开拓的。
当然，像 Nginx 那样通过 Module 进行二次开拓的固然可以。

其余，在运维方面 ，网关该当有以下几个设计原则。

其余，由于网关是为用户要乞降后端做事的桥接装置，以是须要考虑一些安全方面的事宜。
详细如下：

流量网关，顾名思义便是掌握流量进入集群的网关，有很多事情须要在这一步做，对付一个做事集群，势必有很多造孽的要求或者无效的要求，这时候要将要求拒之门外，降落集群的流量压力。

定义全局性的、跟详细的后端业务运用和做事完备无关的策略网关便是上图所示的架构模型——流量网关。
流量网关常日只专注于全局的Api管理策略，比如全局流量监控、日志记录、全局限流、黑白名单掌握、接入要求到业务系统的负载均衡等，有点类似防火墙。
Kong 便是范例的流量网关。

下面是kong的架构图，来自官网：https://konghq.com

这里须要补充一点的是，业务网关一样平常支配在流量网关之后、业务系统之前，比流量网关更靠近业务系统。
常日API网指的是业务网关。
有时候我们也会模糊流量网关和业务网关，让一个网关承担所有的事情，以是这两者之间并没有严格的边界。

当一个单体运用被拆分成许许多多的微做事运用后，也带来了一些问题。
一些与业务非强干系的功能，比如权限掌握、日志输出、数据加密、熔断限流等，每个微做事运用都须要，因此存在着大量重复的代码实现。
而且由于系统的迭代、职员的更替，各个微做事中这些功能的实现细节涌现了较大的差异，导致掩护本钱变高。
另一方面，原来单体运用下非常随意马虎做的接口管理，在做事拆分后没有了一个集中管理的地方，无法统计已存在哪些接口、接口定义是什么、运行状态如何。

网关便是为理解决上述问题。
作为微做事体系中的核心根本举动步伐，一样平常须要具备接口管理、协议适配、熔断限流、安全防护等功能，各种开源的网关产品（比如 zuul）都供应了精良高可扩展性的架构、可以很方便的实现我们须要的一些功能、比如鉴权、日志监控、熔断限流等。

与流量网关相对应的便是业务网关，业务网关更靠近我们的业务，也便是与做事器运用层打交道，那么有很多运用层须要考虑的事情就可以依托业务网关，例如在线程模型、协议适配、熔断限流，做事编排等。
下面看看业务网关体系构造:

从这个途中可以看出业务网关紧张职责以及所做的事情， 目前业务网关比较成熟的 API 网关框架产品有三个 分别是:Zuul1、Zuul2 和 SpringCloud Gateway， 后面再进行比拟。

既然比拟，就先宏不雅观上对各种网关有一个理解，后面再挑一些常用的或者说运用广泛的详细理解。

目前常见的开源网关大致上按照措辞分类有如下几类：

按照利用数量、成熟度等来划分，主流的有 5个：

OpenResty是一个流量网关，根据前面对流量网关的先容就可以知道流量网关的责怪。

OpenResty基于 Nginx与 Lua 的高性能 Web 平台，其内部集成了大量精良的 Lua 库、第三方模块以及大多数的依赖项。
用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态 Web 运用、Web 做事和动态网关。

通过揉和浩瀚设计良好的 Nginx 模块，OpenResty 有效地把 Nginx 做事器转变为一个强大的 Web 运用做事器，基于它开拓职员可以利用 Lua 编程措辞对 Nginx 核心以及现有的各种 Nginx C 模块进行脚本编程，构建出可以处理一万以上并发要求的极度高性能的 Web 运用

OpenResty 最早是顺应 OpenAPI 的潮流做的，以是 Open 取自“开放”之意，而Resty便是 REST 风格的意思。
虽然后来也可以基于 ngx_openresty 实现任何形式的 web service 或者传统的 web 运用。

也便是说 Nginx 不再是一个大略的静态网页做事器，也不再是一个大略的反向代理了。
第二代的 openresty 致力于通过一系列 nginx 模块，把nginx扩展为全功能的 web 运用做事器。

ngx_openresty 是用户驱动的项目，后来也有不少海内用户的参与，从 openresty.org 的点击量分布上看，海内和国外的点击量基本持平。

ngx_openresty 目前有两大运用目标：

Kong基于OpenResty开拓，也是流量层网关， 是一个云原生、快速、可扩展、分布式的Api 网关。
继续了OpenResty的高性能、易扩展性等特点。
Kong通过大略的增加机器节点，可以很随意马虎的水平扩展。
同时功能插件化，可通过插件来扩展其能力。
而且在任何根本架构上都可以运行。
具有以下特性：

Kong办理了什么问题

当我们决定对运用进行微做事改造时，运用客户端如何与微做事交互的问题也随之而来，毕竟做事数量的增加会直接导致支配授权、负载均衡、通信管理、剖析和改变的难度增加。

面对以上问题，API GATEWAY是一个不错的办理方案，其所供应的访问限定、安全、流量掌握、剖析监控、日志、要求转发、合成和协议转换功能，可以解放开发者去把精力集中在详细逻辑的代码，而不是把韶光花费在考虑如何办理运用和其他微做事链接的问题上。

图片来自Kong官网:

可以看到Kong办理的问题。
专注于全局的Api管理策略，全局流量监控、日志记录、全局限流、黑白名单掌握、接入要求到业务系统的负载均衡等。

Kong的优点以及性能

在浩瀚 API GATEWAY 框架中，Mashape 开源的高性能高可用API网关和API做事管理层——KONG（基于 NGINX+Lua）特点尤为突出，它可以通过插件扩展已有功能，这些插件（利用 lua 编写）在API要求相应循环的生命周期中被实行。
于此同时，KONG本身供应包括 HTTP 基本认证、密钥认证、CORS、TCP、UDP、文件日志、API要求限流、要求转发及 NGINX 监控等基本功能。
目前，Kong 在 Mashape 管理了超过 15，000 个 API，为 200，000 开拓者供应了每月数十亿的要求支持。

Kong架构

Kong供应一些列的做事，这就不得不谈谈内部的架构:

首先最底层是基于Nginx， Nginx是高性能的根本层， 一个良好的负载均衡、反向代理器，然后在此根本上增加Lua脚本库，形成了OpenResty，拦截要求， 相应生命周期，可以通过Lua编写脚本，以是插件比较丰富。

“

关于Kong的一些插件库以及如何配置，可以参考简书:开源API网关系统（Kong教程）入门到精通：https://www.jianshu.com/p/a68e45bcadb6

”

Zuul是所有从设备和web站点到Netflix流媒体运用程序后端要求的前门。
作为一个边缘做事运用程序，Zuul被构建来支持动态路由、监视、弹性和安全性。
它还可以根据须要将要求路由到多个Amazon自动伸缩组。

Zuul利用了一系列不同类型的过滤器，使我们能够快速灵巧地将功能运用到做事中。

过滤器

过滤器是Zuul的核心功能。
它们卖力运用程序的业务逻辑，可以实行各种任务。

Zuul供应了一个动态读取、编译和运行这些过滤器的框架。
过滤器之间不直接通信，而是通过每个要求特有的RequestContext共享状态。

下面是Zuul的一些过滤器:

Incoming

Incoming过滤器在要求被代理到Origin之前实行。
这常日是实行大部分业务逻辑的地方。
例如:认证、动态路由、速率限定、DDoS保护、指标。

Endpoint

Endpoint过滤器卖力基于incoming过滤器的实行来处理要求。
Zuul有一个内置的过滤器（ProxyEndpoint），用于将要求代理到后端做事器，因此这些过滤器的范例用场是用于静态端点。
例如:康健检讨相应，静态缺点相应，404相应。

Outgoing

Outgoing过滤器在从后端吸收到相应往后实行处理操作。
常日情形下，它们更多地用于形成相应和添加指标，而不是用于任何繁重的事情。
例如:存储统计信息、添加/剥离标准标题、向实时流发送事宜、gziping相应。

过滤器类型

下面是与一个要求范例的生命周期对应的标准的过滤器类型：

这些过滤器帮助我们实行以下功能：

Zuul 1.0 要求生命周期

Netflix宣告了通用API网关Zuul的架构转型。
Zuul原来采取同步壅塞架构，转型后叫作Zuul2，采取异步非壅塞架构。
Zuul2和Zuul1在架构方面的紧张差异在于，Zuul2运行在异步非壅塞的框架上，比如Netty。
Zuul1依赖多线程来支持吞吐量的增长，而Zuul 2利用的Netty框架依赖事宜循环和回调函数。

Zuul 2.0 架构图

上图是Zuul2的架构，和Zuul1没有实质差异，两点变革：

Inbound Filters ：路由到 Origin 之前实行，可以用于身份验证、路由和装饰要求

Endpoint Filters ：可用于返回静态相应，否则内置的ProxyEndpoint过滤器将要求路由到Origin

Outbound Filters ：从Origin那里获取相应后实行，可以用于度量、装饰用户的相应或添加自定义header

有两种类型的过滤器：sync 和 async。
由于Zuul是运行在一个事宜循环之上的，因此从来不要在过滤中壅塞。
如果你非要壅塞，可以在一个异步过滤器中这样做，并且在一个单独的线程池上运行，否则可以利用同步过滤器。

上文提到过Zuul2开始采取了异步模型

上风 是异步非壅塞模式启动的线程很少，基本上一个CPU core上只需启一个事宜环处理线程，它利用的线程资源就很少，高下文切换(Context Switch)开销也少。
非壅塞模式可以接管的连接数大大增加，可以大略理解为要求来了只须要进行列步队，这个行列步队的容量可以设得很大，只要不超时，行列步队中的要求都会被依次处理。

不敷 ，异步模式让编程模型变得繁芜。
一方面Zuul2本身的代码要比Zuul1繁芜很多，Zuul1的代码比较随意马虎看懂，Zuul2的代码看起来就比较费劲。
另一方面异步模型没有一个明确清晰的要求->处理->相应实行流程(call flow)，它的流程是通过事宜触发的，要求处理的流程随时可能被切换断开，内部实现要通过一些关联id机制才能把全体实行流再串联起来，这就给开拓调试运维引入了很多繁芜性，比如你在IDE里头调试异步要求流就非常困难。
其余ThreadLocal机制在这种异步模式下就不能大略事情，由于只有一个事宜环线程，不是每个要求一个线程，也就没有线程局部的观点，以是对付CAT这种依赖于ThreadLocal才能事情的监控工具，调用链埋点就不好搞(实际可以事情但须要进行分外处理)。

总体上，异步非壅塞模式比较适用于IO密集型(IO bound)场景，这种场景下系统大部分韶光在处理IO，CPU打算比较轻，少量事宜环线程就能处理。

Zuul 与 Zuul 2 性能比拟

Netflix给出了一个比较模糊的数据，大致Zuul2的性能比Zuul1好20%旁边 ，这里的性能紧张指每节点每秒处理的要求数。
为什么说模糊呢？由于这个数据受实际测试环境，流量场景模式等浩瀚成分影响，你很难复现这个测试数据。
即便这个20%的性能提升是确实的，实在这个性能提升也并不大，和异步引入的繁芜性比较，这20%的提升是否值得是个问题。
Netflix本身在其博文22和ppt11中也是有点暗昧其词，乃至自身都有一些疑问的。

SpringCloud Gateway 是 Spring Cloud 的一个全新项目，该项目是基于 Spring 5.0，Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技能开拓的网关，它旨在为微做事架构供应一种大略有效的统一的 API 路由管理办法。

SpringCloud Gateway 作为 Spring Cloud 生态系统中的网关，目标是替代 Zuul，在Spring Cloud 2.0以上版本中，没有对新版本的Zuul 2.0以上最新高性能版本进行集成，仍旧还是利用的Zuul 2.0之前的非Reactor模式的老版本。
而为了提升网关的性能，SpringCloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则利用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring Cloud Gateway 的目标，不仅供应统一的路由办法，并且基于 Filter 链的办法供应了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

Spring Cloud Gateway 底层利用了高性能的通信框架Netty 。

SpringCloud Gateway 特色

SpringCloud官方，对SpringCloud Gateway 特色先容如下：

（1）基于 Spring Framework 5，Project Reactor 和 Spring Boot 2.0

（2）集成 Hystrix 断路器

（3）集成 Spring Cloud DiscoveryClient

（4）Predicates 和 Filters 浸染于特定路由，易于编写的 Predicates 和 Filters

（5）具备一些网关的高等功能：动态路由、限流、路径重写

从以上的特色来说，和Zuul的特色差别不大。
SpringCloud Gateway和Zuul紧张的差异，还是在底层的通信框架上。

大略解释一下上文中的三个术语：

Filter （过滤器）

和Zuul的过滤器在观点上类似，可以利用它拦截和修正要求，并且对上游的相应，进行二次处理。
过滤器为org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter类的实例。

Route （路由）

网关配置的基本组成模块，和Zuul的路由配置模块类似。
一个Route模块 由一个 ID，一个目标 URI，一组断言和一组过滤器定义。
如果断言为真，则路由匹配，目标URI会被访问。

Predicate （断言）：

这是一个 Java 8 的 Predicate，可以利用它来匹配来自 HTTP 要求的任何内容，例如 headers 或参数。
断言的 输入类型是一个 ServerWebExchange。