《重新定义Spring Cloud实战》——1.2.6　Spring Cloud与网关中间件

1.2.6　Spring Cloud与网关中间件

1.网关中间件概述

API Gateway（APIGW/API网关），顾名思义，是出现在系统边界上一个面向API的、串行集中式的强管控服务，这里的边界是企业IT系统的边界，可以理解为企业级应用防火墙，主要起到隔离外部访问与内部系统的作用。在微服务概念流行之前，API网关就已经诞生了，例如银行、证券等领域常见的前置系统，它的设计与出现主要是为了解决访问认证、报文转换、访问统计等问题。网关在微服务架构中所处的位置，如图1-6所示。

图1-6　网关在微服务架构中所处的位置

随着微服务架构概念的提出，API网关成为微服务架构的一个标配组件。作为一个网关中间件，至少具备如下四大功能。

（1）统一接入功能

为各种无线应用提供统一的接入服务，提供一个高性能、高并发、高可靠的网关服务。不仅如此，还要支持负载均衡、容灾切换和异地多活。

（2）协议适配功能

网关对外的请求协议一般是HTTP或HTTP2协议，而后端提供访问的服务协议要么是REST协议要么是RPC协议。网关需要根据请求进来的协议进行协议适配，然后协议转发调用不同协议提供的服务。比如网关对外暴露是HTTP协议的请求，而网关后端服务可能是Dubbo提供的RPC服务，可能是Spring Cloud提供的REST服务，也可能是其他PHP编写的服务。当一个HTTP请求经过网关时，通过一系列不同功能的Filter处理完毕之后，此时就需要进行协议适配，判断应该协议转发调用RPC服务，调用REST服务，还是调用PHP提供的服务。

（3）流量管控功能

网关作为所有请求流量的入口，当请求流量瞬间剧增，比如天猫双11、双12或者其他大促活动，流量会迅速剧增，此时需要进行流量管控、流量调拨。当后端服务出现异常，服务不可用时，需要网关进行熔断和服务降级。在异地多活场景中需要根据请求流量进行分片，路由到不同的机房。

（4）安全防护功能

网关需要对所有请求进行安全防护过滤，保护后端服务。通过与安全风控部门合作，对IP黑名单和URL黑名单封禁控制，做风控防刷，防恶意攻击等。

2. Spring Cloud第一代网关Zuul

Spring Cloud生态圈的第一代网关是在Netflix公司开源的网关组件Zuul之上，它基于Spring Boot注解，采用Starter的方式进行二次封装，可以做到开箱即用。目前Zuul融合了Spring Cloud提供的服务治理体系，根据配置的路由规则或者默认的路由规则进行路由转发和负载均衡。它可以与Spring Cloud生态系统内其他组件集成使用，例如：集成Hystrix可以在网关层面实现降级的功能；集成Ribbon可以使得整个架构具备弹性伸缩能力；集成Archaius可以进行配置管理等。但是Spring Cloud Zuul如果需要做一些灰度、降级、标签路由、限流、WAF封禁，则需要自定义Filter做一些定制化实现。

3. Spring Cloud第二代网关Gateway

Spring Cloud Zuul处理每个请求的方式是分别对每个请求分配一个线程来处理。根据参考数据统计，目前Zuul最多能达到1000至2000 QPS。在高并发的场景下，不推荐使用Zuul作为网关。因此出现了Spring Cloud的第二代网关，即Spring Cloud Gateway。

Spring Cloud Gateway是Spring官方基于Spring 5.0、Spring Boot 2.0和Project Reactor等技术开发的网关，旨在为微服务架构提供一种简单、有效、统一的API路由管理方式。Spring Cloud Gateway底层基于Netty实现（Netty的线程模型是多线程reactor模型，使用boss线程和worker线程接收并异步处理请求，具有很强大的高并发处理能力），因此Spring Cloud Gateway出现的目的就是替代Netflix Zuul。其不仅提供统一的路由方式，并且基于Filter链的方式提供了网关基本的功能，例如，安全、监控/埋点、限流等。在本书的第17章和18章，详细地介绍了Spring Cloud Gateway的使用方法和实战技巧。