服务网关：网关概述与核心架构

在《SpringCloud Alibaba实战》专栏前面的文章中，我们实现了用户微服务、商品微服务和订单微服务之间的远程调用，并且实现了服务调用的负载均衡。也基于阿里开源的Sentinel实现了服务的限流与容错，并详细介绍了Sentinel的核心技术与配置规则 。今天，我们正式进入服务网关章节的学习，首先，我们对服务网关进行简要的概述并对其核心架构进行简要的剖析。

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本章总览

网关概述

当采用分布式、微服务的架构模式开发系统中，服务网关是整个系统中必不可少的一部分。

没有网关的弊端

当一个系统使用分布式、微服务架构后，系统会被拆分为一个个小的微服务，每个微服务专注一个小的业务。那么，客户端如何调用这么多微服务的接口呢?如果不做任何处理，没有服务网关，就只能在客户端记录下每个微服务的每个接口地址，然后根据实际需要去调用相应的接口。

这种直接使用客户端记录并管理每个微服务的每个接口的方式，存在着太多的问题。比如，这里我列举几个常见的问题。

• 由客户端记录并管理所有的接口缺乏安全性。
• 由客户端直接请求不同的微服务，会增加客户端程序编写的复杂性。
• 涉及到服务认证与鉴权规则时，需要在每个微服务中实现这些逻辑，增加了代码的冗余性。
• 客户端调用多个微服务，由于每个微服务可能部署的服务器和域名不同，存在跨域的风险。
• 当客户端比较多时，每个客户端上都管理和配置所有的接口，维护起来相对比较复杂。

引入API网关

API网关，其实就是整个系统的统一入口。网关会封装微服务的内部结构，为客户端提供统一的入口服务，同时，一些与具体业务逻辑无关的通用逻辑可以在网关中实现，比如认证、授权、路由转发、限流、监控等。引入API网关后，如下所示。

可以看到，引入API网关后，客户端只需要连接API网关，由API网关根据实际情况进行路由转发，将请求转发到具体的微服务，同时，API网关会提供认证、授权、限流和监控等功能。

主流的API网关

当系统采用分布式、微服务的架构模式后，API网关就成了整个系统不可分割的一部分。业界通过不断的探索与创新，实现了多种API网关的解决方案。目前，比较主流的API网关有：Nginx+Lua、Kong官网、Zuul网关、Apache Shenyu网关、SpringCloud Gateway网关。

Nginx+Lua

Nginx的一些插件本身就实现了限流、缓存、黑白名单和灰度发布，再加上Nginx的反向代理和负载均衡，能够实现对服务接口的负载均衡和高可用。而Lua语言可以实现一些简单的业务逻辑，Nginx又支持Lua语言。所以，可以基于Nginx+Lua脚本实现网关。

Kong网关

Kong网关基于Nginx与Lua脚本开发，性能高，比较稳定，提供多个限流、鉴权等插件，这些插件支持热插拔，开箱即用。Kong网关提供了管理页面，但是，目前基于Kong网关二次开发比较困难。

Zuul网关

Zuul网关是Netflix开源的网关，功能比较丰富，主要基于Java语言开发，便于在Zuul网关的基础上进行二次开发。但是Zuul网关无法实现动态配置规则，依赖的组件相对来说也比较多，在性能上不如Nginx。

Apache Shenyu网关

Dromara社区开发的网关框架，ShenYu 的前名是 soul，最近正式加入了 Apache 的孵化器，因此改名为 ShenYu。其是一个异步的，高性能的，跨语言的，响应式的API网关，并在此基础上提供了非常丰富的扩展功能：

• 支持各种语言(http协议)，支持Dubbo, Spring-Cloud, Grpc, Motan, Sofa, Tars等协议。
• 插件化设计思想，插件热插拔，易扩展。
• 灵活的流量筛选，能满足各种流量控制。
• 内置丰富的插件支持，鉴权，限流，熔断，防火墙等等。
• 流量配置动态化，性能极高。
• 支持集群部署，支持 A/B Test，蓝绿发布。

SpringCloud Gateway网关

Spring为了替换Zuul而开发的网关，SpringCloud Alibaba技术栈中，并没有单独实现网关的组件。在后续的案例实现中，我们会使用SpringCloud Gateway实现网关功能。

SpringCloud Gateway网关

Spring Cloud Gateway是Spring公司基于Spring 5.0， Spring Boot 2.0 和 Project Reactor 等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的 API 路由管理方式。

它的目标是替代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，监控和限流、重试等。

SpringCloud Gateway概述

Spring Cloud Gateway是Spring Cloud的一个全新项目，基于Spring 5.0 + Spring Boot 2.0和Project Reactor等技术开发的网关，它旨在为微服务架构提供一种简单有效的统一的API路由管理方式。

Spring Cloud Geteway作为Spring Cloud生态系统中的网关，目标是替代Zuul，在Spring Cloud2.0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，仍然还是使用的Zuul 1.x非Reactor模式的老版本。

为了提升网关性能，Spring Cloud Gateway是基于WebFlux框架实现的，而WebFlux框架底层则使用了高性能的Reactor模式通信框架Netty。

Spring Cloud Gateway的目标提供统一的路由方式且基于Filter链的方式提供了网关基本的功能，例如：安全，监控/指标，和限流。

总结一句话：Spring Cloud Gateway使用的Webflux中的reactor-netty响应式编程组件，底层使用Netty通讯框架。

SpringCloud Gateway核心架构

客户端请求到 Gateway 网关，会先经过 Gateway Handler Mapping 进行请求和路由匹配。匹配成功后再发送到 Gateway Web Handler 处理，然后会经过特定的过滤器链，经过所有前置过滤后，会发送代理请求。请求结果返回后，最后会执行所有的后置过滤器。

由上图可以看出，SpringCloud Gateway的主要流程为：客户端请求会先打到Gateway，具体的讲应该是DispacherHandler(因为Gateway引入了WebFlux，作用可以类比MVC的DispacherServlet)。

Gateway根据用户的请求找到相应的HandlerMapping，请求和具体的handler之间有一个映射关系，网关会对请求进行路由，handler会匹配到RoutePredicateHandlerMapping，匹配请求对应的Route，然后到达Web处理器。

WebHandler代理了一系列网关过滤器和全局过滤器的实例，这些过滤器可以对请求和响应进行修改，最后由代理服务完成用户请求，并将结果返回。

注：SpringCloud Gateway部分

网站栏目：服务网关：网关概述与核心架构
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