微服务设计模式之 API 网关

简介

API 网关是目前非常成熟的一种微服务与外界通讯方式的一种选型，当前你的架构是从单体架构 Monolithic 迁移过来的时候，你会发现新的服务无法很好地从旧有系统中接管流量。

这个接管，或者说迁移的过程很复杂，也很危险，一般我们也会从小流量的非核心服务开始拆，拆分完之后，你就会发现问题了：流量怎么导到新服务上面去呢？

一种选择是在原服务上将数据转发至新服务，但是这也有问题：新服务其实相当于没有完全拆分出去，当任何一方出问题的时候，其它服务也会受影响。

另一种选择是会从软负载均衡上修改配置来达到拆分的目的，但是配置的管理是个大难题，一旦出了问题，影响的可能就是某个机房或者整站的服务稳定。另外，当拆分越来越多的时候，问题也随之而增加：复杂度太高，每次修改都是提心吊胆。

于是，API 网关就可以承担这个关键角色了，它将所有的微服务结合在一起，对外屏蔽细节（外部不需要知道是哪些微服务提供了数据），作为一个单点对外提供服务。不知道你想起了什么没有，对，就是设计模式中的经典：Facade 模式 。

同时还有一种差异版本：BFF，也就是为每个客户端单独建立不同的 API 网关。

好了，既然 API 网关那么好，接下来该怎么做呢？当然是挑选合适的网关了。

选型需求

在挑选之前，我们需要明确自己的需求，我们需要的网关它至少需要有以下核心功能：

1. 强悍的负载均衡能力；
2. 支持动态服务管理服务，最好能跟服务发现结合在一起；
3. 支持故障控制：健康检查、限流、熔断、重试；
4. 详细的监控指标（比如支持 Prometheus）；
5. 日志聚合（其实这个应该说是基本功能）；

附加功能：

1. 支持分布式追踪，支持 Opentracing；
2. 金丝雀发布，灰度发布，A/B 测试；
3. 统一认证：JWT，OAuth，Basic auth 等；
4. HTTP 缓存；
5. 请求、返回内容的显示以及修改；
6. 请求限制：机器人检测、黑白 IP 名单；

几个推荐选型

个人认为，网关作为微服务架构里面的基石应用，应该选用接近底层以及性能比较高的语言去实现，比如 C/C++，Golang 以及 Rust 等。

目前比较成熟以及用的比较广泛的网关有以下几种：

• GitHub - Kong/kong：基于 OpenResty 那一套做的，依赖于 Nginx 强悍的性能，添加了动态服务管理功能，以及插件机制，语言是 lua ，假如自己拓展需要学习新语言；
• GitHub - TykTechnologies/tyk：用 Golang 实现的网关，如果团队使用 Golang 技术栈，到时可以考虑下；
• GitHub - Netflix/zuul：用 Java 实现的网关，目前看来只适合 Java 技术栈；

这里抛开最后一个不谈，其中前两个是目前用得比较广泛的，这两者几乎就是市场的老大与老二了。

除了以上几个，另外还有几个网关值得留意：

• fagongzi/gateway：国人用 Golang 实现的的 gateway，可以看看，假如东西确实很不错，再加上之后能运营好，做成收费服务，前途可期；
• hellofresh/janus：也是让人眼前一亮的网关，比如支持 Opentracing 以及 HTTP/2；

Kong vs Tyk

关于两者的比较，有好事者在两个产品的社区里面发了相同的帖子（大家好好学习这位同学，非常机智）：

• discuss.konghq.com/t/api-gatew…
• community.tyk.io/t/compariso…

Kong 的社区回复：

1. Kong 的功能丰富、插件齐全；
2. 进可当做 Ingress 接管入口中央集权制，退可当 Mesh 去中心化分封制；
3. Nginx + lua 性能杠杠的，扛起了全球 10% 的流量，连 CloudFlare 跟我们用的都是一样的技术栈，而且 lua 也很容易学习；
4. 市场上独领风骚；
5. 基准测试中是最快的；
6. 心动了没，赶紧找我们销售；

Tyk 的社区回复：

1. 客户支持快；
2. Kong 的插件只能用 lua 写，Tyk 则不然，lua、Python、JS 统统支持，另外 插件里面的 gRPC 也是支持的；
3. Kong 依赖于 Nginx，假如 Nginx 出了 bug，他们很难修复，Tyk 则不然，全部技术栈都是他们可控的；
4. 两者的性能差不多，2k qps 完全不是问题，能满足大部分需求；
5. Kong 的 UI 是企业版才有的，Tyk 免费用；
6. 我们不靠 VC 支持，玩的是长线战略；

然后再看看一个『第三方』的测评：

这里插一句：之所以打引号，是因为觉得他们的图表是偏向于 Kong 的，在那个最明显的对比图中，如果不仔细看，会以为 Kong 的性能是 Tyk 的两倍。

www.bbva.com/en/api-gate…

从结果来看，Kong 的性能更胜一筹：超出约 25%，而 Tyk 在去掉一些插件之后的性能也能增加 20% 左右。

因此，性能上的考量不是非常重要了，而且你也完全可以通过增加更多的节点来获取更高的整体性能。

而在 stackoverflow 的一个帖子中，发现大家还是力挺 Tyk 的：

stackoverflow.com/questions/4…

很显然，因为 Kong 的先发优势（2011 年成立 [3]）以及站在了 Nginx 这个巨人的肩膀上，发展非常迅速，目前使用人数以及社区都远远高于 Tyk。Tyk（2015 年成立 [3]） 作为老二，在没有资本压力的情况下，在努力运营社区、维护社区的关系，这点还是不错的。而 Kong 的话，商业气息更重一些，具体就表现在了非常关键的管理界面上：如果你不付钱，那你只能用开源社区的版本。

其它

收费

不知道你注意到了什么，我这个过程中其实很看重的一点就是商业支持： 我不相信一个长久无法获利的工具能够非常优秀，因为这不利于这个项目的长期发展，好东西还是得花钱的 。

测试

你需要一个 Echo server，简单来说，就是把请求包含的内容给你返回回来，同时还包含所在实例、进程的信息等等。然后，通过在 CI 中直接拉起这一堆镜像，用脚本测试，对比返回结果即可。

最后，在 CD 中将测试过的配置发布至准生产环境、生产环境即可。

Echo Server 可以拿 Node.js 举例：

import path from 'path'
import os from 'os'
import Koa from 'koa'
import Promise from 'bluebird';

const app = new Koa()

app.poweredBy = false
app.proxy = true

app.use(async (ctx, next) => {
    const { delay } = ctx.query;
    await Promise.delay(delay || 50)
    ctx.set('X-Backend', `${os.hostname()}-${process.pid}`);
    ctx.body = {
        delay, 
        headers: ctx.headers,
    };
});

const port = process.env.PORT || 8000
app.listen(port)
console.log('Running site at: http://localhost:%d', port)

export default app

这段代码中，我加入了 delay 参数，方便对网关进行性能测试。

监控

之前可以用 GitHub - yciabaud/kong-plugin-prometheus: Prometheus metrics exporter for Kong API management，但最近的 0.14.0 版本，官方集成了自己的 Promethus 监控，因此上面的这个监控插件得拜拜了。

Tyk 的监控是包含在工具套件里面的，如果要使用它们的东西，你得注册获取免费的 license，并且免费版本只能使用一个 gateway 节点，由于怕它们的销售骚扰，赖得注册去测试了。

Kong 的 UI

目前除了官方企业版才提供的管理界面，目前有以下两个选择

• GitHub - PGBI/kong-dashboard: Dashboard for managing Kong gateway
• GitHub - pantsel/konga: More than just another GUI to Kong Admin API

Ref

1. API gateway pattern
2. Building Microservices: Using an API Gateway
3. API Gateways: Kong vs. Tyk | 4-Traders

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首发于 Github issues: github.com/xizhibei/bl… ，欢迎 Star 以及 Watch

本文采用 署名-非商业性使用-相同方式共享（BY-NC-SA）进行许可
作者：习之北 (@xizhibei)
原链接：blog.xizhibei.me/2018/07/15/…

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