微服务之api-gateway

目录

一、api网关设计

 

二、api网关部署

 

三、api网关实现技术

 

四、关键功能设计

 

五、总结

 

六、实战使用

 

 


 
 

 

 

 

一、api网关设计

 

1、含义

       API网关是微服务架构（Microservices Architecture）标准化服务的模式。API网关定位为应用系统服务接口的网关，区别于网络技术的网关，但是原理则是一样。API网关统一服务入口，可方便实现对平台众多服务接口进行管控，对访问服务的身份认证、防报文重放与防数据篡改、功能调用的业务鉴权、响应数据的脱敏、流量与并发控制，甚至基于API调用的计量或者计费等等

 

2、组件设计

 

3、组件介绍



 

4、相关网关框架
  

      1、基于nginx平台实现的网关有：KONG、API Umbrella

     2、自研发的网关有：apigee、zuul

     3、老牌esb控件：camel、mule 

     4、自定义：servlet、spring-mvc、node.js、erlang

 

二、api网关部署

 

 三、api-gateway实现技术

 

   1、camel：接收请求、处理和路由选择、后端请求

   2、服务端：spring-mvc

   3、服务注册：通过收集应用中controller+requestMapping向zk注册规范信息

   4、服务发现：获取zk中注册的服务信息

   5、支持手动注册服务

 

 

四、关键功能

 

1、限流设计

 

       限流模式主要是提前对各个类型的请求设置最高的QPS阈值，若高于设置的阈值则对该请求直接返回，不再调用后续资源。这种模式不能解决服务依赖的问题，只能解决系统整体资源分配问题，因为没有被限流的请求依然有可能造成雪崩效应。限流模式则可以称为预防模式

 

2、隔离设计

      这种模式就像对系统请求按类型划分成一个个小岛的一样，当某个小岛被火少光了，不会影响到其他的小岛。例如可以对不同类型的请求使用线程池来资源隔离，每种类型的请求互不影响，如果一种类型的请求线程资源耗尽，则对后续的该类型请求直接返回，不再调用后续资源。这种模式使用场景非常多，例如将一个服务拆开，对于重要的服务使用单独服务器来部署，再或者多中心。

     （1）线程池隔离模式：使用一个线程池来存储当前的请求，线程池对请求作处理，设置任务返回处理超时时间，堆积的请求堆积入线程池队列。这种方式需要为每个依赖的服务申请线程池，有一定的资源消耗，好处是可以应对突发流量（流量洪峰来临时，处理不完可将数据存储到线程池队里慢慢处理）

 

 

     （2）信号量隔离模式：使用一个原子计数器（或信号量）来记录当前有多少个线程在运行，请求来先判断计数器的数值，若超过设置的最大线程个数则丢弃改类型的新请求，若不超过则执行计数操作请求来计数器+1，请求返回计数器-1。这种方式是严格的控制线程且立即返回模式，无法应对突发流量（流量洪峰来临时，处理的线程超过数量，其他的请求会直接返回，不继续去请求依赖的服

 

3、熔断设计

      这种模式主要是参考电路熔断，如果一条线路电压过高，保险丝会熔断，防止火灾。放到我们的系统中，如果某个目标服务调用慢或者有大量超时，此时，熔断该服务的调用，对于后续调用请求，不在继续调用目标服务，直接返回，快速释放资源。如果目标服务情况好转则恢复调用。

 

    其中最重要的是三个模块：熔断请求判断算法、熔断恢复机制、熔断报警

（1）熔断请求判断机制算法：使用无锁循环队列计数，每个熔断器默认维护10个bucket，每1秒一个bucket，每个blucket记录请求的成功、失败、超时、拒绝的状态，默认错误超过50%且10秒内超过20个请求进行中断拦截。

 

（2）熔断恢复：对于被熔断的请求，每隔5s允许部分请求通过，若请求都是健康的（RT<250ms）则对请求健康恢复。

 

 

（3）熔断报警：对于熔断的请求打日志，异常请求超过某些设定则报警

 

4、超时设计

      超时分两种，一种是请求的等待超时，一种是请求运行超时。

        等待超时：在任务入队列时设置任务入队列时间，并判断队头的任务入队列时间是否       大于超时时间，超过则丢弃任务。

 

       运行超时：直接可使用线程池提供的get方法

 

 

 

 

五、总结

 

     API网关作为企业能力开放的一个门户，除了具备基本的请求转发、协议转换、路由等功能，以及高性能和高稳定性外，还需具备良好的扩展性，已便于网关能力的不断增强。在网关实施过程中，要规划好网关层与服务层的交互方式，尽量使得网关层与服务层解耦，便于各个团队工作的独立性。另外，在API的管理上，需要提供API全生命周期的发布、配置、鉴权、流控、监控等配套的管理功能。才能让API网关真正在企业中运转起来。

 

 

六、实战使用

      1、适用于任何基于spring-mvc框架

        2、可以自定义注册满足的接口信息道zk

        3、基于http的网关代理

        4、项目介绍：

            项目分为4个模块

             hms-gateway-api :定义用到的模型：节点、服务、限流、隔离、熔断

             hms-gateway-register：收集客户端节点和url信息注册到zk

             hms-gateway-core：http代理核心处理：服务发现和路由、限流、隔离、熔断

             hms-gateway：代理入口，打包成war进行部署

             hms-gateway-admin：后台管理，对节点和服务进行启用、禁用、限流、隔离、熔断、接口管理平台

   

             

         5、框架使用

              如果你是spring-mvc项目，两步完成框架使用

              依赖

              a、maven 引入

              

org.hbhk.hms

hms-gateway-register

                         1.0.0-SNAPSHOT

              b、spring 配置文件

           

 

   c、api-gateway 使用  

        1、修改配置文件 config.properties 里面的zk地址

                        zk.host=47.98.169.10:2181

                        zk.timeout=26000

               2、maven 执行  clean install  打成 war部署 ，或者 maven tomcat 插件启动 clean tomcat7:run

 

 

      未来预告 

       1、微服务之服务注册和服务发现

       2、微服务之api网关

       3、微服务之异步mq（最终事务一致性）

       4、微服务之分库分表

       5、微服务之全链路跟踪

     

 

    

 

 

注意事项：  一切都有源码  ，如需源码联系微信：hmsjava