为什么微服务一定要有API网关？
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2022-07-09 15:52
微服务不能没有网关，就如同 Java 程序员不能没有IDEA、Eclipse。为什么呢？
之所以网关对微服务这么重要，主要有以下几点原因：
1. 解决 API 放哪里的问题
要知道，采用微服务架构的系统本身是由很多的独立服务单元组合起来的。而客户端要调用系统，则必须通过系统提供的各种对外开放的 API 来实现。
问题来了，这些 API 要放在哪里呢？直接放在组成系统的服务单元上行不行？
比如，在一套电商系统上，关于订单相关的 API ，放在组成订单服务的服务单元上；风控服务的 API ，放在组成风控服务的服务单元上。
好，咱们假设有这么一个场景，有一位用户想在这套电商系统上查看下商品详情。那么，这个查看商品详情的操作，就可能：
调用商品服务的 API 获取商品描述 调用评价服务的 API 获取相关评价 调用商家服务的 API 获取商家信息 调用礼券服务的 API 获取相关礼券 ……
可以看到，就这么一个商品查看操作，就可能会调用许多服务的 API。
那这些 API 如果全部分散到各个服务单元上，供客户端调用，像查看商品这么简单的一次操作，客户端就可能需要远程访问好几次甚至十几次服务器。
微服务自己又讲究把 API 的粒度划分的很细，也就是说，可能从商品服务上调用商品信息，不止是调用一次商品服务就够了，很可能需要多次对商品服务的不同 API 进行调用，才能获取到足够的数据。
这样一来，客户端需要访问服务器的次数就更多了，可能十几次都不够，得几十次。
这种多次访问服务器的行为，会极大延迟客户端的界面响应时间，很不现实。
所以，把 API 放到各个业务相关的服务单元上，看上去问题很大。
那为什么引入网关就能解决这个问题呢？
因为引入网关，就相当于在客户端和微服务之间加了一层隔离。通常，网关本身会和各个服务单元处于同一个机房，这样，客户端做业务操作的时候，只需要访问一次网关。然后剩下的事情，再由网关分别访问同在一个机房的不同的服务，再把拿到的数据统一在网关封装好，返回给客户端就好。
2. 解决边缘功能集成的问题
在一套微服务组成的系统里，除了必须的业务功能以外，还有为了系统自身的健壮与安全，以及微服务本身的管理，而必须引入的一些非业务功能。对于这些非业务又很重要的功能，我们统称为边缘功能。
还是拿电商系统为例，我们来看一些重要的边缘功能。
假设因为我们做了一次非常大的促销活动，导致流量过大，系统承载不了了。此时，为了保证系统本身的稳定，我们就需要把一些承载不了的流量给通过各种手段消化掉，一般的做法有三种：
限流：通过令牌桶等算法，把一些额外的流量挡在系统外面，不让其访问。
降级：由于系统可能已经过载了，此时，我们就放弃处理一些服务和页面的请求或者仅简单处理，比如直接返回一个报错。
熔断：有些时候，系统过载过度或者上线出了 bug，降级都解决不了问题。比如，缓存失效了，导致大量请求频繁访问了数据库，而这种频繁访问数据库可能造成了大量的 IO 操作，结果又去影响了数据库所在的操作系统，同时，这个操作系统上又有着别的重要服务，直接也被影响了。对于这种连锁反应，我们称之为雪崩。而为了防止雪崩，我们就会坚决把缓存失效导致数据库被频繁访问的服务给停掉，这就是熔断。
可以看到，像限流、降级、熔断这些系统保障策略，最合适的地方应该是有一个集中的请求入口点，就像古时候，老百姓进城需要过城门那样。
当系统出现问题的时候，直接就在这个入口点做相应的操作即可。
限流，就直接在这个入口点限制后续请求。
降级，就直接在这个入口点判断请求想要访问的服务或者页面，直接报错返回。
熔断，就直接在这个入口点，断开所有访问特定服务的请求连接，然后再把后继对特定服务的访问，也统统拦在门外。
在电商系统里，有很多特殊场景的接口，需要受到严格的限制。
比如，支付接口，访问它就需要认证和权限控制。又比如，对于系统的访问，有时候不能让国外的去访问国内的网站，这就需要限制客户端的访问 IP，所以系统还需要认证和授权功能。
那这种认证和授权也最合适放在请求的一个集中入口点，统一实现。
还记得上面咱们说过的网关的 API 统一存放吗？我们只需要对这些 API 做对应的权限设置，当请求访问特殊场景接口的时候，必定会通过 API 访问。所以，限制接口的访问，本质上就是对特定 API 的限制，那么，放在网关再合适不过了。
现实里，我们有时候需要把线上的流量镜像出来，转发到灰度环境，利用这些镜像出来的流量既可以用于小范围测试，又可以更好的评估系统所能承载的最大吞吐量，也因此，系统需要有一个统一入口做分流。
可以看到，无论是系统需要的保障策略，认证授权，还是流量分流等功能，都应该放到一个统一的请求入口处才能得到最好的实现。网关恰好就承担了这么个统一请求入口的角色。
所以，对于微服务中，林林总总的边缘功能，往往会通过插件的形式，集成在 API 网关中。
3. 解耦了客户端和后端微服务
一套项目，在使用微服务模式的初期，往往后端变化是十分频繁的。
频繁变化的原因有很多，像业务领域划分不合适啊，像某个业务模块急速膨胀啊，都可能导致后端微服务的剧烈变化。
在这种情况下，如果没有网关，很可能就会出现客户端需要被迫随着后端的变化而变化的情况。
比如，在电商系统里，初期我们很可能会把风控服务做的非常小。随着业务的发展，风控服务越来越庞大，此时，风控服务就可能被分解为决策引擎和分析中心等更多更细的服务。
在电商里，风控往往是下单、支付等操作的必要前置操作。如果没有网关去分隔开客户端和微服务，客户端直接和风控服务打交道，那么风控服务拆分，API 必然不会稳定，API 的变化，自然会引发调用 API 客户端代码的变化。
有了网关之后，情况就好了很多了。当风控服务本身频繁变化的时候，我们只需要改动网关的代码就好。而服务器代码的升级可是远远要比客户端代码的升级容易太多了。
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