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概念介紹

如果大家清楚“網(wǎng)關”這個概念，那就很容易理解“API網(wǎng)關“，即所有API的入口。 從面向對象設計的角度看，它與外觀模式類似，封裝了系統(tǒng)內(nèi)部架構。在單體應用架構中，沒有「 API網(wǎng)關 」的概念，每個項目都會用到filter/過濾器之類的東西，filter的作用就是把項目中的一些非業(yè)務邏輯的功能抽離出來獨立處理，避免與業(yè)務邏輯混在一起增加代碼復雜度。比如 鑒權認證功能、Session處理、安全檢查、日志處理等等。

如果采用微服務架構，那一個項目中微服務節(jié)點很多，如果讓每一個節(jié)點都去處理上面這些 “鑒權認證功能、Session處理、安全檢查、日志處理等” 會多出很多冗余的代碼，也會給增加業(yè)務代碼的復雜度，因此就需要有一個API網(wǎng)關把這些公共的功能獨立出來成為一個服務來統(tǒng)一的處理這些事情。

主要功能

API網(wǎng)關就像是微服務的一扇門，是連通外部客戶端與內(nèi)部微服務之間的一個橋梁。

其主要功能有：

• 路由轉發(fā) API網(wǎng)關是內(nèi)部微服務的對外唯一入口，所以外面全部的請求都會先發(fā)到API網(wǎng)上，然后由API網(wǎng)關來根據(jù)不同的請求去路由到不同的微服務節(jié)點上。
• 負載均衡 API網(wǎng)關收到外部請求之后，可以根據(jù)內(nèi)部微服務每個實例的負荷情況進行動態(tài)的負載均衡調(diào)節(jié)。一旦內(nèi)部的某個微服務實例負載很高，甚至是不能及時響應，則API網(wǎng)關就通過負載均衡策略減少或停止向這個實例轉發(fā)請求。當所有的內(nèi)部微服務實例都處理不過來的時候，API網(wǎng)關還可以采用限流或熔斷的形式阻止外部請求，以保障整個系統(tǒng)的可用性。
• 安全認證 API網(wǎng)關就像是微服務的大門守衛(wèi)，每一個請求進來之后，都必須先在API網(wǎng)關上進行安全驗證或身份驗證，驗證通過后才轉發(fā)給后面的服務。
• 日志記錄 所有的請求都需要走API網(wǎng)關，那么就可以在API網(wǎng)關上統(tǒng)一集中的記錄下這些行為日志。
• 數(shù)據(jù)轉換 因為API網(wǎng)關對外是面向多種不同的客戶端，不同的客戶端所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型可能是不一樣的。因此API網(wǎng)關還需要具備數(shù)據(jù)轉換的功能，將不同客戶端傳輸進來的數(shù)據(jù)轉換成同一種類型再轉發(fā)給內(nèi)部微服務上，這樣，兼容了這些請求的多樣性，保證了微服務的靈活性。

OpenResty

API網(wǎng)關最主要的功能實現(xiàn)就是請求攔截，在網(wǎng)絡請求的整個生命階段加入各種filter/過濾器, OpenResty提供了這樣的功能。

OpenResty® 是一個基于 Nginx 與 Lua 的高性能 Web 平臺，其內(nèi)部集成了大量精良的 Lua 庫、第三方模塊以及大多數(shù)的依賴項。用于方便地搭建能夠處理超高并發(fā)、擴展性極高的動態(tài) Web 應用、Web 服務和動態(tài)網(wǎng)關。

OpenResty 處理一個請求，它的處理流程請參考下圖(從 Request start 開始)：

依據(jù)OpenResty的請求處理流程，和各種第三方模塊，就可以在流程節(jié)點中加入我們的API網(wǎng)關邏輯代碼。例如，對API請求數(shù)量進行統(tǒng)計：

lua_package_path "module/lua-resty-hmac/lib/?.lua;module/lua-resty-redis/lib/?.lua;module/lua-resty-mysql/lib/?.lua;module/lua-resty-jwt/lib/?.lua;;"; 
server { 
 listen 80; 
 server_name gw.gitlib.cn; 
 access_log /var/log/nginx/gw.gitlib.cn.access.log access; 
 # lua_code_cache off; 
 set $redis_host "192.168.1.106"; 
 set $redis_port "6379"; 
 set $redis_incrkey "api:access:num"; 
 access_by_lua_file gateway/intercept.lua; # 對所有請求進行攔截處理 
 location = /num { 
  
 content_by_lua_block { 
 local _redis = require "resty.redis" 
 local redis = _redis:new() 
 redis:set_timeout(1000) 
  
 local ok, err = redis:connect(ngx.var.redis_host, ngx.var.redis_port) 
 if not ok then 
 ngx.say("failed to connect: ", err) 
 return 
 end 
 local res, err = redis:get(ngx.var.redis_incrkey) 
 if not res then 
 ngx.say("failed to get key: ", err) 
 return 
 end 
 if res == ngx.null then 
 ngx.say("key not found.") 
 return 
 end 
 ngx.say("api:access:num:", res) 
 } 
 } 
  
 location ~ ^/api/([\w]+) { 
 default_type text/html;  
 content_by_lua_file /web/gw/api/$1.lua; 
 } 
} 

上面是我們的nginx配置，引入了redis模塊，用于存儲API請求數(shù)量，接下來，我們在gateway/intercept.lua中實現(xiàn)API請求數(shù)量統(tǒng)計的處理邏輯：

local function increseNum(key) 
    -- get key from rediskey 
    local _redis = require "resty.redis" 
    local redis = _redis:new() 
    redis:set_timeout(100) 
    local ok, err = redis:connect(ngx.var.redis_host, ngx.var.redis_port) 
    if not ok then 
        ngx.log(ngx.ERR, "failed to connect to redis: ", err) 
        return nil 
    end  
    if ngx.var.redis_auth then 
        local ok, err = redis:auth(ngx.var.redis_auth) 
        if not ok then 
            ngx.log(ngx.ERR, "failed to authenticate: ", err) 
            return nil 
        end 
    end 
    if ngx.var.redis_db then 
 local ok, err = redis:select(ngx.var.redis_db) 
 if not ok then 
 ngx.log(ngx.ERR, "failed to select db: ", ngx.var.reddb, " ", err) 
 return nil 
 end 
 end 
 local res, err = redis:incr(key) 
 if not res then 
 ngx.log(ngx.ERR, "failed to incr key: ", key ,", ", err) 
 return nil 
 end 
 if res == ngx.null then 
 ngx.log(ngx.ERR, "key ", key, " not found") 
 return ngx.null 
 end 
 local ok, err = redis:close() 
 if not ok then 
 ngx.log(ngx.ERR, "failed to close: ", err) 
 end 
 return res 
end 
increseNum(ngx.var.redis_incrkey) 

就這樣，我們實現(xiàn)了API網(wǎng)關的一個小功能，其他功能實現(xiàn)，就靠大家去摸索了。目前市面上成熟的API網(wǎng)關實現(xiàn)方案有很多，采用openresty 開發(fā)出的api網(wǎng)關，比如比較流行的kong、orange等, 大家可以自行了解。