API網關的概念和架構設計

1、API網關介紹

API網關是一個服務器,是系統的唯一入口。從面向對象設計的角度看,它與外觀模式類似。API網關封裝了系統內部架構,為每個客戶端提供一個定製的API。它可能還具有其它職責,如身份驗證、監控、負載均衡、緩存、請求分片與管理、靜態響應處理。

API網關方式的核心要點是,所有的客戶端和消費端都通過統一的網關接入微服務,在網關層處理所有的非業務功能。通常,網關也是提供REST/HTTP的訪問API。服務端通過API-GW註冊和管理服務。

2、融入架構

API網關的概念和架構設計

API網關的概念和架構設計

API網關負責服務請求路由、組合及協議轉換。客戶端的所有請求都首先經過API網關,然後由它將請求路由到合適的微服務。API網管經常會通過調用多個微服務併合並結果來處理一個請求。它可以在Web協議(如HTTP與WebSocket)與內部使用的非Web友好協議之間轉換。

API網關還能為每個客戶端提供一個定製的API。通常,它會向移動客戶端暴露一個粗粒度的API。例如,考慮下產品詳情的場景。API網關可以提供一個端點(/productdetails?productid=xxx),使移動客戶端可以通過一個請求獲取所有的產品詳情。API網關通過調用各個服務(產品信息、推薦、評論等等)併合並結果來處理請求。

3、API的優缺點

使用API網關的最大優點是,它封裝了應用程序的內部結構。客戶端只需要同網關交互,而不必調用特定的服務。API網關為每一類客戶端提供了特定的API。這減少了客戶端與應用程序間的交互次數,還簡化了客戶端代碼。

API網關也有一些不足,它增加了一個我們必須開發、部署和維護的高可用組件。為了暴露每個微服務的端點,開發人員必須更新API網關。API網關的更新過程要儘可能地簡單,這很重要。否則,為了更新網關,開發人員將不得不排隊等待。不過,雖然有這些不足,但對於大多數現實世界的應用程序而言,使用API網關是合理的。

4、服務調用

基於微服務的應用程序是一個分佈式系統,必須使用一種進程間通信機制。有兩種類型的進程間通信機制可供選擇。一種是使用異步的、基於消息傳遞的機制。有些實現使用諸如JMS或AMQP那樣的消息代理,而其它的實現則沒有代理,服務間直接通信。另一種進程間通信類型是諸如HTTP或Thrift那樣的同步機制。通常,一個系統會同時使用異步和同步兩種類型。它甚至還可能使用同一類型的多種實現。總之,API網關需要支持多種通信機制。

5、服務發現

API網關需要知道它與之通信的每個微服務的位置(IP地址和端口)。在傳統的應用程序中,或許可以硬連線這個位置,但在現代的、基於雲的微服務應用程序中,這並不是一個容易解決的問題。基礎設施服務(如消息代理)通常會有一個靜態位置,可以通過OS環境變量指定。但是,確定一個應用程序服務的位置沒有這麼簡單。應用程序服務的位置是動態分配的。而且,單個服務的一組實例也會隨著自動擴展或升級而動態變化。總之,像系統中的其它服務客戶端一樣,API網關需要使用系統的服務發現機制,可以是服務器端發現,也可以是客戶端發現。

6、問題記錄

在實現API網關時,還有一個問題需要處理,就是局部失敗的問題。該問題在所有的分佈式系統中都會出現,無論什麼時候,當一個服務調用另一個響應慢或不可用的服務,就會出現這個問題。API網關永遠不能因為無限期地等待下游服務而阻塞。不過,如何處理失敗取決於特定的場景以及哪個服務失敗。例如,在產品詳情場景下,如果推薦服務無響應,那麼API網關應該向客戶端返回產品詳情的其它內容,因為它們對用戶依然有用。推薦內容可以為空,也可以,比如說,用一個固定的TOP 10列表取代。不過,如果產品信息服務無響應,那麼API網關應該向客戶端返回一個錯誤信息。

如果緩存數據可用,那麼API網關還可以返回緩存數據。例如,由於產品價格不經常變化,所以如果價格服務不可用,API網關可以返回緩存的價格數據。數據可以由API網關自己緩存,也可以存儲在像Redis或Memcached那樣的外部緩存中。通過返回默認數據或者緩存數據,API網關可以確保系統故障不影響用戶的體驗。

7、API目錄管理

當需要編輯某個API的定義時,如果該API已經發布,對定義的修改不會對線上產生影響,定義修改後需要再次發佈才能把修改後的定義同步到線上環境。

當想要刪除某個API,如果該API已經發布,則不允許直接刪除API定義,需要先將API下線,然後刪除。

提供了複製定義的功能。可以從測試環境/線上環境複製線上的定義覆蓋當前的最新定義,然後重新點擊編輯進行修改。


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