Java 手撸 Gateway 网关

引言

在微服务架构中，API 网关的作用非常重要。它充当客户端与后端服务之间的中介，负责请求路由、安全认证、流量控制等功能。本文将介绍如何在 Java 中手动实现一个简单的 API 网关，并为您提供代码示例和相关图表。

什么是 API 网关？

API 网关是系统中一个请求转发点，简化了客户端与多个后端服务之间的交互。它能够提供以下功能：

  • 路由请求
  • 负载均衡
  • 安全认证与授权
  • 请求与响应的转换
  • 日志记录和监控

项目结构

在这里，我们将使用 Spring Boot 创建一个简单的 API 网关项目。项目的基础结构如下：

gateway-service/
    ├── src/
    │   ├── main/
    │   │   ├── java/
    │   │   └── resources/
    └── pom.xml

依赖管理

为了使用 Spring Cloud Gateway，我们需要在 pom.xml 中加入以下依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Hoxton.SR12</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

确保spring-cloud-starter-gateway的版本与春季的版本兼容。

创建基本的网关

接下来，我们创建一个简单的网关。以下是一个基本的 GatewayApplication 类：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class GatewayApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GatewayApplication.class, args);
    }
}

然后，我们在 application.yml 中配置路由规则：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: service1
          uri: http://localhost:8081
          predicates:
            - Path=/service1/**
        - id: service2
          uri: http://localhost:8082
          predicates:
            - Path=/service2/**

在这个例子中，请求路径为 /service1/** 的请求将被转发到 http://localhost:8081，而请求路径为 /service2/** 的请求将被转发到 http://localhost:8082。

请求处理流程序列图

为了更好地理解 API 网关的工作流程，下面是一个请求处理流程的序列图：

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Gateway
    participant Service1
    participant Service2

    Client->>Gateway: 请求 /service1/api
    Gateway->>Service1: 转发请求
    Service1-->>Gateway: 返回响应
    Gateway-->>Client: 返回响应
    
    Client->>Gateway: 请求 /service2/api
    Gateway->>Service2: 转发请求
    Service2-->>Gateway: 返回响应
    Gateway-->>Client: 返回响应

性能监控：请求分散图

在实际运用中，我们需要监控不同服务的流量分布。下面是一个饼图示例，展示了对各后端服务的请求比例：

pie
    title 请求分散图
    "Service1": 40
    "Service2": 60

结尾

通过这个简单的例子，我们展示了如何使用 Java 和 Spring Boot 手动实现一个基础的 API 网关。我们实现了请求的路由功能，并展示了请求与响应的处理流程。实际项目中，您可能还需要添加更多的功能，比如安全认证、负载均衡、熔断机制等，但本文为您提供了一个良好的起点。

希望读者能够在此基础上以自己的需求进一步扩展和优化 API 网关的功能。微服务架构正逐渐成为现代开发的主流，深入理解和灵活掌握其核心组件无疑会提升你在软件开发中的竞争力。