工作中最常用的6种API网关
前言API网关在项目中非常重要。
今天这篇文章跟大家一起聊聊工作最常用的6种网关，希望对你会有所帮助。
一、为什么需要API网关？
有些小伙伴在工作中可能会问：我们的系统直接调用微服务不是更简单吗？
为什么非要引入API网关这个"中间商"呢？
让我们先来看一个实际的例子。
没有网关的微服务困境
// 前端直接调用多个微服务 - 问题重重
@RestController
public class FrontendController {
// 问题1：服务地址硬编码
@Value("${user.service.url:http://localhost:8081}")
private String userServiceUrl;
@Value("${order.service.url:http://localhost:8082}")
private String orderServiceUrl;
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
@GetMapping("/user-dashboard")
public UserDashboard getUserDashboard(@RequestHeader("Authorization") String token) {
// 问题2：每个服务都要重复认证逻辑
if (!validateToken(token)) {
throw new UnauthorizedException("Token invalid");
}
// 问题3：需要手动处理服务间调用顺序
User user = restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/users/current", User.class);
List<Order> orders = restTemplate.getForObject(orderServiceUrl + "/orders?userId=" + user.getId(), List.class);
// 问题4：错误处理复杂
if (user == null || orders == null) {
throw new ServiceUnavailableException("Backend service unavailable");
}
return new UserDashboard(user, orders);
}
// 问题5：重复的认证代码
private boolean validateToken(String token) {
// 每个接口都要实现的认证逻辑
return token != null && token.startsWith("Bearer ");
}
}引入网关后的优雅架构
// 网关统一处理所有横切关注点
@Configuration
public class GatewayConfig {
@Bean
public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
return builder.routes()
.route("user_service", r -> r.path("/api/users/**")
.uri("lb://user-service"))
.route("order_service", r -> r.path("/api/orders/**")
.uri("lb://order-service"))
.route("product_service", r -> r.path("/api/products/**")
.uri("lb://product-service"))
.build();
}
}
// 前端只需调用网关
@RestController
public class FrontendController {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
@GetMapping("/api/user-dashboard")
public UserDashboard getUserDashboard() {
// 网关已经处理了认证、路由、负载均衡等问题
return restTemplate.getForObject("http://gateway/api/users/current/dashboard", UserDashboard.class);
}
}API网关的核心价值
让我们通过架构图来理解网关在微服务架构中的关键作用：
网关解决的8大核心问题：
[*]统一入口：所有请求都通过网关进入系统
[*]认证授权：集中处理身份验证和权限控制
[*]流量控制：限流、熔断、降级等 resiliency 模式
[*]监控统计：统一的日志、指标收集
[*]协议转换：HTTP/1.1、HTTP/2、gRPC 等协议适配
[*]缓存加速：响应缓存降低后端压力
[*]安全防护：WAF、防爬虫、防重放攻击
[*]服务治理：服务发现、负载均衡、路由转发
下面我们一起看看工作中最常见的6种API网关有哪些。
二、Spring Cloud Gateway
有些小伙伴在Spring技术栈中开发微服务，Spring Cloud Gateway 无疑是最自然的选择。
作为Spring官方推出的第二代网关，它基于WebFlux响应式编程模型，性能卓越。
核心架构深度解析
@Configuration
public class AdvancedGatewayConfig {
@Bean
@Order(-1)
public GlobalFilter customGlobalFilter() {
return (exchange, chain) -> {
// 前置处理
long startTime = System.currentTimeMillis();
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
// 添加追踪ID
String traceId = UUID.randomUUID().toString();
ServerHttpRequest mutatedRequest = request.mutate()
.header("X-Trace-Id", traceId)
.build();
return chain.filter(exchange.mutate().request(mutatedRequest).build())
.then(Mono.fromRunnable(() -> {
// 后置处理
long duration = System.currentTimeMillis() - startTime;
log.info("Request {} completed in {}ms", traceId, duration);
}));
};
}
@Bean
public RouteLocator advancedRoutes(RouteLocatorBuilder builder) {
return builder.routes()
// 用户服务 - 带熔断和重试
.route("user_service", r -> r.path("/api/users/**")
.filters(f -> f
.circuitBreaker(config -> config
.setName("userServiceCB")
.setFallbackUri("forward:/fallback/user-service"))
.retry(config -> config
.setRetries(3)
.setMethods(HttpMethod.GET, HttpMethod.POST)
.setBackoff(100L, 1000L, 2, true))
.requestRateLimiter(config -> config
.setRateLimiter(redisRateLimiter())
.setKeyResolver(apiKeyResolver()))
.modifyRequestBody(String.class, String.class,
(exchange, s) -> Mono.just(validateAndTransform(s))))
.uri("lb://user-service"))
// 订单服务 - 带JWT认证
.route("order_service", r -> r.path("/api/orders/**")
.filters(f -> f
.filter(jwtAuthenticationFilter())
.prefixPath("/v1")
.addResponseHeader("X-API-Version", "1.0"))
.uri("lb://order-service"))
// 商品服务 - 静态资源缓存
.route("product_service", r -> r.path("/api/products/**")
.filters(f -> f
.dedupeResponseHeader("Cache-Control", "RETAIN_FIRST")
.setResponseHeader("Cache-Control", "public, max-age=3600"))
.uri("lb://product-service"))
.build();
}
@Bean
public JwtAuthenticationFilter jwtAuthenticationFilter() {
return new JwtAuthenticationFilter();
}
@Bean
public RedisRateLimiter redisRateLimiter() {
return new RedisRateLimiter(10, 20);
}
@Bean
public KeyResolver apiKeyResolver() {
return exchange -> {
String apiKey = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("X-API-Key");
return Mono.just(Optional.ofNullable(apiKey).orElse("anonymous"));
};
}
}
// JWT认证过滤器
@Component
class JwtAuthenticationFilter implements GatewayFilter {
@Autowired
private JwtUtil jwtUtil;
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
String token = extractToken(exchange.getRequest());
if (token == null) {
return onError(exchange, "Missing authentication token", HttpStatus.UNAUTHORIZED);
}
try {
Claims claims = jwtUtil.parseToken(token);
String username = claims.getSubject();
// 将用户信息添加到header
ServerHttpRequest mutatedRequest = exchange.getRequest().mutate()
.header("X-User-Name", username)
.header("X-User-Roles", String.join(",", claims.get("roles", List.class)))
.build();
return chain.filter(exchange.mutate().request(mutatedRequest).build());
} catch (Exception e) {
return onError(exchange, "Invalid token: " + e.getMessage(), HttpStatus.UNAUTHORIZED);
}
}
private String extractToken(ServerHttpRequest request) {
String bearerToken = request.getHeaders().getFirst("Authorization");
if (StringUtils.hasText(bearerToken) && bearerToken.startsWith("Bearer ")) {
return bearerToken.substring(7);
}
return null;
}
private Mono<Void> onError(ServerWebExchange exchange, String err, HttpStatus status) {
exchange.getResponse().setStatusCode(status);
DataBuffer buffer = exchange.getResponse().bufferFactory()
.wrap(("{\"error\":\"" + err + "\"}").getBytes());
return exchange.getResponse().writeWith(Mono.just(buffer));
}
}Spring Cloud Gateway 执行流程
优点：
[*]与Spring Cloud生态完美集成
[*]基于WebFlux，性能优秀
[*]功能丰富，支持过滤器和断言
[*]配置灵活，支持代码和配置文件两种方式
缺点：
[*]对非Spring技术栈不友好
[*]学习曲线相对陡峭
[*]依赖Spring Cloud组件
使用场景：
[*]Spring Cloud微服务架构
[*]需要深度定制网关逻辑
[*]团队熟悉Spring技术栈
三、Kong：企业级API网关标杆
有些小伙伴在企业级场景中需要更高的性能和更丰富的功能，Kong就是这样一个基于Nginx和OpenResty的高性能API网关。
Kong 配置实战
# kong.yml - 声明式配置
_format_version: "2.1"
_transform: true
services:
- name: user-service
url: http://user-service:8080
routes:
- name: user-route
paths: ["/api/users"]
strip_path: true
plugins:
- name: key-auth
config:
key_names: ["apikey"]
hide_credentials: true
- name: rate-limiting
config:
minute: 10
policy: redis
- name: prometheus
enabled: true
- name: order-service
url: http://order-service:8080
routes:
- name: order-route
paths: ["/api/orders"]
methods: ["GET", "POST", "PUT"]
plugins:
- name: cors
config:
origins: ["https://example.com"]
methods: ["GET", "POST", "PUT"]
headers: ["Accept", "Authorization", "Content-Type"]
- name: request-transformer
config:
add:
headers: ["X-From-Kong: true"]
remove:
headers: ["User-Agent"]
consumers:
- username: mobile-app
keyauth_credentials:
- key: mobile-key-123
- username: web-app
keyauth_credentials:
- key: web-key-456
plugins:
- name: ip-restriction
config:
allow: ["192.168.0.0/16", "10.0.0.0/8"]
- name: correlation-id
config:
header_name: "X-Request-ID"
generator: "uuid"自定义Kong插件开发
-- kong/plugins/request-validator/handler.lua
local BasePlugin = require "kong.plugins.base_plugin"
local cjson = require "cjson"
local RequestValidator = BasePlugin:extend()
function RequestValidator:new()
RequestValidator.super.new(self, "request-validator")
end
function RequestValidator:access(conf)
RequestValidator.super.access(self)
local headers = kong.request.get_headers()
local method = kong.request.get_method()
local body = kong.request.get_raw_body()
-- API Key验证
local api_key = headers["X-API-Key"]
if not api_key then
kong.response.exit(401, { message = "Missing API Key" })
end
-- 验证API Key格式
if not string.match(api_key, "^%x%x%x%-%x%x%x%-%x%x%x$") then
kong.response.exit(401, { message = "Invalid API Key format" })
end
-- 请求体验证
if method == "POST" or method == "PUT" then
if not body or body == "" then
kong.response.exit(400, { message = "Request body is required" })
end
local ok, json_body = pcall(cjson.decode, body)
if not ok then
kong.response.exit(400, { message = "Invalid JSON format" })
end
-- 业务规则验证
if json_body.amount and tonumber(json_body.amount) <= 0 then
kong.response.exit(400, { message = "Amount must be greater than 0" })
end
end
-- 添加验证通过标记
kong.service.request.set_header("X-Request-Validated", "true")
kong.service.request.set_header("X-API-Key", api_key)
-- 记录审计日志
kong.log.info("Request validated for API Key: ", api_key)
end
return RequestValidator优点：
[*]配置热更新，无需重启
[*]性能卓越
[*]插件生态丰富
[*]云原生友好
缺点：
[*]相对较新，生态不如Kong成熟
[*]依赖etcd
[*]学习成本较高
使用场景：
[*]云原生环境
[*]需要动态配置的场景
[*]高性能要求的微服务架构
六、Zuul：Netflix经典网关
有些小伙伴在传统Spring Cloud项目中可能还在使用Zuul，虽然它已被Spring Cloud Gateway取代，但了解其原理仍有价值。
Zuul 过滤器实战
# nginx.conf - 生产环境配置
http {
# 基础配置
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
# 日志格式
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '
'rt=$request_time uct="$upstream_connect_time" '
'uht="$upstream_header_time" urt="$upstream_response_time"';
# 上游服务配置
upstream user_service {
server user-service-1:8080 weight=3;
server user-service-2:8080 weight=2;
server user-service-3:8080 weight=1;
# 健康检查
check interval=3000 rise=2 fall=3 timeout=1000;
}
upstream order_service {
server order-service-1:8080;
server order-service-2:8080;
# 会话保持
hash $cookie_jsessionid;
hash_again 1;
}
upstream product_service {
server product-service:8080;
# 备份服务器
server backup-product-service:8080 backup;
}
# API网关配置
server {
listen 80;
server_name api.example.com;
# 全局限流
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api:10m rate=10r/s;
# 用户服务路由
location /api/users/ {
limit_req zone=api burst=20 nodelay;
# 反向代理配置
proxy_pass http://user_service;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
# 超时配置
proxy_connect_timeout 5s;
proxy_read_timeout 10s;
proxy_send_timeout 10s;
# 重试机制
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
proxy_next_upstream_tries 3;
proxy_next_upstream_timeout 10s;
# 缓存配置
proxy_cache api_cache;
proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
proxy_cache_valid 200 302 5m;
proxy_cache_valid 404 1m;
# 添加安全头
add_header X-Frame-Options DENY;
add_header X-Content-Type-Options nosniff;
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";
}
# 订单服务路由
location /api/orders/ {
# JWT验证
auth_request /auth;
auth_request_set $user $upstream_http_x_user;
proxy_set_header X-User $user;
proxy_pass http://order_service;
# CORS配置
if ($request_method = 'OPTIONS') {
add_header 'Access-Control-Allow-Origin' '*';
add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET, POST, OPTIONS';
add_header 'Access-Control-Allow-Headers' 'Authorization,Content-Type';
add_header 'Access-Control-Max-Age' 86400;
return 204;
}
}
# 认证端点
location = /auth {
internal;
proxy_pass http://auth_service/validate;
proxy_pass_request_body off;
proxy_set_header Content-Length "";
proxy_set_header X-Original-URI $request_uri;
}
# 健康检查端点
location /health {
access_log off;
return 200 "healthy\n";
add_header Content-Type text/plain;
}
# 监控端点
location /nginx-status {
stub_status on;
access_log off;
allow 192.168.0.0/16;
deny all;
}
}
}优点：
[*]与Netflix集成良好
[*]过滤器机制灵活
[*]文档资料丰富
缺点：
[*]性能较差（阻塞IO）
[*]已被Spring Cloud Gateway取代
[*]社区活跃度下降
使用场景：
[*]遗留Spring Cloud项目
[*]Netflix技术栈
[*]非性能敏感场景
七、Traefik：云原生动态网关
有些小伙伴在容器化环境中需要自动服务发现，Traefik就是为云原生而生的动态网关。
Traefik 配置示例
# apisix-config.yaml
routes:
- uri: /api/users/*
name: user-service
methods:
upstream:
type: roundrobin
nodes:
user-service-1:8080: 1
user-service-2:8080: 2
user-service-3:8080: 1
plugins:
proxy-rewrite:
uri: "/users$1"
limit-count:
count: 100
time_window: 60
key: remote_addr
rejected_code: 503
jwt-auth:
key: user-service
secret: my-secret-key
exp: 86400
- uri: /api/orders/*
name: order-service
upstream:
type: chash
key: arg_user_id
nodes:
order-service-1:8080: 1
order-service-2:8080: 1
plugins:
cors:
allow_origins: "https://example.com"
allow_methods: "GET,POST,PUT,DELETE"
allow_headers: "*"
response-rewrite:
body: '{"code": 0, "message": "success", "data": $body}'
fault-injection:
abort:
http_status: 500
body: "service unavailable"
percentage: 5
- uri: /api/products/*
name: product-service
upstream:
type: roundrobin
nodes:
product-service:8080: 1
plugins:
proxy-cache:
cache_key: ["$uri", "$args"]
cache_zone: disk_cache_one
cache_ttl: 300
uri-blocker:
block_rules: ["^/admin/", ".php$"]
rejected_code: 403
# 全局插件
plugins:
- name: prometheus
enable: true
- name: zipkin
enable: true
config:
endpoint: http://zipkin:9411/api/v2/spans
sample_ratio: 0.001优点：
[*]自动服务发现
[*]配置简单
[*]云原生友好
[*]内置监控和Dashboard
缺点：
[*]功能相对简单
[*]性能不如Nginx系网关
[*]高级功能需要企业版
使用场景：
[*]容器化环境
[*]需要自动服务发现的场景
[*]快速原型开发
八、6大网关对比
通过前面的分析，我们现在对这六种API网关有了深入的了解。
让我们通过一个全面的对比来帮助大家做出正确的技术选型。
详细对比表格
特性维度Spring Cloud GatewayKongNginxAPISIXZuulTraefik性能高（WebFlux）极高（Nginx）极高（C）极高（Nginx）中（阻塞IO）中配置方式代码/配置声明式YAML配置文件动态配置代码/配置动态配置服务发现Spring Cloud插件支持需手动配置支持Spring Cloud自动发现K8s支持良好良好需Ingress优秀一般优秀监控MicrometerPrometheus基础监控PrometheusHystrix内置学习曲线中中高低中高中低适用场景Spring Cloud企业级传统架构云原生传统Spring容器化选型决策指南
选择Spring Cloud Gateway当：
[*]技术栈以Spring为主
[*]需要深度定制网关逻辑
[*]已经使用Spring Cloud组件
[*]团队熟悉响应式编程
选择Kong当：
[*]企业级高并发场景
[*]需要丰富插件生态
[*]有专业运维团队
[*]需要成熟的管理界面
选择Nginx当：
[*]性能要求极高
[*]场景相对简单
[*]团队熟悉Nginx
[*]资源受限环境
选择APISIX当：
[*]云原生环境
[*]需要动态配置
[*]追求最新技术
[*]高性能要求
选择Zuul当：
[*]维护遗留Spring Cloud项目
[*]Netflix技术栈
[*]非性能敏感场景
选择Traefik当：
[*]容器化部署
[*]需要自动服务发现
[*]快速开发部署
[*]配置简单要求
总结
通过本文的介绍，我们对6种主流API网关有了全面的认识。
在选择网关时需要考虑以下关键因素：
[*]技术栈匹配：选择与团队技术栈最匹配的方案
[*]性能要求：根据业务并发量选择性能合适的网关
[*]功能需求：评估需要的功能特性，如限流、认证、监控等
[*]运维成本：考虑部署、监控、维护的复杂度
[*]团队能力：评估团队对网关技术的掌握程度
核心建议
[*]新项目优先考虑：Spring Cloud Gateway（Spring技术栈）或 APISIX（云原生）
[*]高并发场景：Kong 或 Nginx
[*]快速原型：Traefik
[*]遗留系统：根据现有技术栈选择
记住，没有最好的网关，只有最合适的网关。
合理的网关选型可以大大提升系统的可维护性、可扩展性和性能表现。
最后说一句(求关注，别白嫖我)
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