微服务网关:你的系统不可或缺的“守门人”

简介: 微服务网关是系统的统一入口,解决多服务下的路由、鉴权、限流等问题。本文详解其核心功能、主流方案对比,并用Spring Cloud Gateway实战实现JWT鉴权与Redis限流,助你构建高效、安全的微服务架构。

在单体应用时代,客户端直接调用后端服务,简单直接。

但当系统拆分为数十甚至上百个微服务后,问题来了:

  • 前端要记住每个服务的 IP 和端口?
  • 每个服务都要重复实现鉴权、限流、日志?
  • 如何统一处理 HTTPS、跨域、路径重写?
  • 灰度发布、A/B 测试怎么做?

这时候,微服务网关(API Gateway) 就成了整个系统的“统一入口”和“智能守门人”。

本文将带你深入理解微服务网关的价值、核心功能、主流方案对比,并通过 Spring Cloud Gateway 实战一个带鉴权和限流的网关示例。

一、什么是微服务网关?

微服务网关是位于客户端与后端微服务之间的反向代理层,所有外部请求必须先经过网关,再由网关路由到具体服务。
架构对比
无网关(混乱):

Client → Service A (8081)
Client → Service B (8082)
Client → Service C (8083)

有网关(统一):

Client → API Gateway (80) 
                ↓
         → Service A
         → Service B
         → Service C

网关是微服务架构的标准组件,就像小区的门卫——统一登记、安检、分流。

二、微服务网关的核心功能

1. 统一入口

客户端只需知道网关地址(如 https://api.yourcompany.com)
隐藏内部服务拓扑,提升安全性

2. 路由转发

根据路径、域名、Header 等规则路由到不同服务
例如:/user/** → 用户服务,/order/** → 订单服务

3. 认证鉴权

在网关层统一校验 Token(如 JWT)
无效请求直接拦截,避免穿透到业务服务

4. 限流熔断

防止突发流量打垮后端(如每秒最多 1000 请求)
集成 Sentinel、Resilience4j 实现熔断降级

5. 日志与监控

记录请求日志、响应时间、状态码
对接 Prometheus + Grafana 实现可观测性

6. 协议转换

将 HTTP 请求转为 gRPC、WebSocket 等(部分网关支持)

7. 安全防护

防重放、防注入、IP 黑名单、CORS 配置

三、主流网关方案对比

image.png

推荐选择:
如果你是 Spring Boot 技术栈 → 选 Spring Cloud Gateway
如果你需要 超高性能 + 多语言支持 → 选 Kong

四、实战:用 Spring Cloud Gateway 构建网关

我们将搭建一个网关,实现:

  • 路由到用户服务
  • JWT 鉴权
  • 基于 Redis 的限流

4.1. 创建网关项目

<!-- pom.xml -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId>
</dependency>

4.2. 配置路由(application.yml)

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user-service
          uri: http://localhost:8081
          predicates:
            - Path=/api/user/**
          filters:
            - StripPrefix=1  # 去掉 /api 前缀

4.3. 自定义鉴权过滤器

@Component
public class AuthFilter implements GlobalFilter, Ordered {
   

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
   
        String token = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Authorization");

        if (token == null || !isValidToken(token)) {
   
            exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            return exchange.getResponse().setComplete();
        }

        return chain.filter(exchange);
    }

    private boolean isValidToken(String token) {
   
        // 简化:实际应解析 JWT 并校验签名
        return token.startsWith("Bearer valid-token");
    }

    @Override
    public int getOrder() {
   
        return -100; // 优先级高
    }
}

4. 集成 Redis 限流(基于令牌桶)

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: user-service
          uri: http://localhost:8081
          predicates:
            - Path=/api/user/**
          filters:
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                redis-rate-limiter.replenishRate: 10   # 每秒生成 10 个令牌
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 20  # 最大突发 20
                key-resolver: "#{@userKeyResolver}"

五、网关设计最佳实践

1. 不要在网关做业务逻辑

网关只负责“通用横切关注点”(auth、log、rate limit)
业务校验交给具体服务

2. 高可用部署

网关本身需集群部署 + 负载均衡(如 Nginx 前置)
避免单点故障

3. 性能监控

监控网关 CPU、内存、请求延迟
设置告警(如错误率 > 1%

4. 灰度发布支持

通过 Header 或 Cookie 路由到新版本服务

predicates:
  - Header=X-Canary, true

六、常见误区

误区 1:网关能替代服务注册中心

网关负责路由,但服务发现仍需 Eureka/Nacos/Consul。

误区 2:所有逻辑都塞进网关

网关不是“万能胶水”,过度使用会导致性能瓶颈和维护困难。

误区 3:忽略网关自身的安全

网关是攻击第一入口,必须做好防 DDoS、防注入等措施。

结语

微服务网关不是“可有可无”的组件,而是# 保障系统稳定性、安全性和可维护性的关键基础设施。
无论你选择 Spring Cloud Gateway 的轻量集成,还是 Kong 的高性能插件生态,核心目标都是一致的:让客户端无感,让服务专注业务。

从今天开始,为你的微服务系统加上一道“智能门禁”吧!

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