负载均衡

当网关后面挂接同一应用的多个副本时，每次用户的请求都会通过网关的负载均衡算法，路由到对应的服务上面。例如：随机算法，权重算法，Hash 算法等等。

如果上游服务采取微服务的架构，也可以和注册中心合作实现动态的负载均衡。

当微服务动态挂载（动态扩容）的时候，可以通过服务注册中心获取微服务的注册信息，从而实现负载均衡。

路由选择

网关可以根据请求的 URL 地址解析，知道需要访问的服务。再通过路由表把请求路由到目标服务上去。

有时候因为网络原因，服务可能会暂时的不可用，这个时候我们希望可以再次对服务进行重试。

流量控制

限流是 API 网关常用的功能之一，当上游服务超出请求承载范围，或者服务因为某种原因无法正常使用，都会导致服务处理能力下滑。

这个时候，API 网关作为“看门人”，就可以限制流入的请求，让应用服务器免受冲击。

限流实际上就是限制流入请求的数量，其算法不少，有令牌桶算法，漏桶算法，连接数限制等等。这里我们就介绍三个常用的，一般通过 Nginx+Lua 来实现。

统一鉴权

访问应用服务器的请求都需要拥有一定权限，如果说每访问一个服务都需要验证一次权限，这个对效率是很大的影响。可以把权限认证放到 API 网关来进行。

目前比较常见的做法是，用户通过登录服务获取 Token，把它存放到客户端，在每次请求的时候把这个 Token 放入请求头，一起发送给服务器。

API 网关要做的事情就是解析这个 Token，知道访问者是谁（鉴定），他能做什么/访问什么（权限）。

说白了就是看访问者能够访问哪些 URL，这里根据权限/角色定义一个访问列表。

如果要实现多个系统的 OSS（Single Sign On 单点登录），API 网关需要和 CAS（Central Authentication Service 中心鉴权服务）做连接，来确定请求者的身份和权限。

熔断降级

当应用服务出现异常，不能继续提供服务的时候，也就是说应用服务不可用了。作为 API 网关需要做出处理，把请求导入到其他服务上。

或者对服务进行降级处理，例如：用兜底的服务数据返回客户端，或者提示服务暂时不可用。

同时通过服务注册中心，监听存在问题的服务，一旦服务恢复，随即恢复路由请求到该服务。

发布测试

灰度发布（金丝雀发布）

假设将 4 个服务从 V1 更新到 V2 版本，这 4 个服务的流量请求由 1 个 API 网关管理。

那么先将一台服务与 API 网关断开，部署 V2 版本的服务，然后 API 网关再将流量导入到 V2 版本的服务上。

这里流量的导入可以是逐步进行的，一旦 V2 版本的服务趋于稳定。再如法炮制，将其他服务替换成 V2 版本。

金丝雀发布一般先发 1 台，或者一个小比例，例如 2% 的服务器，主要做流量验证用，也称为金丝雀（Canary）测试（灰度测试）。

其来历是，旷工下矿洞前，先放一只金丝雀探查是否有毒气，金丝雀发布由此得名。

金丝雀测试需要完善的监控设施配合，通过监控指标反馈，观察金丝雀的健康状况，作为后续发布或回滚的依据。

如果金丝测试通过，则把剩余的 V1 版本全部升级为 V2 版本。如果金丝雀测试失败，则直接回退金丝雀，发布失败。

蓝绿发布

蓝绿部署中，一共有两套系统：一套是正在提供服务系统（也就是上面说的旧版），标记为“绿色”；另一套是准备发布的系统，标记为“蓝色”。两套系统都是功能完善的，并且正在运行的系统，只是系统版本和对外服务情况不同。正在对外提供服务的老系统是绿色系统，新部署的系统是蓝色系统。

蓝色系统不对外提供服务，用来做发布前测试，测试过程中发现任何问题，可以直接在蓝色系统上修改，不干扰用户正在使用的系统。

蓝色系统经过反复的测试、修改、验证，确定达到上线标准之后，直接将用户切换到蓝色系统，切换后的一段时间内，依旧是蓝绿两套系统并存，但是用户访问的已经是蓝色系统。这段时间内观察蓝色系统（新系统）工作状态，如果出现问题，直接切换回绿色系统。

当确信对外提供服务的蓝色系统工作正常，不对外提供服务的绿色系统已经不再需要的时候，蓝色系统正式成为对外提供服务系统，成为新的绿色系统。原先的绿色系统可以销毁，将资源释放出来

蓝绿发布特点

蓝绿部署的目的是减少发布时的中断时间、能够快速撤回发布。
两套系统没有耦合的时候才能百分百保证不干扰

滚动发布

一般是取出一个或者多个服务器停止服务，执行更新，并重新将其投入使用。周而复始，直到集群中所有的实例都更新成新版本。

发布流程：
相对于蓝绿发布需要一套完备的机器不同，滚动发布只需要一台机器（这儿这是为了理解，实际可能是多台），我们只需要将部分功能部署在这台机器上，然后去替换正在运行的机器，如上图，将更新后的功能部署在Server1上，然后Server1去替换正在运行的Server，替换下来的物理机又可以继续部署Server2的新版本，然后去替换正在工作的Server2，以此类推，直到替换完所有的服务器，至此，服务更新完成。

滚动发布特点

这种部署方式相对于蓝绿部署，更加节约资源——它不需要运行两个集群、两倍的实例数。我们可以部分部署，例如每次只取出集群的20%进行升级。
回滚困难

缓存数据

我们可以在 API 网关缓存一些修改频率不高的数据。例如：用户信息，配置信息，通过服务定期刷新这个缓存就行了：

用户请求先访问 API 网关，如果发现有缓存信息，直接返回给用户。
如果没有发现缓存信息，回源到应用服务器获取信息。
另外，有一个缓存更新服务，定期把应用服务器中的信息更新到网关本地缓存中。

日志记录

通过 API 网关上的过滤器我们可以加入日志服务，记录请求和返回信息。同时可以建立一个管理员的界面去监控这些数据。

日志记录了以后，可以做很多功能扩展。我们整理了以下几点供大家参考：

报表分析：针对服务访问情况，提供可视化展示。
实时查询：了解实时关键信息，例如：吞吐量，并发数。在秒杀活动的时候，会特别关注。
异常告警：针对关键参数进行监控，对于统计结果支持阈值报警，对接阿里云通知中心、短信、钉钉进行告警。
日志投递：将日志进行归档，存放到文件库或者数据仓库中，以便后期分析。

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