Apache shenyu，Java 微服务网关的首选

微服务网关的产生背景

当我们系统复杂度越来越高，团队协作效率越来越低时，我们通常会想到通过"拆分"来应对，这是典型的"化繁为简，分而治之"的思想。在落地过程中，我们通常会引入"SOA"或者"微服务"架构手段，如下图所示：

技术更新日新月异，站在当下去看，“微服务”、“API网关”、“云原生”、“service mesh”…这些早已不是什么新鲜概念。但只有完整经历过架构演进，才能倒出其中缘由，因为架构演进并非一蹴而就的。

时光回到2014年，很多公司在忙着对遗留系统做"前后端分离"和"服务化拆分"，不管是追潮流，还是真解决问题，反正很多公司都在这么干。架构大概是这个样子的：

简单描述一下，这里的Web Server通常是我们熟悉的Nginx，它承担了2个职责。第一，作为反向代理和七层负载均衡器，负责将浏览器或者APP端的请求转发到指定的后端服务中。第二，它也作为前端静态站的Web容器。
这个架构有很多问题，典型的问题如下：

1. 端上直接请求后端服务，强耦合，如果后端服务做字段修改了很可能会影响到端上
2. 客户端需要多次请求服务，完成一个页面的渲染
3. 很多通用的逻辑没有收敛，比如：用户身份验证，所以你可能在服务上面看到各种Filter、切面
4. …

为了解决上面这些问题，所以很多公司又引入了一个中间层。这也再次印证了那句话–在计算机系统的世界里，没有问题是不能通过引入"第三者"解决的。架构如下：

这一层中间层，用现在流行的叫法叫做"BFF"。有些公司可能会是前端同学通过Node.js来实现，也有些是后端同学来实现的。当然，由于我主导的很多系统都经历过单体（前后端不分离）、前后端分离、网站应用垂直拆分、无线化、开放平台、SOA服务化（服务下沉）等演进历程。在SOA改造的过程中，本质上我们是通过服务下沉的方式，把一些共享的能力做接口抽象和复用，自然也有保留一套或者多套比较薄的Web应用做中间层，去接收前端和APP端的请求，做一些字段裁剪、接口响应内容的拼接等等。所以，我并没有踩过上面的坑。因为每一步演进都是为了解决真问题，所以也很自然。那个时候我没有关注什么"微服务"、"BFF"之类的概念，只不过解法和套路都是类似的。

但是呢。因为团队越来越大，业务越来越多，这种"中间层"应用也越来越多，大概成了这个样子：

在这些中间层应用里面，同样还是存在一些重复的逻辑没有收敛，典型的如下：

1. 请求身份验证，鉴权等
2. 切面的日志打印，QPS和耗时统计等
3. 请求的限流、熔断等

既然要解决这些问题，把一些非业务属性且公共的逻辑剥离出来，那很自然的会想到"在BFF的前面再加一层"。这也就是我们今天要介绍的"API网关"，或者叫"微服务网关"。

当然，这个图里面省去了最前面的DNS/CDN/GSLB，LVS/HAProxy/Nginx等网络接入和负载均衡等细节。
简单总结一下网关的职责：

• 请求流量的路由转发、负载均衡
• 安全验证（身份认证、请求鉴权等）
• 限流、熔断
• 日志、指标度量等
• 协议适配
• 请求缓存
• …

微服务网关的生态

Java社区的微服务网关

在很长的一段时间里，Java社区的微服务网关主要由Spring Cloud生态来提供，所以选择也不多。

这两者，可以满足一般中小型公司的业务场景和需求，但是他们存在一些共同的问题：

1. 缺少动态配置和动态更新能力，需要整合配置中心做二次开发
2. 缺少可视化的操作和维护界面。无论是从体验还是从效率的角度来看，可视化都非常重要
3. 缺少限流、降级，日志、监控等完整的方案，需要各种整合和二次开发
4. 缺少协议转换的能力，后端服务如果是直接通过RPC协议暴露的则无法被前端访问
5. …

Nginx/OpenResty体系的网关

Nginx算是网关吗？回答这个问题之前我们先仔细想想，Nginx的职责和功能和我们上面说的网关好像是有一些重叠的。例如：请求转发、负载均衡、限流（借助模块）、安全认证等等。基于Nginx/Openresty生态衍生出来的，比较具有代表意义的主要有老牌的Kong，以及近两年比较火的APISIX这两款。详细对比如下：

从广义上来讲，Nginx/Openresty也是网关，这个并没有权威的定义。通常，我们可以把网关又细分为：
流量网关，顾名思义就是控制流量进入集群的网关。
业务网关，更加贴合业务服务的，也就是我们说的微服务网关。
当然，这两者并没有绝对的界限。所以，通常我们在实际应用场景中都是搭配使用的。

云原生网关

进入云原生时代之后，Kubernetes已经成为了云原生应用底座的事实标准。而我们要想应用暴露给外部访问，首先绕不开的就是Ingress 控制器。
上面这张图比较老，大概是2021年前后的。Ingress和云原生API GATEWAY这个市场的玩家特别多，还包括Service Mesh数据面事实标准Envoy推出的Envoy Gateway**，**最近比较火的阿里云基于Envoy改造的Higress，以及淘系基于Tengine改造的Tengine-Ingress等等。

为什么推荐你直接使用Apache shenyu

Apache shenyu的特性包含：

• 请求代理：支持Apache Dubbo，Spring Cloud，gRPC，Motan，SOFA，TARS，WebSocket，MQTT等协议的转换
• 安全性：签名，OAuth 2.0，JWT插件，WAF插件
• API治理：请求、响应、参数映射、限流熔断、流量灰度、接口文档
• 可观测性：跟踪、指标、日志记录插件
• 仪表板：动态流量控制，可视化操作
• 高性能：基于Netty，纯异步非阻塞模式
• 高扩展：插件机制，热插拔，SPI按需动态加载
• 热更新：数据实时同步，无需重启集群
• 集群：NGINX、Docker、Kubernetes
• 语言：提供.NET，Python，Go，Java客户端用于API注册
• 开箱即用：功能丰富稳定，开箱即用，简单添加引用就能接入，几乎没有业务侵入性和接入成本
• 生态友好：目前已集成常见的中间件，包括服务框架、限流熔断、服务发现、配置中心等。目前也在积极拥抱云原生
• 社区活跃：Apache顶级项目，目前社区有来自全球贡献者超过300名，github star超过8K，据观察几乎每天都有代码提交更新和PR合并动作。社区活跃程度**是选择开源软件的首要考虑项 **

更多信息，请参考Apache shenyu网站和github主页：
https://github.com/apache/shenyu** ，**https://shenyu.apache.org/zh/docs/index

如果你们公司系统是Java体系的，对功能、性能、扩展性等方面又比较有追求，但又没有自研能力和时间，那我推荐你直接使用Apache shenyu 来做微服务网关，几乎满足绝大部分公司对网关的诉求。

为什么我不推荐你单独使用云原生网关？

这些云原生网关确实都很优秀，有很多吸引人的特性，甚至时不时有"取代传统微服务网关"的声音。但是，优秀的未必就适合你，简单总结有如下原因：

1. 云原生已经普及了好几年，大部分公司的应用系统也都逐渐跑在了Kubernetes之上。但是，大部分公司的应用还是基于Dubbo/Spring Cloud + ZK/Nacos/Consul这种传统的微服务架构，并非天生就是基于Kubernetes的Service体系构建的，也不是直接基于Service Mesh体系来构建的。所以，云原生网关目前对你来说还是属于那种看起来或者听起来很美好，独立使用又发挥不出它的全部价值来。
2. 这些网关普遍对Java开发人员并不友好。比如，Nginx和Openresty体系，很多时候借助Nginx模块（C代码）和Lua脚本来实现扩展的，这对使用者来说是有一定门槛的。Envoy体系是基于C++来实现的。当然，为了解决这些痛点问题，最新的这些云原生网关厂商也在积极拥抱WASM生态，试图降低开发者扩展的门槛，不过WASM目前对Java的支持并不友好。所以，无论是想开发插件扩展，还是想进行深度的二次开发定制，门槛都不低，这也会让你十分难受。
3. 太新的技术，生态可能还不够完善，各方面成熟度还有待验证，不推荐轻易在生产直接使用
4. 取代微服务网关，这有点言之过早。目前我更推荐搭配使用，各司其职。10多年前Nginx流行的时候很多人绝对LVS要完了，但到现在IPVS也还在内核中。Spring Cloud刚开源的时候业内很多人也在唱衰Dubbo，Service Mesh出现的时候也被认为是颠覆性的二代微服务架构。

总结

本文先从微服务网关的诞生背景出发，带读者重新温习了一下近些年互联网公司中普遍的架构演进的过程。然后重点介绍了传统的微服务网关，传统的流量网关，以及面向云原生的Ingress控制器和API网关。
最后，重点介绍了一下Apache shenyu的特性，以及为什么我不推荐你单独使用那些云原生网关。当然，水平有限，也纯属一家之言，也欢迎读者在留言区交流和留言讨论。