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build

GoGate

Go语言实现的Spring Cloud网关，目标是性能，即使用更少的资源达到更高的QPS。

GoGate使用以高性能著称的FastHttp库收发HTTP请求，且会为每个host单独创建一个HostClient以减少锁竞争。

目前已经实现的功能有:

  • 基于Eureka(或Consul)服务发现的请求路由
  • 基于配置文件的请求路由
  • 请求路由、路由配置热更新
  • 负载均衡
  • 灰度发布(基于Eureka meta信息里的version字段分配流量)
  • 微服务粒度的QPS控制(有基于内存的令牌桶算法限流和Redis + Lua限流两种可选)
  • 微服务粒度的流量统计(暂时实现为记录日志到/tmp目录下)

初步测试了一下性能，结论如下：

相同的硬件环境、Zuul充分预热且关闭Hystrix的前提下，Go版的网关QPS为Zuul的2.3倍，同时内存占用仅为Zuul的十分之一(600M vs 50M)。而且Go基本上第一波请求就能达到最大QPS, zuul要预热几次才会稳定。

如果按消耗相同资源的前提下算的话，go一定要比zuul节省多的多的多的机器。同时，Gogate可以做到秒级启动, SpringBoot要等半天。

什么情况下可以考虑使用非Java语言的网关

  • 系统使用Spring Cloud全家桶
  • 对Zuul 1性能不满意
  • 对Cloud官方已经明确不会整合Zuul 2的行为不爽
  • 认为Spring Cloud Gateway不够成熟(相比Zuul 2.0)
  • 对网关的CPU/内存资源使用非常敏感

那么就可以考虑！

流程

arc

服务路由service-match-pre-filter: 根据URL匹配后端微服务

流量控制rate-limit-pre-filter: 令牌桶算法控制qps

URL重写url-rewrite-pre-filter: 调整向后端服务发请求的URL

转发请求: 负载均衡、按比例分配流量

gogate没有提供默认的Post Filter，可根据需要自己实现相应函数。

构建

go版本>=1.13。

在$GOPATH之外的任意目录下clone项目:

git clone https://github.com/wanghongfei/gogate

安装依赖:

go mod tidy

最后构建:

go build

使用

可以编译main.go直接生成可执行文件，也可以当一个库来使用。

可以在转发请求之前和之后添加自定义Filter来添加自定义逻辑。

详见examples/usage.go

路由配置

路由匹配规则:

  • 当id不为空时，会使用eureka的注册信息查询此服务的地址
  • 当host不为空时, 会优先使用此字段指定的服务地址, 多个地址用逗号分隔
  • 使用Trie Tree进行前缀匹配。

当路由配置文件发生变动时，访问

GET /_mgr/reload

即可应用新配置。

示例配置：

services:
  user-service:
    # eureka中的服务名
    id: user-service
    # 以/user开头的请求, 会被转发到user-service服务中
    prefix: /user
    # 转发时是否去掉请求前缀, 即/user
    strip-prefix: true
    # 灰度配置
    canary:
      -
        # 对应eurekai注册信息中元数据(metadata map)中key=version的值
        meta: "1.0"
        # 流量比重
        weight: 3
      -
        meta: "2.0"
        weight: 4
      -
        # 对应没有metadata的服务
        meta: ""
        weight: 1

  trends-service:
    id: trends-service
    prefix: /trends
    strip-prefix: false
    # 设置qps限制, 每秒最多请求数
    qps: 1

  order-service:
    id: order-service
    prefix: /order
    strip-prefix: false

  img-service:
    # 如果有host, 则不查注册中心直接使用此地址, 多个地址逗号分隔
    host: localhost:4444,localhost:5555
    prefix: /img
    strip-prefix: false

  log:
    console-only: true
    directory: "logs"
    file-pattern: "logs/gogate.log.%Y-%m-%d"
    file-link: "logs/gogate.log"

自定义过滤器

前置fitler和后置filter都可以在任意位置添加自定义过滤器以实现定制化的功能。

  • 前置过滤器

函数签名为:

type PreFilterFunc func(server *Server, ctx *fasthttp.RequestCtx, newRequest *fasthttp.Request) bool

server: gogate server对象的指针

ctx: 请求上下文对象指针

newRequest: 要转发给下游微服务的请求对象的指针，可以对相关参数进行修改，如header, body, method等

返回true时gogate会继续触发下一个过滤器，返回false则表示请求到此为止， 不会执行后续过滤器，也不会转发请求。

  • 后置过滤器

函数签名名:

type PostFilterFunc func(req *fasthttp.Request, resp *fasthttp.Response) bool

req: 已经转发给微服务的请求对象指针

resp: 微服务返回的响应对象指针, 可进行修改

返回true时gogate会继续触发下一个过滤器，返回false则表示请求到此为止， 不会执行后续过滤器，也不会转发请求。

  • 添加过滤器

Server.AppendPreFilter: 在末尾追加前置过滤器

Server.AppendPostFilter: 在末尾追加后置过滤器

Server.InsertPreFilter: 在指定过滤器的后面插入前置过滤器

Server.InsertPostFilter: 在指定过滤器的后面插入后置过滤器

Server.InsertPreFilterAhead: 插入前置过滤器到最头部

Server.InsertPostFilterAhead: 插入后置过滤器到最头部

Eureka配置

eureka.json文件

gogate配置

gogate.yml文件:

version: 1.0

server:
  # 向eureka注册自己时使用的服务名
  appName: gogate
  host: 0.0.0.0
  port: 8080
  # gateway最大连接数
  maxConnection: 1000
  # gateway请求后端服务超时时间, 毫秒
  timeout: 3000

# 如果eureka, consul都没有启动, 则进入静态模式, 不访问注册中心
eureka:
  enable: false
  # eureka配置文件名
  configFile: eureka.json
  # 路由配置文件名
  routeFile: route.yml
  # eureka剔除服务的最大时间限值, 秒
  evictionDuration: 30
  # 心跳间隔, 秒
  heartbeatInterval: 20

consul:
  enable: true
  # agent地址
  address: 127.0.0.1:8500


traffic:
  # 是否开启流量记录功能
  enableTrafficRecord: true
  # 流量日志文件所在目录
  trafficLogDir: /tmp

redis:
  # 是否使用redis做限速器
  enabled: false
  # 目前只支持单实例, 不支持cluster
  addr: 127.0.0.1:6379
  # 限速器lua代码文件
  rateLimiterLua: lua/rate_limiter.lua

限流器

gogate有两个限流器实现, MemoryRateLimiter和RedisRateLimiter，通过gogate.yml配置文件里的redis.enabled控制。前者使用令牌桶算法实现，适用于单实例部署的场景；后者基于 Redis + Lua 实现，适用于多实例部署。但有一个限制是目前Redis只支持连接单个实例，不支持cluster。

流量日志

gogate会记录过去1s内各个微服务的请求数据，包括成功请求数和失败请求数，然后写入/tmp/{service-id}_yyyyMMdd.log文件中:

1527580599228,2,1,user-service
1527580600230,4,1,user-service
1527580601228,1,1,user-service

即毫秒时间戳,成功请求数,失败请求数,服务名。

如果在过去的1s内没有请求, 则不会向日志中写入任何数据。