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微服务面试题：服务网关和链路追踪
1. 服务网关
1.1 什么是 API 网关？
API 网关（API Gateway）是一种中间层服务器，用于集中管理、保护和路由对后端服务的访问。它充当了客户端与后端服务之间的入口点，提供了一组统一的接口来管理和控制 API 的访问。
API 网关的主要功能包括：
- 路由转发：API 网关根据请求的 URL 路径或其他标识，将请求路由到相应的后端服务。通过配置路由规则，可以灵活地将请求分发给不同的后端服务。
- 负载均衡：API 网关可以在后端服务之间实现负载均衡，将请求平均分发到多个实例上，提高系统的吞吐量和可扩展性。
- 安全认证与授权：API 网关可以集中处理身份验证和授权，确保只有经过身份验证的客户端才能访问后端服务。它可以与身份提供者（如 OAuth、OpenID Connect）集成，进行用户认证和授权操作。
- 缓存：API 网关可以缓存后端服务的响应，减少对后端服务的请求次数，提高系统性能和响应速度。
- 监控与日志：API 网关可以收集和记录请求的指标和日志，提供实时监控和分析，帮助开发人员和运维人员进行故障排查和性能优化。
- 数据转换与协议转换：API 网关可以在客户端和后端服务之间进行数据格式转换和协议转换，如将请求从 HTTP 转换为 WebSocket，或将请求的参数进行格式转换，以满足后端服务的需求。
- API 版本管理：API 网关可以管理不同版本的 API，允许同时存在多个 API 版本，并通过路由规则将请求正确地路由到相应的 API 版本上。
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通过使用 API 网关，可以简化前端与后端服务的交互，提供统一的接口和安全性保障，同时也方便了服务治理和监控。它是构建微服务架构和实现 API 管理的重要组件之一。
1.2 SpringCloud 可以选择哪些 API 网关？
使用 SpringCloud 开发，可以采用以下的 API 网关选型：
- Netflix Zuul（已停止更新）：Netflix Zuul 是 Spring Cloud 早期版本中提供的默认 API 网关。它基于 Servlet 技术栈，可以进行路由、过滤、负载均衡等功能。然而，自 2020 年 12 月起，Netflix 宣布停止对 Zuul 1 的维护，转而支持新的 API 网关项目。
- Spring Cloud Gateway：Spring Cloud Gateway 是 Spring Cloud 官方推荐的 API 网关，取代了 Netflix Zuul。它基于非阻塞的 WebFlux 框架，充分利用了响应式编程的优势，并提供了路由、过滤、断路器、限流等特性。Spring Cloud Gateway 还支持与 Spring Cloud 的其他组件集成，如服务发现、负载均衡等。
- Kong：Kong 是一个独立的、云原生的 API 网关和服务管理平台，可以与 Spring Cloud 集成。Kong 基于 Nginx，提供了强大的路由、认证、授权、监控和扩展能力。它支持多种插件和扩展，可满足不同的 API 管理需求。
- APISIX：APISIX 基于 Nginx 和 Lua 开发，它具有强大的路由、流量控制、插件扩展等功能。APISIX 支持灵活的配置方式，可以根据需求进行动态路由、负载均衡和限流等操作。
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1.3 Spring Cloud Gateway 核心概念？
在 Spring Cloud Gateway 里，有三个关键组件：
- Route（路由）：路由是 Spring Cloud Gateway 的基本构建块，它定义了请求的匹配规则和转发目标。通过配置路由，可以将请求映射到后端的服务实例或 URL 上。路由规则可以根据请求的路径、方法、请求头等条件进行匹配，并指定转发的目标 URI。
- Predicate（断言）：断言用于匹配请求的条件，如果请求满足断言的条件，则会应用所配置的过滤器。Spring Cloud Gateway 提供了多种内置的断言，如 Path（路径匹配）、Method（请求方法匹配）、Header（请求头匹配）等，同时也支持自定义断言。
- Filter（过滤器）：过滤器用于对请求进行处理和转换，可以修改请求、响应以及执行其他自定义逻辑。Spring Cloud Gateway 提供了多个内置的过滤器，如请求转发、请求重试、请求限流等。同时也支持自定义过滤器，可以根据需求编写自己的过滤器逻辑。
我们再来看下 Spring Cloud Gateway 的具体工作流程：
又有两个比较重要的概念：
- Gateway Handler（网关处理器）：网关处理器是 Spring Cloud Gateway 的核心组件，负责将请求转发到匹配的路由上。它根据路由配置和断言条件进行路由匹配，选择合适的路由进行请求转发。网关处理器还会依次应用配置的过滤器链，对请求进行处理和转换。
- Gateway Filter Chain（网关过滤器链）：网关过滤器链由一系列过滤器组成，按照配置的顺序依次执行。每个过滤器可以在请求前、请求后或请求发生错误时进行处理。过滤器链的执行过程可以修改请求、响应以及执行其他自定义逻辑。
2. 链路追踪
2.1 为什么要用微服务链路追踪？
在微服务中，有的山下游可能有十几个服务，如果某一环出了问题，排查起来非常困难，所以，就需要进行链路追踪，来帮助排查问题。
通过链路追踪，可以可视化地追踪请求从一个微服务到另一个微服务的调用情况。除了排查问题，链路追踪黑还可以帮助优化性能，可视化依赖关系、服务监控和告警。
2.2 SpringCloud 可以选择哪些微服务链路追踪方案？
Spring Cloud 提供了多种选择的微服务链路追踪方案。以下是一些常用的方案：
- Zipkin：Zipkin 是一个开源的分布式实时追踪系统，由 Twitter 开发并贡献给开源社区。Spring Cloud Sleuth 提供了与 Zipkin 的集成，可以通过在微服务中添加相应的依赖和配置，将追踪信息发送到 Zipkin 服务器，并通过 Zipkin UI 进行可视化展示和查询。
- Jaeger：Jaeger 是 Uber 开源的分布式追踪系统，也被纳入了 CNCF（云原生计算基金会）的维护。通过使用 Spring Cloud Sleuth 和 Jaeger 客户端库，可以将追踪信息发送到 Jaeger 并进行可视化展示和查询。
- SkyWalking：Apache SkyWalking 是一款开源的应用性能监控与分析系统，提供了对 Java、.NET 和 Node.js 等语言的支持。它可以与 Spring Cloud Sleuth 集成，将追踪数据发送到 SkyWalking 服务器进行可视化展示和分析。
- Pinpoint：Pinpoint 是 Naver 开源的分布式应用性能监控系统，支持 Java 和 .NET。它提供了与 Spring Cloud Sleuth 的集成，可以将追踪数据发送到 Pinpoint 服务器，并通过其 UI 进行分析和监控。
这些方案都可以与 Spring Cloud Sleuth 进行集成，Spring Cloud Sleuth 是 Spring Cloud 中的一个组件，提供了在微服务调用时生成追踪信息的能力。