云平台下面向微服务的高性能API网关设计与实现

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随着互联网的快速发展,微服务架构应用越来越广泛。API网关是微服务系统中流行的组件,客户端的请求调用经过API网关的路由后到达后端服务。API网关可以提高微服务系统的灵活性,减轻运维压力,它将许多公共功能和资源集中起来,减少整个系统的资源占用。API网关作为请求流量的入口,承载了巨大的负载,需要避免成为整个系统的瓶颈,并具备较高的高性能,基于该目标本文设计并实现了一个基于云平台的高性能API网关。本API网关使用非阻塞I/O和反应式编程思想,实现了反应式REST服务器用于接受请求,实现了反应式REST客户端用于发送服务调用请求,这两个组件可以使用极少的线程处理大量的请求调用,是单个API网关实例高性能的基础。除了提供API网关的请求路由、鉴权认证、缓存、负载均衡等基础功能,本API网关还提供了许多能大大增加网关和整个微服务系统性能的功能,例如请求聚合、调用合并、熔断保护等功能。本文基于现有实验室私有云平台,将API网关融入云平台,使API网关集群化,使用Nginx反向代理作为系统唯一入口,以集群方式应对大流量负载。实现了API网关实例自动伸缩和自动更新Nginx upstream,使得系统能够从容应对流量负载的变化,进一步节省人力和系统资源,提升API网关系统的性能。利用云平台使API网关能够不停机更新配置和不停机版本升级,大大增加API网关系统的可靠性。经过功能测试和性能测试,本API网关符合设计目标和需求,相比较现有开源API网关性能有明显提升。
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