Apache APISIX API网关响应缓存实战指南

Apache APISIX API网关响应缓存实战指南

apisix Apisix是一个基于Nginx的API网关，主要用于微服务架构中的API管理和服务发现。它的特点是高性能、轻量级、易于配置等。适用于API管理和负载均衡场景。 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/api/apisix

前言

在现代微服务架构中，API网关作为流量入口，其性能直接影响整体系统的响应速度。Apache APISIX作为高性能API网关，提供了强大的代理缓存功能，能够显著提升API响应效率。本文将深入探讨如何利用APISIX的proxy-cache插件实现API响应缓存。

为什么需要API缓存

当API面临以下场景时，引入缓存机制将带来显著收益：

1. 高延迟问题：某些API请求存在明显延迟，影响用户体验
2. 数据库压力：频繁查询数据库导致响应时间延长
3. 高并发挑战：API吞吐量威胁系统可用性
4. 网络不稳定：上游服务网络波动导致响应不稳定

缓存机制概述

在Web应用中，缓存可以发生在多个层级：

1. 边缘缓存/CDN：靠近用户的边缘节点缓存
2. 数据库缓存：查询结果缓存
3. 服务端缓存：API响应缓存
4. 浏览器缓存：客户端本地缓存

API网关实现的反向代理缓存是另一种重要机制，它能减少对上游服务的直接调用，显著降低API延迟。

APISIX代理缓存详解

Apache APISIX通过proxy-cache插件提供强大的API缓存功能：

核心特性

1. 磁盘基础缓存：支持将缓存数据持久化到磁盘
2. 灵活过滤机制：可通过响应码、请求方法等条件过滤缓存内容
3. 精细控制：支持设置缓存过期时间、内存容量等参数
4. 组合使用：可与其他插件协同工作

典型应用场景

1. 数据更新频率低的只读API
2. 高并发查询接口
3. 计算成本高的复杂查询
4. 对实时性要求不高的数据接口

实战配置指南

1. 启用插件

首先需要在APISIX配置文件中启用proxy-cache插件：

plugins:
  - http-logger
  - ip-restriction
  ...
  - proxy-cache

2. 缓存区配置

可选的缓存区配置示例：

proxy_cache:
  cache_ttl: 10s # 默认缓存时间
  zones:
    - name: disk_cache_one # 缓存区名称
      memory_size: 50m # 共享内存大小
      disk_size: 1G # 磁盘缓存大小
      disk_path: "/tmp/disk_cache_one" # 缓存路径
      cache_levels: "1:2" # 缓存层级

3. 动态加载插件

无需重启APISIX，通过Admin API动态加载：

curl http://127.0.0.1:9180/apisix/admin/plugins/reload \
  -H "X-API-KEY: $admin_key" -X PUT

4. 创建上游服务

配置指向实际API服务：

curl "http://127.0.0.1:9180/apisix/admin/upstreams/1" \
  -H "X-API-KEY: edd1c9f034335f136f87ad84b625c8f1" -X PUT -d '
{
  "type": "roundrobin",
  "nodes": {
    "productapi:80": 1
  }
}'

5. 配置缓存路由

关键配置项说明：

{
  "plugins": {
    "proxy-cache": {
      "cache_key": ["$uri", "-cache-id"], // 缓存键生成规则
      "cache_bypass": ["$arg_bypass"],   // 绕过缓存条件
      "cache_method": ["GET"],           // 缓存请求方法
      "cache_http_status": [200],        // 缓存响应状态码
      "hide_cache_headers": true,        // 隐藏缓存头
      "no_cache": ["$arg_test"]          // 不缓存条件
    }
  }
}

缓存效果验证

首次请求（缓存未命中）

curl http://localhost:9080/api/products -i

响应头中包含：

Apisix-Cache-Status: MISS

后续请求（缓存命中）

Apisix-Cache-Status: HIT

缓存过期后

Apisix-Cache-Status: EXPIRED

性能对比测试

在API服务中模拟延迟：

[HttpGet]
public IActionResult GetAll()
{
    Thread.Sleep(5000); // 5秒延迟
    return Ok(_productsService.GetAll());
}

测试响应时间：

curl -i 'http://localhost:9080/api/products' \
  -s -o /dev/null -w "Response time: %{time_starttransfer} seconds\n"

缓存命中后响应时间将从5秒降至毫秒级。

最佳实践建议

1. 合理设置TTL：根据业务特点设置合适的缓存时间
2. 选择性缓存：只缓存适合缓存的请求（如GET请求）
3. 缓存键设计：确保缓存键能准确区分不同请求
4. 监控缓存命中率：通过Apisix-Cache-Status监控缓存效果
5. 结合业务场景：对实时性要求高的数据谨慎使用缓存

总结

Apache APISIX的proxy-cache插件为API响应缓存提供了简单而强大的解决方案。通过合理配置，可以显著提升API性能，减轻上游服务压力。在实际应用中，建议根据具体业务需求调整缓存策略，并持续监控缓存效果。

对于更复杂的缓存需求，APISIX还支持与其他插件如限流、认证等组合使用，构建更加健壮的API网关架构。

apisix Apisix是一个基于Nginx的API网关，主要用于微服务架构中的API管理和服务发现。它的特点是高性能、轻量级、易于配置等。适用于API管理和负载均衡场景。 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/api/apisix