Higress 基于自定义插件访问 Redis

简介

基于 wasm 机制，Higress 提供了优秀的可扩展性，用户可以基于 Go/C++/Rust 编写 wasm 插件，自定义请求处理逻辑，满足用户的个性化需求，目前插件已经支持 redis 调用，使得用户能够编写有状态的插件，进一步提高了 Higress 的扩展能力。

文档在插件中调用 Redis[1]中提供了完整的网关通过插件调用 Redis 的例子，包括阿里云 Redis 实例创建与配置、插件代码编写、插件上传与配置、测试样例等流程。接下来本文重点介绍几个基于 Redis 的插件。

多网关全局限流

网关已经提供了 sentinal 限流[2]，能够有效保护后端业务应用。通过 redis 插件限流，用户可以实现多网关的全局限额管理。

以下为插件代码示例，在请求头阶段检查当前时间内请求次数，如果超出配额，则直接返回 429 响应。

func onHttpRequestHeaders(ctx wrapper.HttpContext, config RedisCallConfig, log wrapper.Log) types.Action {
    now := time.Now()
    minuteAligned := now.Truncate(time.Minute)
    timeStamp := strconv.FormatInt(minuteAligned.Unix(), 10)
    // 如果 redis api 返回的 err != nil，一般是由于网关找不到 redis 后端服务，请检查是否误删除了 redis 后端服务
    err := config.client.Incr(timeStamp, func(response resp.Value) {
        if response.Error() != nil {
            log.Errorf("call redis error: %v", response.Error())
            proxywasm.ResumeHttpRequest()
        } else {
            ctx.SetContext("timeStamp", timeStamp)
            ctx.SetContext("callTimeLeft", strconv.Itoa(config.qpm-response.Integer()))
            if response.Integer() == 1 {
                err := config.client.Expire(timeStamp, 60, func(response resp.Value) {
                    if response.Error() != nil {
                        log.Errorf("call redis error: %v", response.Error())
                    }
                    proxywasm.ResumeHttpRequest()
                })
                if err != nil {
                    log.Errorf("Error occured while calling redis, it seems cannot find the redis cluster.")
                    proxywasm.ResumeHttpRequest()
                }
            } else {
                if response.Integer() > config.qpm {
                    proxywasm.SendHttpResponse(429, [][2]string{{"timeStamp", timeStamp}, {"callTimeLeft", "0"}}, []byte("Too many requests\n"), -1)
                } else {
                    proxywasm.ResumeHttpRequest()
                }
            }
        }
    })
    if err != nil {
        // 由于调用redis失败，放行请求，记录日志
        log.Errorf("Error occured while calling redis, it seems cannot find the redis cluster.")
        return types.ActionContinue
    } else {
        // 请求hold住，等待redis调用完成
        return types.ActionPause
    }
}

插件配置如下：

测试结果如下：

结合通义千问实现 token 限流

对于提供 AI 应用服务的开发者来说，用户的 token 配额管理是一个非常关键的功能，以下例子展示了如何通过网关插件实现对通义千问后端服务的 token 限流功能。

首先需要申请通义千问的 API 访问，可参考此链接[3]。之后在 MSE 网关配置相应服务以及路由，如下所示：

编写插件代码，插件中，在响应 body 阶段去写入该请求使用的 token 额度，在处理请求头阶段去读 redis 检查当前剩余 token 额度，如果已经没有 token 额度，则直接返回响应，中止请求。

func onHttpRequestBody(ctx wrapper.HttpContext, config TokenLimiterConfig, body []byte, log wrapper.Log) types.Action {
  now := time.Now()
  minuteAligned := now.Truncate(time.Minute)
  timeStamp := strconv.FormatInt(minuteAligned.Unix(), 10)
  config.client.Get(timeStamp, func(response resp.Value) {
    if response.Error() != nil {
      defer proxywasm.ResumeHttpRequest()
      log.Errorf("Error occured while calling redis")
    } else {
      tokenUsed := response.Integer()
      if config.tpm < tokenUsed {
        proxywasm.SendHttpResponse(429, [][2]string{{"timeStamp", timeStamp}, {"TokenLeft", fmt.Sprint(config.tpm - tokenUsed)}}, []byte("No token left\n"), -1)
      } else {
        proxywasm.ResumeHttpRequest()
      }
    }
  })

  return types.ActionPause
}

func onHttpResponseBody(ctx wrapper.HttpContext, config TokenLimiterConfig, body []byte, log wrapper.Log) types.Action {
  now := time.Now()
  minuteAligned := now.Truncate(time.Minute)
  timeStamp := strconv.FormatInt(minuteAligned.Unix(), 10)
  tokens := int(gjson.ParseBytes(body).Get("usage").Get("total_tokens").Int())
  config.client.IncrBy(timeStamp, tokens, func(response resp.Value) {
    if response.Error() != nil {
      defer proxywasm.ResumeHttpResponse()
      log.Errorf("Error occured while calling redis")
    } else {
      if response.Integer() == tokens {
        config.client.Expire(timeStamp, 60, func(response resp.Value) {
          defer proxywasm.ResumeHttpResponse()
          if response.Error() != nil {
            log.Errorf("Error occured while calling redis")
          }
        })
      }
    }
  })
  return types.ActionPause
}

测试结果如下：

基于 cookie 的缓存、容灾以及会话管理

除了以上两个限流的例子，基于 Redis 可以实现更多的插件对网关进行扩展。例如基于 cookie 来做缓存、容灾以及会话管理等功能。

缓存&容灾：基于用户 cookie 信息缓存请求应答，一方面能够减轻后端服务压力，另一方面，当后端服务不可用时，能够实现容灾效果。
会话管理：使用 Redis 存储用户的认证鉴权信息，当请求到来时，先访问 redis 查看当前用户是否被授权访问，如果未被授权再去访问认证鉴权服务，可以减轻认证鉴权服务的压力。

func onHttpRequestHeaders(ctx wrapper.HttpContext, config HelloWorldConfig, log wrapper.Log) types.Action {
  cookieHeader, err := proxywasm.GetHttpRequestHeader("cookie")
  if err != nil {
    proxywasm.LogErrorf("error getting cookie header: %v", err)
    // 实现自己的业务逻辑
  }
    // 根据自己需要对cookie进行处理
  cookie := CookieHandler(cookieHeader)
  config.client.Get(cookie, func(response resp.Value) {
    if response.Error() != nil {
      log.Errorf("Error occured while calling redis")
      proxywasm.ResumeHttpRequest()
    } else {
      // 实现自己的业务逻辑
      proxywasm.ResumeHttpRequest()
    }
  })
  return types.ActionPause
}

总结

Higress 通过支持 redis 调用，大大增强了插件的能力，使插件功能具有更广阔的想象空间，更加能够适应开发者多样的个性化需求，如果大家有更多关于 Higress 的想法与建议，欢迎与我们联系！