使用HAProxy构建API网关：路由与限流实战

概述

本文将介绍如何使用HAProxy作为API网关，实现请求路由和限流功能。HAProxy作为高性能的负载均衡器，通过合理配置可以轻松转型为功能强大的API网关。

HAProxy作为API网关

API网关是客户端与后端服务群之间的中间层，本质上是一个反向代理。它负责将API调用路由到对应服务，同时承担安全防护、流量监控、负载均衡等核心职责。

HAProxy 是一款开源的软件负载均衡器和应用交付控制器，以其高性能和稳定性在业界广泛应用。接下来我们将通过配置让HAProxy扮演API网关的角色。

使用HAProxy进行HTTP API路由

API网关的核心功能之一是根据请求特征（路径、域名、数据格式等）将HTTP请求路由到目标服务器。

基本配置

HAProxy的基础配置是作为负载均衡器。以下配置定义了前端（frontend）和后端（backend）：

frontend haproxy_as_api_gateway
    bind 127.0.0.1:80
    default_backend load_balancing
backend load_balancer
    server server1 127.0.0.1:8080
    server server2 127.0.0.1:8081

配置说明：

定义了两个后端服务器用于负载均衡
客户端访问 127.0.0.1:80 时，HAProxy会将请求路由到后端服务器
后端服务器分别监听 127.0.0.1:8080 和 127.0.0.1:8081

后续我们将基于此配置扩展API网关功能。

按路径分离请求

在微服务架构中，API网关需要根据请求路径将调用路由到对应服务。

假设我们的在线商店有两个接口：

订单接口：127.0.0.1:80/order
发票接口：127.0.0.1:80/invoicing

对应部署了两个微服务：

订单服务：127.0.0.1:8080
发票服务：127.0.0.1:8081

配置如下：

frontend haproxy_as_api_gateway
    bind 127.0.0.1:80
    acl PATH_order path_beg -i /order
    acl PATH_invoicing path_beg -i /invoicing
    use_backend order_service if PATH_order
    use_backend invoicing_service if PATH_invoicing
backend order_service
    server server1 127.0.0.1:8080
backend invoicing_service    
    server server1 127.0.0.1:8081

关键点：

acl 定义访问控制列表（ACL），匹配请求路径
use_backend 根据路径条件选择后端服务
/order 路径请求路由到订单服务，/invoicing 路径请求路由到发票服务

当订单服务负载过高时，可添加新服务器实现负载均衡：

backend order_service
    server server1 127.0.0.1:8080
    server server2 127.0.0.1:8090

这样既实现了服务路由，又完成了负载均衡，简单粗暴但有效。

按域名分离请求

实际生产中常需根据域名隔离API访问权限。继续在线商店案例：

消费者网站：127.0.0.1
运营门户：127.0.0.2

需求：

消费者只能访问订单接口
运营团队只能访问发票接口

配置实现：

frontend haproxy_as_api_gateway
    bind :80
    acl consumerapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.1
    acl operationapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.2
    acl PATH_order path_beg -i /order
    acl PATH_invoicing path_beg -i /invoicing
    use_backend order_service if consumerapi_host PATH_order
    use_backend invoicing_service if operationapi_host PATH_invoicing
backend order_service
    server server1 127.0.0.1:8080
    server server2 127.0.0.1:8090
backend invoicing_service    
    server server1 127.0.0.1:8081

路由规则：

仅当请求来自 127.0.0.1 且路径为 /order 时，路由到订单服务
仅当请求来自 127.0.0.2 且路径为 /invoicing 时，路由到发票服务
其他组合将被拒绝（如消费者访问发票接口）

按数据格式分离请求

有时需要根据请求数据格式（如JSON/XML）路由到不同服务端点。扩展订单服务场景：

frontend haproxy_as_api_gateway
    bind :80
    acl consumerapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.1
    acl operationapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.2
    acl api_json req.hdr(Content-Type) -i -m dom application/json
    acl api_xml req.hdr(Content-Type) -i -m dom application/xml    
    acl PATH_order path_beg -i /order
    acl PATH_invoicing path_beg -i /invoicing
    use_backend order_service_json if consumerapi_host api_json PATH_order
    use_backend order_service_xml if consumerapi_host api_xml PATH_order
    use_backend invoicing_service if operationapi_host PATH_invoicing
backend order_service_json
    server server1 127.0.0.1:8080
backend order_service_xml    
    server server2 127.0.0.1:8090
backend invoicing_service    
    server server1 127.0.0.1:8081

实现逻辑：

通过 Content-Type 请求头区分数据格式
JSON请求路由到 127.0.0.1:8080
XML请求路由到 127.0.0.1:8090
发票服务保持不变

这种配置在需要兼容多版本API或特殊客户端时特别有用。

限流

限流是保护后端服务的关键手段。假设我们要限制订单接口：10秒内最多100次请求，超过则判定为异常流量。

配置步骤

创建限速配置文件 path_param_rates.map：
```
/order 100
```
使用HAProxy的Stick Table实现计数（Stick Table是HAProxy内置的高性能内存存储）：

frontend haproxy_as_api_gateway
    bind :80
    stick-table type string size 1m expire 10s store http_rate_limiting
    http-request track-sc0 base32+src
    http-request set-var(req.rate_limit) path,map_beg(path_param_rates.map,20)
    http-request set-var(req.request_rate) base32+src,table_http_rate_limiting()
    acl rate_abuse var(req.rate_limit),sub(req.request_rate) lt 0
    http-request deny deny_status 429 if rate_abuse    
    
    acl consumerapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.1
    acl operationapi_host req.hdr(Host) -i -m dom 127.0.0.2
    acl consumerapi_json req.hdr(Content-Type) -i -m dom application/json
    acl consumerapi_xml req.hdr(Content-Type) -i -m dom application/xml    
    acl PATH_order path_beg -i /order
    acl PATH_invoicing path_beg -i /invoicing
    use_backend order_service_json if consumerapi_host consumerapi_json PATH_order
    use_backend order_service_xml if consumerapi_host consumerapi_xml PATH_order
    use_backend invoicing_service if operationapi_host PATH_invoicing
backend order_service_json
    server server1 127.0.0.1:8080
backend order_service_xml    
    server server2 127.0.0.1:8090
backend invoicing_service    
    server server1 127.0.0.1:8081

限流机制解析：

创建Stick Table http_rate_limiting，设置10秒过期时间
跟踪客户端请求频率（base32+src 哈希处理客户端IP）
从配置文件读取路径对应的限流阈值（/order 为100）
计算剩余配额：阈值 - 当前请求数
当剩余配额小于0时，返回429状态码（Too Many Requests）

效果： 10秒内超过100次订单请求将触发限流，有效防止恶意刷单或突发流量压垮服务。

结论

本文通过HAProxy实现了API网关的核心功能：

智能路由：支持按路径、域名、数据格式等多种维度路由
流量控制：基于Stick Table实现高效限流
负载均衡：原生支持服务扩展

HAProxy配置简洁高效，特别适合作为轻量级API网关。生产环境中建议结合日志监控和健康检查进一步完善架构，避免踩坑。

Persistence

REST

Security

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