Python中Apache APISIX插件怎么用

发布时间：2021-09-18 09:06:16 作者：小新
来源：亿速云阅读：399

# Python中Apache APISIX插件怎么用

## 目录
1. [Apache APISIX简介](#1-apache-apisix简介)
2. [为什么需要自定义插件](#2-为什么需要自定义插件)
3. [Python插件开发基础](#3-python插件开发基础)
4. [开发第一个Python插件](#4-开发第一个python插件)
5. [插件高级功能实现](#5-插件高级功能实现)
6. [插件测试与部署](#6-插件测试与部署)
7. [性能优化建议](#7-性能优化建议)
8. [常见问题排查](#8-常见问题排查)
9. [实际应用案例](#9-实际应用案例)
10. [总结与资源](#10-总结与资源)

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## 1. Apache APISIX简介

Apache APISIX 是一个动态、实时、高性能的云原生API网关，提供了丰富的流量管理功能如负载均衡、动态上游、金丝雀发布、熔断、认证、可观测性等。作为微服务架构的关键组件，它具备以下核心优势：

- **多语言插件支持**：原生支持Lua，同时通过Plugin Runner机制支持Java、Python等语言
- **高性能**：基于Nginx和etcd实现，单核QPS可达18k+
- **动态配置**：所有配置变更实时生效，无需重启服务
- **云原生**：完美兼容Kubernetes，支持服务自动发现

```python
# 示例：通过Python请求APISIX Admin API
import requests

url = "http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/routes"
headers = {"X-API-KEY": "your-secret-key"}
data = {
    "uri": "/get",
    "plugins": {
        "python-plugin-demo": {
            "message": "Hello Python!"
        }
    },
    "upstream": {
        "type": "roundrobin",
        "nodes": {
            "httpbin.org:80": 1
        }
    }
}
response = requests.put(url, json=data, headers=headers)

2. 为什么需要自定义插件

虽然APISIX内置了80+插件，但在实际业务中我们常遇到需要定制化开发的场景：

特殊认证需求：企业特定的SSO集成
业务逻辑处理：请求参数转换、响应内容改写
协议转换：SOAP到REST的适配
监控扩展：对接内部监控系统
安全合规：满足行业特殊安全要求

Python作为最流行的通用语言之一，具有以下优势： - 开发效率高，语法简洁 - 丰富的第三方库生态 - 团队学习成本低 - 适合快速原型开发

3. Python插件开发基础

3.1 环境准备

# 安装APISIX并启用Python插件支持
docker pull apache/apisix:2.15.0
git clone https://github.com/apache/apisix-python-plugin-runner
pip install apisix-python-plugin-runner

3.2 插件运行原理

APISIX通过Sidecar模式与Python进程通信： 1. 收到请求后，APISIX通过Unix Domain Socket将请求上下文发送给Python进程 2. Python插件处理请求并返回处理结果 3. APISIX根据返回结果继续执行后续逻辑

3.3 基本插件结构

from apisix.runner.plugin.base import Base

class MyPlugin(Base):
    def __init__(self):
        super(MyPlugin, self).__init__("my-plugin")
        
    def filter(self, conf, ctx):
        # 主要处理逻辑
        print("Received config:", conf)
        ctx.set_var("plugin_var", "value")
        return 0  # 0表示继续执行，1表示终止

    def name(self):
        return self.__name

4. 开发第一个Python插件

4.1 完整示例：请求头修改插件

from apisix.runner.plugin.base import Base
from apisix.runner.http.request import Request
from apisix.runner.http.response import Response

class HeaderModifier(Base):
    def __init__(self):
        super(HeaderModifier, self).__init__("header-modifier")
        self.schema = {
            "$schema": "http://json-schema.org/draft-04/schema#",
            "type": "object",
            "properties": {
                "set_headers": {"type": "object"},
                "remove_headers": {"type": "array"}
            }
        }
    
    def filter(self, conf, ctx):
        request = Request(ctx)
        response = Response(ctx)
        
        # 添加头
        if "set_headers" in conf:
            for k, v in conf["set_headers"].items():
                request.set_header(k, v)
        
        # 删除头
        if "remove_headers" in conf:
            for h in conf["remove_headers"]:
                request.del_header(h)
                
        return 0

4.2 注册插件

创建plugins/__init__.py:

from header_modifier import HeaderModifier

def register_plugins():
    return {
        "header-modifier": HeaderModifier
    }

4.3 配置使用

{
  "uri": "/api/v1/*",
  "plugins": {
    "header-modifier": {
      "set_headers": {
        "X-API-Version": "1.0",
        "X-Request-ID": "$uuid"
      },
      "remove_headers": ["User-Agent"]
    }
  },
  "upstream": {
    "nodes": {
      "backend:8080": 1
    }
  }
}

5. 插件高级功能实现

5.1 访问外部服务

import requests
from apisix.runner.plugin.base import Base

class AuthProxy(Base):
    def __init__(self):
        super(AuthProxy, self).__init__("auth-proxy")
    
    def filter(self, conf, ctx):
        auth_url = conf.get("auth_endpoint")
        token = ctx.var.request_header.get("Authorization")
        
        try:
            resp = requests.get(
                auth_url,
                headers={"Authorization": token},
                timeout=1.0
            )
            if resp.status_code != 200:
                return self.deny(403, "Forbidden")
        except Exception as e:
            return self.deny(500, f"Auth service error: {str(e)}")
        
        return 0

5.2 动态配置缓存

from lrucache import LRUCache
from apisix.runner.plugin.base import Base

class RateLimiter(Base):
    CACHE = LRUCache(1000)  # 最大缓存1000个键
    
    def __init__(self):
        super(RateLimiter, self).__init__("rate-limiter")
    
    def filter(self, conf, ctx):
        client_ip = ctx.var.remote_addr
        key = f"{client_ip}:{ctx.var.uri}"
        
        count = self.CACHE.get(key, 0)
        if count >= conf.get("rate", 100):
            return self.deny(429, "Too Many Requests")
            
        self.CACHE.set(key, count + 1, ttl=60)
        return 0

5.3 请求/响应改写

import json
from apisix.runner.plugin.base import Base

class BodyTransformer(Base):
    def __init__(self):
        super(BodyTransformer, self).__init__("body-transformer")
    
    def filter(self, conf, ctx):
        # 请求体转换
        if ctx.var.request_method == "POST":
            try:
                data = json.loads(ctx.var.request_body)
                data["processed"] = True
                ctx.var.request_body = json.dumps(data)
            except:
                pass
                
        # 响应体转换
        ctx.var.set("need_body_modified", True)
        return 0
    
    def response_filter(self, conf, ctx):
        if ctx.var.get("need_body_modified"):
            ctx.var.response_body = ctx.var.response_body.upper()

6. 插件测试与部署

6.1 单元测试示例

import unittest
from unittest.mock import MagicMock
from header_modifier import HeaderModifier

class TestHeaderModifier(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.plugin = HeaderModifier()
        self.ctx = MagicMock()
        self.conf = {
            "set_headers": {"X-Test": "value"},
            "remove_headers": ["X-Remove"]
        }
    
    def test_header_operations(self):
        request = MagicMock()
        self.ctx.request = request
        
        self.plugin.filter(self.conf, self.ctx)
        
        request.set_header.assert_called_with("X-Test", "value")
        request.del_header.assert_called_with("X-Remove")

6.2 集成测试

# 启动测试APISIX
docker-compose -f ci/docker-compose.yml up -d

# 运行测试
pytest tests/

6.3 生产部署

打包插件：

pip install -e .

修改APISIX配置(config.yaml)：

plugin_attr:
  python-plugin-runner:
    cmd: ["python3", "-m", "apisix_python_plugin_runner"]

启用插件：

curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/plugins/reload -X PUT

7. 性能优化建议

连接池管理：对数据库/Redis等外部服务使用连接池

from redis import ConnectionPool

pool = ConnectionPool(max_connections=10)

class RedisPlugin(Base):
    def filter(self, conf, ctx):
        redis = Redis(connection_pool=pool)
        # ...

缓存热点数据：使用内存缓存减少IO

from cachetools import TTLCache

cache = TTLCache(maxsize=1000, ttl=300)

class CachingPlugin(Base):
    def filter(self, conf, ctx):
        key = ctx.var.uri
        if key in cache:
            return cache[key]
        # ...

异步处理：对耗时操作使用异步

import asyncio
from aiohttp import ClientSession

class AsyncPlugin(Base):
    async def fetch(self, url):
        async with ClientSession() as session:
            async with session.get(url) as resp:
                return await resp.text()
    
    def filter(self, conf, ctx):
        loop = asyncio.new_event_loop()
        result = loop.run_until_complete(self.fetch(conf["url"]))
        # ...

8. 常见问题排查

8.1 插件未生效

检查APISIX错误日志：logs/error.log
确认插件已正确注册
验证路由配置是否关联了插件

8.2 性能瓶颈

使用py-spy进行性能分析：

py-spy top --pid $(pgrep -f apisix-python-plugin-runner)

8.3 内存泄漏

使用tracemalloc检测：

import tracemalloc

tracemalloc.start()
# ...运行插件...
snapshot = tracemalloc.take_snapshot()
top_stats = snapshot.statistics('lineno')
for stat in top_stats[:10]:
    print(stat)

9. 实际应用案例

9.1 电商平台风控插件

class RiskControl(Base):
    def __init__(self):
        super(RiskControl, self).__init__("risk-control")
    
    def filter(self, conf, ctx):
        user_agent = ctx.var.request_header.get("User-Agent")
        ip = ctx.var.remote_addr
        
        # 检测机器人特征
        if "bot" in user_agent.lower():
            return self.deny(403, "Bot detected")
            
        # 频率限制
        if self.redis.get(f"rate:{ip}") > 100:
            return self.deny(429, "Rate limit exceeded")
            
        # 地域检查
        if ctx.var.geoip_country != "CN":
            return self.deny(403, "Region restricted")

9.2 微服务网关聚合

class ApiAggregator(Base):
    async def call_service(self, session, url):
        async with session.get(url) as resp:
            return await resp.json()
    
    def filter(self, conf, ctx):
        loop = asyncio.new_event_loop()
        tasks = []
        
        async with ClientSession() as session:
            for endpoint in conf["endpoints"]:
                task = self.call_service(session, endpoint)
                tasks.append(task)
            
            results = loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks))
            ctx.var.response_body = json.dumps({
                "data": results,
                "timestamp": time.time()
            })
        return 0

10. 总结与资源

关键要点

Python插件开发效率高，适合业务逻辑复杂的场景
注意插件性能，避免阻塞主流程
充分利用APISIX的变量系统和生命周期钩子
生产环境务必添加完善的错误处理和日志

学习资源

后续建议

尝试开发JWT验证插件
实现与Prometheus的监控集成
探索WebAssembly插件扩展

通过Python扩展APISIX功能，开发者可以快速实现企业级API网关的定制化需求，同时享受Python生态带来的开发效率优势。随着APISIX对多语言插件支持的不断完善，Python在API网关领域的应用前景将更加广阔。 “`