Welcome to YARP – 5.压缩、缓存

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Welcome to YARP – 1.认识YARP并搭建反向代理服务Welcome to YARP – 2.配置功能Welcome to YARP – 3.负载均衡


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Welcome to YARP - 1.认识YARP并搭建反向代理服务

Welcome to YARP - 2.配置功能

Welcome to YARP - 3.负载均衡

Welcome to YARP - 4.限流

Welcome to YARP - 5.身份验证和授权

Welcome to YARP - 6.压缩、缓存

Welcome to YARP - 7.健康检查

Welcome to YARP - 8.分布式跟踪

介绍

网关的 缓存压缩是常见的性能优化手段 ,用于提高系统的响应速度和降低网络传输的开销。

YARP 的 缓存压缩 其实也是 .NET 本身的功能。只需要配置 .NET 本身的缓存和压缩功能即可。

缓存

缓存的主要目的是优化性能、提高效率,减少对后端服务的负担。 我们可以对

频繁请求的静态数据或不经常更改的数据 进行 API 缓存,从而降低对后端服务的请求次数,提高响应速度,减轻后端服务的负载。

也可以对 静态资源 缓存 如:css、js、图像等,从而 加速页面加载速度,减轻服务器压力,提高用户体验。 等等。

基于 HTTP 的响应缓存

用于缓存的主 HTTP 标头是 Cache-Control,它用于指定缓存指令。 当请求从客户端到达服务器以及响应从服务器返回客户端时,这些指令控制缓存行为。 请求和响应在代理服务器之间移动,并且代理服务器还必须符合 HTTP 1.1 缓存规范。

Cache-Control 通用消息头字段,被用于在 http 请求和响应中,通过指定指令来实现缓存机制。缓存指令是单向的,这意味着在请求中设置的指令,不一定被包含在响应中。

要使用缓存,请求头中必须携带 Cache-Control 标头。同时响应头中也要做相应的设置。

下表中显示了常用 Cache-Control 指令

指令 操作
public 缓存可以存储响应。
private 响应不得由共享缓存存储。 专用缓存可以存储和重用响应。
max-age 客户端不接受期限大于指定秒数的响应。 示例:max-age=60(60 秒),max-age=2592000(1 个月)
no-cache 请求时:缓存不能使用存储的响应来满足请求。 源服务器重新生成客户端的响应,中间件更新其缓存中存储的响应。 响应时:响应不得用于未经源服务器验证的后续请求。
no-store 请求时:缓存不得存储请求。 响应时:缓存不得存储任何部分的响应。

相应的我们也要添加响应缓存中间件:

若要测试响应缓存,请使用 Fiddler、Postman 或其他可以显式设置请求标头的工具。显式设置上述的请求标头。

配置中间件

在 中 Program.cs ,将响应缓存中间件服务 AddResponseCaching 添加到服务集合中,并将应用配置为将中间件与 UseResponseCaching 扩展方法一起使用。 UseResponseCaching 将中间件添加到请求处理管道中:

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);  builder.Services.AddReverseProxy()//添加ReverseProxy相关服务到DI     .LoadFromConfig(builder.Configuration.GetSection("ReverseProxy"));//从配置文件中加载ReverseProxy的设置  builder.Services.AddResponseCaching(options => {     options.UseCaseSensitivePaths = false; //确定是否将响应缓存在区分大小写的路径上。      options.SizeLimit = options.SizeLimit * 10; // 响应缓存中间件的大小限制(以字节为单位) 1G });  var app = builder.Build();  if (app.Environment.IsDevelopment()) {     app.UseSwagger();     app.UseSwaggerUI(); }  // 使用 CORS 中间件时,必须在 UseResponseCaching 之前调用 UseCors。 // app.UseCors(); app.UseRouting();  // 拦截请求并判断 请求头中是否包含 CacheControl 标头,如果没有则加上缓存标头 app.Use(async (context, next) => {     var header = context.Request.Headers;     var cacheControl = header.CacheControl;     if (!string.IsNullOrEmpty(header.CacheControl))     {         header.CacheControl = new Microsoft.Extensions.Primitives.StringValues("max-age");     }      await next(context); }); app.UseResponseCaching(); app.Use(async (context, next) => {     context.Response.GetTypedHeaders().CacheControl =         new Microsoft.Net.Http.Headers.CacheControlHeaderValue()         {             Public = true,             MaxAge = TimeSpan.FromSeconds(10)         };      context.Response.Headers[Microsoft.Net.Http.Headers.HeaderNames.Vary] = new string[] { "Accept-Encoding" };      await next(context); }); app.MapReverseProxy();  app.MapGet("/", () => DateTime.Now.ToLongTimeString());  app.Run(); 

以上示例中:

  • Cache-Control:缓存可缓存响应长达10秒。
  • Vary:将中间件配置为仅当后续请求的 Accept-Encoding 标头与原始请求头匹配时才提供缓存的响应。

app.Use(async (context, next) =>
{
var header = context.Request.Headers;
var cacheControl = header.CacheControl;
if (!string.IsNullOrEmpty(header.CacheControl))
{
header.CacheControl = new Microsoft.Extensions.Primitives.StringValues("max-age");
}

await next(context); 

});

可以看到我们先设置了 请求头的 缓存标头,如果 没有此 设置,几乎所有浏览器(标头值)都会发送 CacheControl:no-cache 或其他值,强制执行非缓存页面请求,这会导致 ResponseCachingMiddleware 实现忽略此请求(忽略缓存)并将其传递到服务器以检索数据。 如果你用 postman 或者 fiddle则可以主动这只CacheControl标头值为上述说的那几种。

上述示例中我们先 添加了 YARP 服务,然后添加了 AddResponseCaching 响应的缓存服务,然后拦截了请求并设置缓存标头,再开启了 UseResponseCaching() 响应缓存中间件。接下来设置了 [响应头的标头值]( ASP.NET Core 中的响应缓存中间件 | Microsoft Learn ),最后开启了 代理 中间件。源码已上传GitHub.

压缩

网络带宽是一种有限资源。 减小响应大小通常可显著提高应用的响应速度。 减小有效负载大小的一种方式是压缩应用的响应。 但是 YARP 默认是禁用解压缩的,因为它会增加 CPU 开销。

什么时候使用 响应压缩 中间件?

在 IIS、Apache 或 Nginx 中使用基于服务器的响应压缩技术。

而 HTTP.sys 服务器和 Kestrel 服务器当前不提供内置压缩支持,这时候就需要使用响应压缩中间件了。

我们使用 YARP 的直接转发来 演示一下 压缩功能,当然压缩是 .NET 本身自带的功能,你也可以通过添加压缩中间件来开启响应压缩。

代码示例:

using System.Diagnostics; using System.Net; using Yarp.ReverseProxy.Forwarder; using Yarp.ReverseProxy.Transforms;  var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);  builder.Services.AddHttpForwarder();  // Add services to the container.  var app = builder.Build();  // Configure our own HttpMessageInvoker for outbound calls for proxy operations var httpClient = new HttpMessageInvoker(new SocketsHttpHandler() {     UseProxy = false,     AllowAutoRedirect = false,     AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip, // 设置响应压缩方式     UseCookies = false,     ActivityHeadersPropagator = new ReverseProxyPropagator(DistributedContextPropagator.Current),     ConnectTimeout = TimeSpan.FromSeconds(15), });  // Setup our own request transform class var transformer = new CustomTransformer(); // or HttpTransformer.Default; var requestConfig = new ForwarderRequestConfig { ActivityTimeout = TimeSpan.FromSeconds(100) };  app.UseRouting();  // Configure the HTTP request pipeline.  app.MapForwarder("/{**catch-all}", "http://localhost:5047", requestConfig, transformer, httpClient);  app.Run();  /// <summary> /// 自定义请求转换 /// </summary> class CustomTransformer : HttpTransformer {     ///<summary>     /// A callback that is invoked prior to sending the proxied request. All HttpRequestMessage     /// fields are initialized except RequestUri, which will be initialized after the     /// callback if no value is provided. The string parameter represents the destination     /// URI prefix that should be used when constructing the RequestUri. The headers     /// are copied by the base implementation, excluding some protocol headers like HTTP/2     /// pseudo headers (":authority").     ///</summary>     ///<param name="httpContext">传入请求</param>     ///<param name="proxyRequest">传出的代理请求</param>     ///<param name="destinationPrefix">所选目标服务器的uri前缀,可用于创建RequestUri</param>     public override async ValueTask TransformRequestAsync(HttpContext httpContext, HttpRequestMessage proxyRequest, string destinationPrefix, CancellationToken cancellationToken)     {         // 转发所有头部信息         await base.TransformRequestAsync(httpContext, proxyRequest, destinationPrefix, cancellationToken);         // 自定义查询query 值         var queryContext = new QueryTransformContext(httpContext.Request);         queryContext.Collection.Remove("param1");         queryContext.Collection["s"] = "xx2";         // 分配自定义 URI。在此处连接时请注意额外的斜杠。RequestUtilities.MakeDestinationAddress 是一个安全的默认值。         proxyRequest.RequestUri = RequestUtilities.MakeDestinationAddress("http://localhost:5047", httpContext.Request.Path, queryContext.QueryString);         // 禁止原始请求标头,使用目标 Uri 中的标头         proxyRequest.Headers.Host = null;     } } 

上述示例中,我们使用了 YARP 的直接转发模式,不需要添加 YARP 服务和中间件,但是要添加 这个东西 AddHttpForwarder,然后配置 自定义请求转换 类。并开启 压缩模式为 GZip。

如果想看效果记得使用fiddle 抓取请求的返回值查看原始请求,因为postman和浏览器客户端 都会默认对常用的压缩格式的数据进行解压缩。

如果服务器本身支持压缩,请使用 基于服务器的压缩技术。而 HTTP.sys 服务器和 Kestrel 服务器 是不支持压缩技术的,所以这时候才考虑使用 压缩中间件。

总结

本章我们介绍了 YARP 的缓存和压缩功能,其实也都是 .NET 自身的功能,如果了解使用过 .NET的 缓存 和 压缩 中间件很容易就能理解。本章示例代码已上传GitHub,建议把代码down下来自己实验一下,再去配合理解。

有什么问题欢迎留言交流。

下篇文章我们继续介绍 YARP 的健康检查功能。