本文介绍 Higress 将 Wasm 插件的运行时从 V8 切换到 WebAssembly Micro Runtime (WAMR) 的最新进展。通过切换到 WAMR 并开启 AOT 模式大幅提升了 Wasm 插件性能,从我们的测试中大部分插件平均有 50% 左右的性能提升,一些逻辑复杂的插件性能直接翻倍。
Higress Wasm 插件
Higress 作为首个推出 Wasm 扩展能力的云产品网关,从 2022 年就上线了 Wasm 插件市场,我们使用 Wasm 技术作为主要的网关扩展手段,是因为它能为用户带来的独特价值:
- 工程可靠性:相比 Lua 等动态类型 解释执行语言,Wasm 可基于多种静态类型语言编译,可以做编译期检查,避免运行时出错把生产环境变成代码捉虫现场。
- 沙箱安全性:Wasm 插件运行在严格的虚拟机沙箱环境内,有自己的独立内存空间,不能直接访问外部内存,可以避免插件代码 bug 导致遭到缓冲区溢出、远程代码执行等攻击。
- 热更新:Higress 基于 Envoy 的 xDS 机制,插件二进制和配置都可以独立热更新,不会引起连接断开,对 WebSocket/gRPC 等业务场景更友好。
Higress 站在 Istio/Envoy 的肩膀上,为 Wasm 插件机制增加了三个核心能力:
- 域名/路由级生效:Istio/Envoy 自带的全局生效方式难以满足大部分场景需求,而基于 Higress Wasm sdk 开发的插件可以做到这点,同时编译出的插件也跟 Istio/Envoy 生态兼容(仅全局生效)。
- Redis 访问能力:提供了访问 Redis 的 Host Function,插件代码可以基于 Redis 实现多种能力,例如全局限流,Session 状态管理等。
- 虚拟机自愈机制:开发的插件逻辑中若出现了空指针访问、数组越界、内存泄漏等问题,将被运行时系统捕获,不会导致网关崩溃;Higress 支持 Wasm 模块异常后自动重启,并能在快速止血的同时,通过告警通知用户出现问题的代码堆栈。
从 Higress 的企业用户看 Wasm 插件技术的采用周期,已经跨域过鸿沟,步入早期采用大众阶段,核心的驱动力是性能红利带来的成本下降。用户使用 Wasm 插件来开发满足自己特定业务需求的能力,对于鉴权、加解密、会话管理等逻辑在网关完成计算资源的卸载,无需后端服务处理,从而全局降低计算成本。
性能数据上,之前发表的这篇文档《通过Higress Wasm插件3倍性能实现Spring Cloud Gateway功能》反馈了过去的性能成果。
在 Higress 将 Wasm 运行时从 V8 替换为 WAMR 后,Wasm 插件的性能对比之前又有了大幅提升。