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# 《高性能Polaris网关》总体架构-第01节：高性能Polaris网关总体方案目标与架构设计

作者：冰河
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  • 本章难度：★★☆☆☆
  • 本节重点：梳理高性能Polaris网关的总体方案目标、技术选型与架构设计，从总体上理解高性能Polaris网关的方案目标、技术选型和架构设计，并从全局视角了解高性能Polaris网关的设计和架构思想，并能够将其灵活应用到自身实际项目中。
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大家好，我是冰河~~

在前面的文章中，我们梳理了高性能Polaris网关的需求和业务流程，并且对高性能Polaris网关的技术流程进行了梳理和总结。所以，不管是从业务角度，还是从技术角度，我们都大致了解了高性能Polaris网关的执行流程。接下来，就可以对高性能Polaris网关制定方案目标和进行总体架构设计了。

# 一、前言

相信很多有一定工作经验的小伙伴都有这样的体会，接到新的任务后，如果不做全面的需求分析、系统分析和架构设计，一上来就开始干代码，十有八九会在开发中途发现自己写的代码功能不太符合实际需求，或者突然发现某个功能有更好的实现方式，只是自己一开始没完全搞懂需求，根本没想到会有更好的实现方式。

更多的时候，想将原有的代码推倒重来，按照更优的方案来完成相应的需求任务开发，但是，此时发现时间根本来不及了，只能在原有的代码上苦苦支撑。最终，原本设想的功能完善、支持高并发、高性能、高可用和高可扩展的代码，却变成了一坨坨“屎山”。

# 二、本节诉求

作为系统架构师和研发人员，在充分了解网关需求，业务流程和技术流程后，就需要为网关设定方案目标，对技术方案进行选型，对网关进行总体架构设计和分层架构设计。从全局视角充分理解高性能Polaris网关的方案目标、技术选型、总体架构设计，以指导后续高性能Polaris网关的具体实现。

# 三、方案目标

在进行技术选型与总体架构设计之前，需要明确一个事项，就是网关无论采用哪种方案，采用哪种架构设计都需要明确这种方案的业务目标、技术目标和架构目标，并在研发过程中不断评估网关的总体性能表现，发现系统瓶颈并不断进行优化。

总体上，我们自主设计和研发的高性能Polaris网关，需要满足如下方案目标。

  • 业务目标：满足需求设计篇章中的各类需求场景。
  • 技术目标：在8c16g，千兆带宽机器下，QPS达百万级别，引入网关后，QPS和TPS的总体损耗不得高于3%，
  • 架构目标：高并发、高性能、高可用、可监控、可预警、可伸缩。

# 四、技术选型

在技术选型上，网关的核心部分实现不会选择Spring、SpringBoot等框架，因为我们对网关的性能要求极高，引入这些框架会影响网关的性能。对于Polaris网关来说，具体的技术选型如下所示。

  • 高性能组件：Netty、Disruptor
  • 异步交互：asynchttpclient
  • 缓存：caffeine、guava
  • 序列化：protobuf、json
  • 注册中心：Etcd、Nacos、Zookeeper

可以看到，这次网关项目的技术选型非常简单。对网关的核心实现来说，我们会选择性能非常高的组件来实现。

# 五、总体架构设计

高性能Polaris网关的性能之所以很高，除了核心部分不会基于Spring、SpringBoot等框架实现外，另一个重要的原因就是高性能Polaris网关有着良好的架构设计，Polaris网关的整体架构设计如图1-1所示。


在高性能Polaris网关中，我们采用微内核、插件化的架构设计，每一部分都是以插件的形式提供服务，整个网关会内置核心插件，并提供标准的SPI机制，供使用方根据自己的实际需求，可自定义需要的其他插件。

# 六、网关内部执行流程

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