events {
	# 并发连接数
    worker_connections  1024;
}
http {
    # JAVA服务器集群
	upstream app_servers {
		server 127.0.0.1:8080;	
#		server 127.0.0.1:8081;
	}
	# 代理缓存配置 - 定义配置
	proxy_cache_path "./cache_data/" levels=2:1:2 keys_zone=hot_information_cache:256m inactive=1d max_size=1000g;  
	proxy_cache_path "./cache_data/" levels=2:1:2 keys_zone=cache2:256m inactive=30s max_size=30g;  
	server {
		# 监听80端口
		listen	80;
		location / {
            # 开启缓存
            proxy_cache hot_information_cache;
            # 缓存JAVA应用返回的指定状态的数据，缓存时间时1天       
            proxy_cache_valid 200 206 304 301 302 1d;
            # 请求的url就是缓存的key（根据实际业务场景匹配）       
            proxy_cache_key $uri$is_args$args;      
            
            # 设置传递给上游服务的请求头，Host为客户端host，默认为$proxy_host
            proxy_set_header Host $http_host;
            # 如果缓存中没找到，再去请求后端服务器
            proxy_pass http://app_servers;
		}
		
		# 该指令在商业版本Nginx Plus支持，可以通过第三方模块ngx_cache_purge来替代
		# 资源有变化的时候清除缓存
		location ~ /purge(/.*) {
			#设置只允许指定的IP来清除缓存
			allow all;
			# allow 127.0.0.1;
			# deny all ;
			proxy_cache_purge hot_information_cache $1;
		}
	}
}

levels表示目录层级 3级。

后面对应的参数，包括proxy_cache_path 缓存的路径和缓存空间名、大小等配置。启用缓存proxy_cache 等。

proxy_cache_path 可以配置多个的。

keys_zone=cache2:256m 这里定义的是空间名称和大小。

proxy_cache_valid 缓存JAVA应用返回的指定状态的数据，缓存时间时1天

proxy_cache_key 请求的url就是缓存的key

proxy_set_header 设置传递给上游服务的请求头。

通过这些指令可以开启缓存。

proxy_cache_purge 进行对数据进行清除，定义将请求视为缓存清除请求的条件。如果字符串参数的至少一个值不为空且不等于“0”，则移除具有相应高速缓存键的高速缓存条目。通过返回204（无内容）响应来指示成功操作的结果。

对于缓存来说，首先存在内存中，只有内存满了，会存在磁盘中

proxy_cache_path参数详解

level

用来定义缓存的层级，可以定义1到3个层级，每个层级接收值1、2

use_temp_path

是否启用缓存临时文件，第一次响应的内容将写入临时文件，后面才会重写回来。使用网盘注意网络 IO的开销。

keys_zone

定义在共享存储区中存储了所有活跃的Key和关于数据的信息。存储区名称和大小由key_zone参数配置。一个兆字节的区域可以存储大约8,000个Key

Inactive

不论数据新旧程度，在inactive指定的时间内未访问的缓存数据将从缓存中删除。

缓存清除机制分析

对于内存和磁盘满了，nginx如何清除的，以及会不会像redis去池化会不会有碎片化的处理。

缓存自己有缓存管理进程

被动缓存清除

proxy_cache_path 指令的缓存管理

proxy_cache_path 中可以通过以下指令来管理缓存

max_size 指定缓存大小，缓存管理进程监控缓存是否超过指定值，超过该大小则通过LRU算法来淘汰数据。一次迭代删除的数据通过下面的参数来指定。
manager_files 一次迭代过程中删除的项的数量，默认100个
manager_threshold 一次迭代操作的持续时间限制，默认200毫秒
manager_sleep 两次迭代的间隔时间，默认50毫秒

缓存加载

proxy_cache_path中可以通过以下参数来调整加载缓存 Nginx启动一分钟后，缓存加载进程被激活，存储在文件系统上先前缓存的数据将被加载到缓存区中，整个加载是在迭代中完成的。一次加载

loader_files 一次迭代加载不超过指定数目的项，默认100。
loader_threshold 一次迭代操作的持续时间限制，默认200毫秒
loader_sleep 两次迭代的间隔时间，默认50毫秒

主动清除缓存

Nginx商业功能

proxy_cache_path中可以通过以下参数来调整主动清除缓存

purger：on开启缓存清除进程，遍历所有缓存条目并删除匹配到的键的缓存数据
purger_files 一次迭代过程中扫描的项的数量，默认10个
purger_threshold 一次迭代的持续时间，默认50毫秒
purger_sleep 两次迭代的间隔时间，默认50毫秒

以上参数与proxy_cache_purge指令配合进行。

虽说只能在商业版的Nginx中使用，但是我们可以通过强大的第三方模块来替代

该指令在商业版本Nginx Plus支持，可以通过第三方模块ngx_cache_purge来替代

location ~ /purge(/.*) {
			#设置只允许指定的IP来清除缓存
			allow all;
			# allow 127.0.0.1;
			# deny all ;
			proxy_cache_purge hot_information_cache $1;
		}

ngx_cache_purge是一个第三方的nginx缓存主动清除模块，集成方便，使用简单。下面我们就来学习如何安装使用它。本节内容基于第一课安装的Nginx基础进行，这里我们只是再编译增加模块。

Nginx缓存主动清除插件ngx_cache_purge 提取码：d8eq

Nginx程序运行原理分析

nginx在运行时，架构是怎么样的，架构工作模式；从进程来看有 master 和worker进程。

Nginx工作模式

Nginx在启动时会以daemon形式在后台运行，采用多进程+异步非阻塞IO事件模型来处理各种连接请求。多进程模型包括一个master进程，多个worker进程，一般worker进程个数是根据服务器CPU核数来决定的。master进程负责管理Nginx本身和其他worker进程。

4个worker进程的父进程都是master进程，表明worker进程都是从父进程fork出来的，并且父进程的ppid为1，表示其为daemon进程。

Nginx中的Master、Worker两种进程。

Master进程

负责加载配置、接收命令、监控子进程。Master进程也是可以关闭的

Worker进程

负责处理网络请求。Worker进程的个数由配置文件决定，一般和CPU个数相关（有利于进程切换），配置几个就有几个Worker进程。需要说明的是，在nginx多进程中，每个worker都是平等的，因此每个进程处理外部请求的

机会权重都是一致的。

按理来说 worker进程处理请求的机会是一样的。

这个流程模型和netty上的网络模型，都是很像的，网络请求。

多进程处理模型

多进程模型的处理方式

首先，master进程一开始就会根据我们的配置，来建立需要listen的网络socket fd，然后fork出多个worker进程。

其次，根据进程的特性，新建立的worker进程，也会和 master进程一样，具有相同的设置。因此，其也会去监听相同ip端口的套接字socket fd。
然后，多个worker进程监听同样设置的socket fd，当有一个请求进来，所有的worker都会感知。
最后，监听成功的worker进程，读取请求，解析处理，响应数据返回给客户端，断开连接，结束。因此，一个request请求，只需要worker进程就可以完成。

多进程处理模型优点

Nginx为何要采用多进程模式？

进程之间是独立的，当一个worker进程出现异常退出，其他worker进程不会受到影响；
独立进程也会避免一些不需要的锁操作，这样能提高处理效率，开发调试也更容易。

单纯的 多进程模型会导致连接并发数量降低 ， 异步非阻塞IO模型 能解决这个问题，还能避

免 多线程上下文切换导致 的性能损失。

多进程模型+异步非阻塞模型是一个非常好的选择。

跟NIO、Netty线程模型思想一致，只不过一个是线程级、一个是进程级。

Worker进程遇到的问题

出现惊群效应

多个worker子进程监听相同端口的设计，这样多个子进程在accept建立新连接时会有争抢，这会带来著名的“惊群”问题，子进程数量越多问题越明显，这会造成系统性能下降。建立新连接时Nginx是如何避免出现“惊群”现象的呢？

Worker进程负载不均衡

多个子进程争抢处理一个新连接事件，最终只有一个worker子进程成功建立连接，随后，它会一直处理这个连接直到连接关闭。

如果有的子进程很“勤奋”，它们抢着建立并处理了大部分连接，而有的子进程则“运气不好”，只处理了少量连接。

解决

Nginx 的 Post队列

将epoll 产生的事件分开，新连接事件的

ngx_posted_accept_events队列优先执行，普通事件的
ngx_posted_events队列最后执行

accept_mutex

Nginx采用了一个是否打开accept_mutex选项的值，控制worker进程是否需要去竞争锁，打开accept_mutex锁，能很好解决accept精确问题

ngx_accept_disabled

worker进程进行负债均衡阈的判断值，处理的连接总数没有达到7/8，不会抢accept锁，达到时，则需要枪锁，它解决了负载均衡的问题。

这是module中代码。

Worker与CPU的绑定

Worker进程跟CPU个数有关，但是如果多个Worker进程在同一个CPU上面争夺资源也非常消耗性能。Nginx中有一个 worker_cpu_affinity 配置，能够将worker绑定到对应的CPU上面。

单个Worker进程处理的并发连接数配置

linux服务器参数调整

当TCP TIME_WAIT套接字数量经常达到两、三万，服务器很容易被拖死，需要减少Nginx服务器的TIME_WAIT套接字数量。

这个和netty对于服务器参数调整是一样的，都是例如统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，以及最大连接数等等。

修改配置文件

sudo vim /etc/sysctl.conf

调整内容

# 表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。
# 由于某种原因服务端主动关闭连接，连接进入FIN_WAIT2状态,该状态是没有超时的
# 如果客户端不关闭，这个FIN_WAIT_2状态将保持到系统重新启动，越来越多的FIN_WAIT_2状态会致使内核crash
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# 表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
# 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，
# 可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
# 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
# 表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000
# 表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
# 表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000，改为5000。对于Apache、Nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量，但是对于Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

生效配置

sudo /sbin/sysctl -p

Nginx常规调整

以上是关于Nginx缓存机制和性能优化的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Nginx一网打尽：动静分离压缩缓存黑白名单跨域高可用性能优化......

浏览器缓存机制与Nginx配置调优

如何利用Nginx的缓冲缓存优化提升性能

H5缓存机制浅析-移动端Web加载性能优化干货

9.4 代码缓存 Java性能优化节选