Nginx 配置页面缓存

Posted 2020-10-31 reghao

Web 缓存是指一个 Web 资源（html 页面、JS、图片以及数据等）存在于 Web 服务器和客户端（浏览器）之间（此处即是代理服务器）的副本。

缓存会根据客户端的请求保存响应的副本，当下一个请求到来时，若是相同的 URL，那么缓存会根据缓存机制来决定是直接使用副本响应请求，还是向源服务器再次发送请求。

比较常见的就是浏览器会缓存访问过的网页，当再次访问这个 URL 的时候，若网页没有更新，那么不会再次下载网页，而是直接使用本地缓存的网页。只有当网站明确标识资源已经更新，浏览器才会重新下载网页。

配置页面缓存

nginx 中页面缓存的配置如下所示：

http {
    ...
    proxy_cache_path /www/nginx/ng/cache/webservers levels=1:2 keys_zone=webservers:20m max_size=1g;
    proxy_cache_key "$host$request_uri";
    
    server {
        ...
        add_header X-Via $server_addr;
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;
        
        location / {
            proxy_pass http://webservers;
            proxy_set_header  X-Real-IP  $remote_addr;

            proxy_cache webservers;
            proxy_cache_valid 200 10m;
        }
    }
    
    upstream webservers {
        server 192.168.0.214 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.0.22 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
    }
}

• proxy_cache_path 指令（http 上下文），指定缓存的路径和参数。

  levels 参数，指定多级目录结构（最多三级目录，每级目录的名字最多为 2 个字符）。1:2 表示创建两级目录，第一级目录名取 proxy_cache_key MD5 值的最后一个字符，第二级目录名取倒数 2-3 字符。如下所示：

  /www/nginx/ng/cache/webservers/c/b3/887f906f2c6e20eb22bbe45294a1cb3c

  keys_zone 参数，指定缓存区域的名称及缓存的大小。名称用于 proxy_cache 指令设置缓存放置的位置。

  max_size 参数，指定缓存的最大值，若缓存大小超过此值，那么最少使用数据（通过 LRU 替换算法）将被删除。

• proxy_cache_key 指令（http、server 或 location 上下文），设置以何种参数的 MD5 值得到缓存的文件名。

  此处以主机名、请求 URI（包含参数）字符串的 MD5 值作为缓存的文件名。

  默认是 $scheme$proxy_host$request_uri。

• proxy_cache 指令（http、server 或 location 上下文），指定一个缓存区域或使用 off（不缓存，默认）。

  当放置在 location 上下文中时，匹配此 location 的 URL 才会被缓存。

• proxy_cache_valid 指令（http、server 或 location 上下文），设置 HTTP 状态码的缓存时间。

  若只设置时间，那么只会为 200、301 以及 302 的响应进行缓存。

  使用 any 参数则会为所有响应进行缓存。

• X-Via 首部，设置代理服务器的地址。

  $server_addr 表示服务器的的地址，通过一次系统调用可确定此值。

  若要绕开系统调用，则需在 listen 指令中指定地址并且使用 bind 参数。

  listen 127.0.0.1:8000;

• X-Cache 首部，设置缓存的命中状态。

  $upstream_cache_status 表示代理的缓存命中状态，其值可能为：

  MISS，未命中。响应在缓存中未找到，需在服务器中获取，然后可能会被缓存。

  HIT，命中。响应包含来自缓存的最新内容。

  EXPIRED，缓存中的某项过期，来自原始服务器的响应将包含最新的内容。

  UPDATING，内容过期，因为相对于之前的请求，响应的入口已经更新，并且 proxy_cache_use_stale 的 updating 已被设置。

  STALE，内容陈旧的原因是原始服务器不能正确响应，需配置 proxy_cache_use_stale。

  BYPASS，由于请求匹配了一个 proxy_cache_bypass，响应将来自原始服务器而非缓存。该响应之后可能会被缓存。

  REVALIDATED，使用了 proxy_cache_revalidate 指令，Nginx 检测得知当前的缓存内容依然有效（If-Modified-Since 或 If-None-Match）。

缓存命中

设置页面缓存后，第一次请求返回的响应首部如下：

HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.12.2
Date: Sat, 24 Feb 2018 16:51:09 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Length: 23
Connection: keep-alive
Last-Modified: Sat, 24 Feb 2018 06:40:12 GMT
ETag: "5a9108cc-17"
X-Via: 192.168.0.99
X-Cache: MISS
Accept-Ranges: bytes

第一次访问，通过 X-Cache 首部可看到缓存未命中。

后续请求（直到缓存失效之前）返回的响应首部如下：

HTTP/1.1 304 Not Modified
Server: nginx/1.12.2
Date: Sat, 24 Feb 2018 16:51:35 GMT
Connection: keep-alive
Last-Modified: Sat, 24 Feb 2018 06:40:12 GMT
ETag: "5a9108cc-17"
X-Via: 192.168.0.99
X-Cache: HIT

后续访问，通过 X-Cache 首部可看到缓存命中。