Nginx缓存设置教程

Posted 2023-04-18

参考技术A

| 这篇文章主要介绍了Nginx缓存设置案例详解,本篇文章通过简要的案例,讲解了该项技术的了解与使用,以下就是详细内容,需要的朋友可以参考下 |

在开发调试web的时候，经常会碰到因浏览器缓存(cache)而经常要去清空缓存或者强制刷新来测试的烦恼，提供下apache不缓存配置和nginx不缓存配置的设置。在常用的缓存设置里面有两种方式，都是使用add_header来设置：分别为Cache-Control和Pragma。

对于站点中不经常修改的静态内容（如图片，JS，CSS），可以在服务器中设置expires过期时间，控制浏览器缓存，达到有效减小带宽流量，降低服务器压力的目的。

以Nginx服务器为例：

【背景】：Expires是Web服务器响应消息头字段，在响应http请求时告诉浏览器在过期时间前浏览器可以直接从浏览器缓存取数据，而无需再次请求。

【相关资料】

1、Cache-control策略

Cache-Control与Expires的作用一致，都是指明当前资源的有效期，控制浏览器是否直接从浏览器缓存取数据还是重新发请求到服务器取数据。只不过Cache-Control的选择更多，设置更细致，如果同时设置的话，其优先级高于Expires。

http协议头Cache-Control ：

值可以是public、private、no-cache、no- store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age

各个消息中的指令含义如下：

Last-Modified/If-Modified-Since

其最终达到的就是等效于设置这三类html缓存技术：

Nginx缓存配置教程

• 问题引出

假设某电商平台商品详情页需要实现 700 QPS（假设宽带是千兆宽带）
千M局域网宽带网卡速率按照1000进位，所以1Gbps=1,000,000,000bps=125,000,000Bps≈119.21MB/s
当达到500QPS 的时候很难继续压测上去。
假设每个页面主体渲染所需要的图片的占用150KB，那么500QPS，500 x 150 / 1000 = 75M/s，再加上各种网络请求和网络传输，几乎达到宽带的性能瓶颈，所以必须减少内网通信。

• 解决方案
  

缓存

缓存就是数据交换的缓冲区(称作:Cache),当用户要获取数据的时候，会先从缓存中去查询获取数据，如果缓存中有就会直接返回给用户，如果缓存中没有，则会发请求从服务器重新查询数据，将数据返回给用户的同时将数据放入缓存，下次用户就会直接从缓存中获取数据。

Nginx的web缓存服务

Nginx是从0.7.48版开始提供缓存功能。Nginx是基于Proxy Store来实现的，其原理是把URL及相关组合当做Key,在使用MD5算法对Key进行哈希，得到硬盘上对应的哈希目录路径，从而将缓存内容保存在该目录中。它可以支持任意URL连接，同时也支持404/301/302这样的非200状态码。Nginx即可以支持对指定URL或者状态码设置过期时间，也可以使用purge命令来手动清除指定URL的缓存。

Nginx缓存设置的相关指令

Nginx的web缓存服务主要是使用ngx_http_proxy_module模块相关指令集来完成。

proxy_cache_path

该指定用于设置缓存文件的存放路径

语法	proxy_cache_path path [levels=number] keys_zone=_name_:_size_ [inactive=time][max_size=size];
默认值	—
位置	http

• path:缓存路径地址,如：

/home/nginx/proxy_cache

• levels: 指定该缓存空间对应的目录，最多可以设置3层，每层取值为1|2

  如 : levels=1:2   缓存空间有两层目录，第一层是1个字母，第二层是2个字母
  

举例说明:
song通过MD5加密以后的值为 683eb609607a439b0561dcbb4c8329e8
levels=1:2 最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/8/9e
levels=2:1:2 最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/e8/9/32
levels=2:2:2 最终的存储路径为??/usr/local/proxy_cache/e8/29/83

• keys_zone:用来为这个缓存区设置名称和指定大小，如：

keys_zone=song:200m 缓存区的名称是song,大小为200M，1M大概能存储8000个keys
inactive:指定缓存的数据多次时间未被访问就将被删除，如：
inactive=1d 缓存数据在1天内没有被访问就会被删除
max_size:设置最大缓存空间，如果缓存空间存满，默认会覆盖缓存时间最长的资源，如:
max_size=20g

• 案例

proxy_cache_path /home/nginx/proxy_cache levels=2:2:2 keys_zone=song:200m inactive=20m max_size=1k;

proxy_cache

用来开启或关闭代理缓存，如果是开启则自定使用哪个缓存区来进行缓存。

语法	proxy_cache zone_name|off;
默认值	proxy_cache off;
位置	http、server、location

zone_name：指定使用缓存区的名称

proxy_cache_key

用来设置web缓存的key值，Nginx会根据key值MD5哈希存缓存。

语法	proxy_cache_key key;
默认值	proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
位置	http、server、location

proxy_cache_valid

用来对不同返回状态码的URL设置不同的缓存时间

语法	proxy_cache_valid [code …] time;
默认值	—
位置	http、server、location

如：proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
为200和302的响应URL设置10分钟缓存，为404的响应URL设置1分钟缓存
proxy_cache_valid any 1m;
对所有响应状态码的URL都设置1分钟缓存

proxy_cache_min_uses

用来设置资源被访问多少次后被缓存

语法	proxy_cache_min_uses number;
默认值	proxy_cache_min_uses 1;
位置	http、server、location

proxy_cache_methods

用来设置缓存哪些HTTP方法

语法	proxy_cache_methods GET|HEAD|POST;
默认值	proxy_cache_methods GET HEAD;
位置	http、server、location

默认缓存HTTP的GET和HEAD方法，不缓存POST方法。

配置案例

Nginx代理tomcat访问静态资源，访问到的资源缓存到指定目录

http
  proxy_cache_path /home/nginx/proxy_cache levels=2:2:2 keys_zone=song:200m inactive=20m max_size=1k;
  server 
    listen 8079;
    server_name localhost;
    # 缓存配置
    proxy_cache song;
    proxy_cache_key song;
    proxy_cache_min_uses 1;
    proxy_cache_methods HEAD GET POST;
    proxy_cache_valid 200 1d;
     # 加一个头，方便在header中观察是否命中缓存
    add_header  Nginx-Cache "$upstream_cache_status";  
    # 反向代理配置
    upstream tomcat
     server 192.168.28.177:8080;
    
    location /proxy 
      proxy_pass http://tomcat/js;
    
  

访问http://192.168.28.177:8079/proxy/user.js
观察/home/nginx/proxy_cache目录结构

• 命中缓存
  

缓存清除

删除对应的缓存目录

rm -rf /home/nginx/proxy_cache/...

使用第三方扩展模块

使用ngx_cache_purge删除Nginx缓存.
安装ngx_cache_purge模块

• 下载

wget http://labs.frickle.com/files/ngx_cache_purge-2.3.tar.gz

• 解压

tar -xvf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz

• 安装

参考《Nginx基本概念》热部署

• 删除

Nginx设置资源不缓存

• 问题引出

不是所有的数据都适合进行缓存。对于一些经常发生变化的数据。如果进行缓存的话，就很容易出现访问到的数据不是服务器真实的数据。所以对于这些资源在缓存的过程中就需要进行过滤，不进行缓存。

proxy_no_cache

 用来定义数据不缓存的条件。

语法	proxy_no_cache string …;
默认值	—
位置	http、server、location

• 配置实例

proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

proxy_cache_bypass

 用来设置不从缓存中获取数据的条件。

语法	proxy_cache_bypass string …;
默认值	—
位置	http、server、location

• 配置实例

proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
上述两个指令都有一个指定的条件，这个条件可以是多个，并且多个条件中至少有一个不为空且不等于"0",则条件满足成立(或关系)。里面使用到了三个变量，分别是$cooki{e}_{n}ocache、$arg_nocache、$arg_comment

这三个参数分别代表的含义是

$cookie_nocache

 当前请求的**cookie中键的名称**为nocache对应的值

$ar{g}_{n}ocache和$arg_comment

 当前请求的参数中**属性名****为nocache和comment对应的属性值**

• 案例

log_format params $cookie_nocache | $arg_nocache | $arg_comment；
server
    listen  8081;
    server_name localhost;
    location /
        access_log logs/access_params.log params;
    		# 设置cookie的nocache属性
        add_header Set-Cookie 'nocache=999';
        root html;
        index index.html;
    

• 访问http://192.168.28.177:8069/?nocache=111&comment=222

日志打印:999|111|222

• 访问http://192.168.28.177:8069/?nocache=111

日志打印:999|111|-

• 访问http://192.168.28.177:8069/

日志打印:999|-|-

案例实现

设置访问的文件是js，不缓存资源

server
    listen  8080;
    server_name localhost;
    location / 
        if ($request_uri ~ /.*\\.js$)
   			   # 如果访问的文件是js,设置一个变量nocache
           set $nocache 1;
        
        proxy_no_cache $nocache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
        proxy_cache_bypass $nocache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;