fastcgi_cache

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了fastcgi_cache相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


技术分享

 

 

  • 流程:

用户第一次请求,会把返回的文件同时缓存起来,如果再有请求,命中缓存直接从cache返回数据,省去了fastcgi和php通信处理过程 

 

 

  • 原理:

         nginx作为Cache服务器时将资源内容以文件形式进行缓存,缓存元信息存储于共享内存中,组织成一棵红黑树。红黑树中的每个节点代表一个Cache元信息。NGINX将Cache Key(URL 以及相关组合)的HASH值作为红黑树节点的KEY。内容缓存文件以该HASH值作为文件名存储在磁盘上。

         缓存过程:  两个Nginx 进程参与缓存,cache loader 和 cache manager。cache manager 定期激活检查缓存文件存在器的状态。特别地,当文件存储器的大小超过 max_size 参数的值时,把最近最少使用到的数据删除。cache loader 只激活一次,在Nginx启动之后。它加载先前缓存的数据的元信息到共享内存区。一次性在头一分钟内加载所有的缓存可能会消耗大量的资源和减慢 Nginx 的性能。

 

fastcgi_cache_path /data/service_data/cache levels=1:2 keys_zone=DOMAIN_CACHE:100m max_size=300m inactive=1h;
add_header X-Cache "$upstream_cache_status";
server {
  
    set $hosttype  "web";
    set $tag  0;
    set $cache 1;
    if ( $request_uri ~ ^([^\?]*)(\?.*)?){
       set $key $1;
    }
  
    if ( $http_user_agent ~* (iPhone|iPod|Opera Mini|android.*Mobile|NetFront|PSP|BlackBerry|Windows Phone) ) {
            set $tag  "${tag}1" ;
    }
    if ( $key ~*  ^/((www/fyc(/)?)|(index(/)?)|(index.php)?)$ ){
            set $tag  "${tag}2";
    }
  
    if ( $tag = "012" ) {
            set $cache  0;
            set $hosttype  "wap";
    }
  
    if ( $key ~*  ^/www/fyc/brifinfo/ ) {
            set $tag  "${tag}3";
    }
  if ( $http_user_agent ~* (Guazi/newcar|Guazi/c)) {
             set $tag  "${tag}4";
  }
  
    if ( $tag = "013" ) {
            set $cache  0;
            set $hosttype  "wap";
    }
  
    if ( $tag = "02" ){
            set $cache 0;
    }
   
    if ( $tag = "03" ){
             set $cache 0;
    }
    if ( $tag = "024"){
         set $cache 0;
         set $hosttype  "app";
   }
   if ( $tag = "034" ){
         set $cache 0;
         set $hosttype  "app";
   }
    
    if ( $tag = "0124"){
             set $cache 0;
             set $hosttype  "app";
    }
    if ( $tag = "0134" ){
            set $cache 0;
            set $hosttype  "app";
    }
  ocation ~* .*\.php?$
    {
        //接口层面
        set $cache  1;  
        if ( $http_fpmcache = 1 ){
            set $cache  0;     //如何header 传fpmcache 1 代表使用缓存
        }
        fastcgi_cache_key $scheme$host$request_uri$request_method;//一定要加上$request_method作为cache key,否则如果HEAD类型的先请求会导致后面的GET请求返回为空,
        fastcgi_cache DOMAIN_CACHE;
        fastcgi_cache_valid 200 302 301 10m;
        fastcgi_cache_use_stale updating error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
        fastcgi_ignore_headers Cache-Control Expires Set-Cookie;
        fastcgi_cache_bypass $cookie_nocache;
        fastcgi_no_cache  $cache;
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;
        add_header X-URI   $key|$request_method|$hosttype|$tag|$cache;
 
......
        }
}
  • 关注状态点:

$upstream_cache_status 变量表示此请求响应来自cache的状态,几种状态分别为:

  • MISS – The response was not found in the cache and so was fetched from an origin server. The response might then have been cached.
  • BYPASS – The response was fetched from the origin server instead of served from the cache because the request matched a proxy_cache_bypass directive (see Can I Punch a Hole Through My Cache? below.) The response might then have been cached.
  • EXPIRED – The entry in the cache has expired. The response contains fresh content from the origin server.
  • STALE – The content is stale because the origin server is not responding correctly, and proxy_cache_use_stale was configured.
  • UPDATING – The content is stale because the entry is currently being updated in response to a previous request, and proxy_cache_use_stale updating is configured.
  • REVALIDATED – The proxy_cache_revalidate directive was enabled and NGINX verified that the current cached content was still valid (If-Modified-Since or If-None-Match).
  • HIT – The response contains valid, fresh content direct from the cach

有一些情况会影响到cache的命中 这里需要特别注意

  • Nginx fastcgi_cache在缓存后端fastcgi响应时,当响应里包含“set-cookie”时,不缓存;
  • 当响应头包含Expires时,如果过期时间大于当前服务器时间,则nginx_cache会缓存该响应,否则,则不缓存;
  • 当响应头包含Cache-Control时,如果Cache-Control参数值为no-cache、no-store、private中任意一个时,则不缓存,如果Cache-Control参数值为max-age时,会被缓存,且nginx设置的cache的过期时间,就是系统当前时间 + mag-age的值
    解决:
  • 加上fastcgi_ignore_headers Cache-Control Expires Set-Cookie;可以解决这个问题



  • 性能对比:

        四核逻辑cpu

        4G 内存

        使用Jmeter 压测

       10.16.208.86 (g1-nc-test-v02

  •   g1-nc-test-v02    
    线程/sec tps 接口平均响应 cpu
    100 270/sec      253ms 60%-70%
    150 240/sec 494ms 70%-84%
    200 281/sec 561ms 84%左右
    300 280/sec 901ms 84%左右
    500 264/sec 1481ms 84%左右

 

 

 

 

 

使用了fastcgi_cache  

         四核逻辑cpu

        4G 内存

        使用Jmeter 压测

         10.16.208.87 (g1-nc-test-v01

  •   g1-nc-test-v01    
    线程/sec tps 接口平均响应 cpu
    100 832/sec      27ms 5%下
    150 1067/sec 39ms 5%下
    200 1294/sec 64ms 5%下
    300 1107/sec 153ms 5%下
    500 955/sec 284ms 5%下

 

 

 

 

 

以上对比结果: 使用了fastcgi_cache 对QPS 有大概3-5倍的提升速度。(本地单机实测,使用是未使用的10倍左右)。

 

  • 缓存命中率
    遗憾没有相关命令去查看或者统计缓存命中率,只能通过把$upstream_cache_status 打到日志上统计了。

    目前测试命中率大概处于88%-98%之间

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    14
    //类似shell脚步统计
    if "$1" != ‘‘ ];then
        if [ -e "$1" ];then
            HIT=`cat $1 | grep HIT | wc -l`
            ALL=`cat $1 | wc -l`
            HIT_RATE=`echo "scale=2;($HIT/$ALL)*100" bc`
            echo "HIT_rate = $HIT_RATE"
        else
            echo "$1 xxxxxx"
        fi
    else
         xxxxx
    fi
      

 

  • 清除

NGINX只在商业版中支持proxy_cache_purge指令清除缓存,开源的ngx_cache_purge模块只支持单一key的缓存清除。(未测)

 

  • 缺点:

Fastcgi_cache不会去检测php是否更新,所以如果有内容更新后页面不会更新

FastCGI Cache不支持分布式缓存,当服务器很多的时候,冗余的浪费将非常严重,此外还有数据一致性问题,所以它只是一个粗线条的解决方案。

 

后续分析下ngx_srcache   |    lua-resty-cache  这两个细粒度相对高的组件。

 

参考:

https://huoding.com/2014/01/13/321

https://www.ruby-forum.com/topic/3302927

http://jianjye.com/set-nginx-cache-laravel-php-app-5-mins/

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_fastcgi_module.html

https://www.webfoobar.com/node/28

 







以上是关于fastcgi_cache的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

fastcgi_cache

摘自张宴的"实战:Nginx"使用nginx的fastcgi_cache缓存php输出的内容

深入Nginx + PHP 缓存详解

nginx 的两个不同 fastcgi_cache_valid 值

微信小程序代码片段

VSCode自定义代码片段——CSS选择器