Nginx缓存基础

1 nginx缓存的流程

客户端需要访问服务器的数据时，如果都直接向服务器发送请求，服务器接收过多的请求，压力会比较大，也比较耗时；而如果在nginx缓存一定的数据，使客户端向基于nginx的代理服务器发送请求，可以有效节省时间。
如图所示，基于nginx缓存，客户端访问的流程是：客户端向nginx发送请求url。nginx检查自身缓存目录里有无要访问的数据，如果有则将缓存的数据发送给客户端。如果没有，则nginx向服务器发送请求，向服务器请求数据；服务器将数据发送给nginx后，nginx自身缓存的同时将数据转发给客户端。那么下一次有客户端有相同的数据请求时，就可以像有的情况一样，直接由nginx发送给客户端。

2 必备基础知识

2.1 listen和server_name

用户请求发来之后，同server{}下的listen和server_name进行匹配，如果匹配成功，那么将请求交给当前server里的location块来处理。
这里的listen和server_name自然是nginx所在服务器的端口和地址。如果nginx部署在内网服务器，虽然客户端发送请求的是外部地址和端口，但是这里还是要设置成内网的地址。

2.2 location块

2.2.1基本配置

server块可以同时配置多个location

server{
	listen port;
	server_name localhost;
	location /{
	}
	location /abc{
	}
	...
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

location:用来设置请求的URI

2.2.2 匹配

uri变量是待匹配的请求字符串，可以不包含正则表达式，也可以包含正则表达式，那么nginx服务器在搜索匹配location的时候，是先使用不包含正则表达式进行匹配，找到匹配度最高的一个，然后在通过包含正则表达式的进行匹配，如果能匹配到直接访问，匹配不到，就使用刚才匹配度最高的那个location来处理请求。
=：用于不包含正则表达式的uri前，必须与指定的模式精确匹配

/：只要以ip:port/abc开头的全部都能访问

location /abc{
	}
1
2

location =/abc{
	}
# 精确匹配
# ip:port/abc、ip:port/abc?p1=TOM可以匹配
# ip:port/abcd不能匹配
1
2
3
4
5

~:正则匹配

location ~/abc{
	}
1
2

root：

location /abc{
	root html;
	# root为资源存放的目录
	inedx index.html;
	}
1
2
3
4
5

2.2.3 地址匹配优先级

location / {
}
因为所有的地址都以 / 开头，所以这条规则将匹配到所有请求 比如访问 / 和 /abc, 则 / 匹配， /abc 也匹配，\n但后面前缀路径会和最长字符串优先匹配（最长匹配）
location /abc/ {
}
匹配任何以 /abc/ 开头的地址，匹配符合以后，还要继续往下搜索其它 location只有其它 location后面的前缀路径没有匹配到时，才会采用这一条
location /abc/def {
}
匹配任何以 /abc/def 开头的地址，匹配符合以后，还要继续往下搜索其它 location只有其它 location后面的前缀路径没有匹配到时，才会采用这一条。
因此匹配优先级：精准=>一般/
都是一般的情况下，哪个location后跟的地址长度长，哪个优先级高，比如：
location /abc/def {}>location /abc {}>location / {}

3 指令解析

3.1 proxy_cache_path指令

3.1.1 语法

proxy_cache_path path [levels=a:b:c] keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time] [max_size=sizes]
1

path可以是/usr/local/proxy_cache

3.1.2 levels

levels可以将字符串密文与缓存目录进行结合，指定缓存空间对应的目录，最多可以设置三层，每层取值为1或2：
levels=1:2 缓存空间有两层目录，一层是1个字母，二层是2个字母
如果字符串密文为dsciwbdciow87y8hwdh29
那么levels=1:2最终的存储目录为：/usr/local/proxy_cache/9/h2

3.1.3 keys_zone

可以指定缓存区的名称与大小
keys_zone=impar:300m
缓存区名称为impar，大小为300m.

3.1.4 inactive

指定缓存的数据多久未被访问会被删除的时间
inactive =2d
2d表示2天

3.1.5 max_size

设置最大的缓存空间，如果缓存空间存满，会覆盖目前缓存时间最长的数据
max_size=10g

3.1.6 配置位置

http中，server外

3.3 proxy_cache

该指令用来开启或关闭缓存，如果是开启则自定使用哪个缓存区来缓存
开启

proxy_cache zone_name
1

关闭

proxy_cache off
1

位置：http、server、location里

3.4 proxy_cache_key

该指令用来设置web缓存中的key值，nginx会根据key值的MD5进行哈希缓存
位置同上

3.5 proxy_cache_valid

该指令用来对不同返回状态码的URL设置不同的缓存时间
位置同上

proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid 202 302 1m;
proxy_cache_valid any 1m;
1
2
3

1该设置从上到下进行，如果在上面的步骤中被设置（如404，202，302），就不会更改，最后的any只能设置除404，202，302以外的状态。
2nginx缓存代理中常有情况：nginx尚未缓存某数据，但是客户端发出请求该数据的信息，nginx往往只能先回复404。但是稍后nginx从服务器请求到了该数据后，客户端再请求该数据那按照原理必然要返回该数据，而不是404。因此，之前请求对应的返回状态码应该有一个“限定有效的时间”。这就需要靠proxy_cache_valid来设置了。

3.6 proxy_cache_min_uses

该指令用来设置资源被访问多少次后会被缓存

proxy_cache_min_uses number
1

位置同上

3.7 proxy_cache_methods

该指令用户设置缓存哪些http方法

proxy_cache_methods method
1

method可选方式为GET, HEAD, POST.
默认方式为GET, HEAD。
位置同上。

4 add_header 可选项

1下面的可选项不是必须的，只是方便在测试的时候查看是否命中缓存

add_header nginx-cache $upstream_cache_status;
1

效果：

2add_header Access-Control-Allow-Methods
明确了客户端所要访问的资源允许使用的方法或方法列表，可以是"GET,OPTIONS,POST,HEAD,PUT,DELETE"

3add_header Accept-Ranges
此字段的值表示可用于定义范围的单位，可以是"bytes"

4add_header Access-Control-Allow-Origin "*";
表示服务器可以接受所有的请求源（Origin）,即接受所有跨域的请求。

5add_header Access-Control-Allow-Headers
可支持的请求首部名字。请求头会列出所有支持的首部列表，用逗号隔开。
示例：

add_header Access-Control-Allow-Headers "*";
1

注意以下这些特定的首部是一直允许的：Accept, Accept-Language, Content-Language, Content-Type，这些被称作simple headers，无需特意声明它们。

参考

[1]nginx教程nginx教程
[2]Access-Control-Allow-HeadersAccess-Control-Allow-Headers
[3]Access-Control-Allow-Origin
[4]Accept-Ranges
[5]NGINX缓存详解（二）之服务端缓存