08-Nginx缓存集成

1、缓存的概念

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。

缓存的优点
1.减少数据传输，节省网络流量，加快响应速度，提升用户体验；
2.减轻服务器压力；
3.提供服务端的高可用性；
缓存的缺点
1.数据的不一致
2.增加成本

2、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。

3、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，接下来我们把常用的指令来进行介绍下。

proxy_cache_path

该指定用于设置缓存文件的存放路径

path:缓存路径地址,如：

 /usr/local/proxy_cache
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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，第一次是1个字母，第二次是2个字母
举例说明:

 slfx[key]通过MD5加密以后的值为 43c8233266edce38c2c9af0694e2107d
 levels=1:2   最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/d/07
 levels=2:1:2 最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/7d/0/21
 levels=2:2:2 最终的存储路径为??/usr/local/proxy_cache/7d/10/e2
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keys_zone:用来为这个缓存区设置名称和指定大小，如：

 keys_zone=slfx:200m  缓存区的名称是slfx,大小为200M,1M大概能存储8000个keys
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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
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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
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配置实例:

 http{
     proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache keys_zone=slfx:200m  levels=1:2:1 inactive=1d max_size=20g;
 }
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proxy_cache

该指令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。

zone_name：指定使用缓存区的名称

proxy_cache_key

该指令用来设置web缓存的key值，Nginx会根据key值MD5哈希存缓存。

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

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
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proxy_cache_min_uses

该指令用来设置资源被访问多少次后被缓存

proxy_cache_methods

该指令用户设置缓存哪些HTTP方法

默认缓存HTTP的GET和HEAD方法，不缓存POST方法。

4、Nginx缓存设置案例

4.1 需求分析

4.2 步骤实现

1.环境准备
应用服务器的环境准备
（1）在192.168.75.134服务器上的tomcat的webapps下面添加一个js目录，并在js目录中添加一个jquery.js文件

[root@k8snode2 js]# tree /opt/apache-tomcat-8.5.47/webapps/js
/opt/apache-tomcat-8.5.47/webapps/js
└── jquery.js

0 directories, 1 file
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（2）启动tomcat
（3）访问测试

http://192.168.75.134:8080/js/jquery.js
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http{
	upstream backend{
		server 192.168.75.134:8080;
	}
	server {
		listen       8080;
        server_name  localhost;
        location / {
        	proxy_pass http://backend/js/;
        }
	}
}
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（2）完成Nginx缓存配置
访问：http://192.168.75.131:8080/jquery.js
2.添加缓存配置

http{
	proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=slfx:200m inactive=1d max_size=20g;
	upstream backend{
		server 192.168.:8080;
	}
	server {
		listen       8080;
        server_name  localhost;
        location / {
            proxy_cache slfx;
            proxy_cache_key nginx;
            proxy_cache_min_uses 5;
            proxy_cache_valid 200 5d;
            proxy_cache_valid 404 30s;
            proxy_cache_valid any 1m;
            add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
            proxy_pass http://backend/js/;
        }
	}
}
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3.测试
访问：http://192.168.75.131:8080/jquery.js

[root@zqf 9]# tree /usr/local/proxy_cache/
/usr/local/proxy_cache/
└── 4
    └── d7
        └── 9
            └── ee434023cf89d7dfb21f63d64f0f9d74

3 directories, 1 file
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nginx md5加密后的值：ee434023cf89d7dfb21f63d64f0f9d74
查看缓存是否命中:
第一次访问：nginx-cache: MISS

5、Nginx缓存的清除

5.1 方式一:删除对应的缓存目录

 rm -rf /usr/local/proxy_cache/......
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5.2 方式二:使用第三方扩展模块

ngx_cache_purge

（1）下载ngx_cache_purge模块对应的资源包，并上传到服务器上。
地址：https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge

wget http://labs.frickle.com/files/ngx_cache_purge-2.3.tar.gz
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（2）对资源文件进行解压缩

 tar -zxf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz
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（3）修改文件夹名称，方便后期配置

 mv ngx_cache_purge-2.3 purge
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（4）查询Nginx的配置参数

 nginx -V
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（5）进入Nginx的安装目录，使用./configure进行参数配置

 ./configure --add-module=/opt/purge
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（6）使用make进行编译

 make
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（7）将nginx安装目录的nginx二级制可执行文件备份

 mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginxold
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（8）将编译后的objs中的nginx拷贝到nginx的sbin目录下

 cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin
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（9）使用make进行升级

 make upgrade
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（10）在nginx配置文件中进行如下配置

 server{
      
     location ~/purge(/.*) {
         proxy_cache_purge slfx nginx;
     }
 }
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(11)测试删除缓存
http://192.168.75.131:8080/purge/jquery.js

6、Nginx设置资源不缓存

前面咱们已经完成了Nginx作为web缓存服务器的使用。但是我们得思考一个问题就是不是所有的数据都适合进行缓存。比如说对于一些经常发生变化的数据。如果进行缓存的话，就很容易出现用户访问到的数据不是服务器真实的数据。所以对于这些资源我们在缓存的过程中就需要进行过滤，不进行缓存。
Nginx也提供了这块的功能设置，需要使用到如下两个指令

proxy_no_cache

该指令是用来定义不将数据进行缓存的条件。

配置实例

proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
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proxy_cache_bypass

该指令是用来设置不从缓存中获取数据的条件。

配置实例

 proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
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上述两个指令都有一个指定的条件，这个条件可以是多个，并且多个条件中至少有一个不为空且不等于"0",则条件满足成立。上面给的配置实例是从官方网站获取的，里面使用到了三个变量，分别是$cooki{e}_{n}ocache、$arg_nocache、$arg_comment

$cooki{e}_{n}ocache、$arg_nocache、$arg_comment

这三个参数分别代表的含义是:

 $cookie_nocache
 指的是当前请求的cookie中键的名称为nocache对应的值
 $arg_nocache和$arg_comment
 指的是当前请求的参数中属性名为nocache和comment对应的属性值
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案例演示下:

 log_format params $cookie_nocache | $arg_nocache | $arg_comment；
 server{
     listen  8081;
     server_name localhost;
     location /{
         access_log logs/access_params.log params;
         add_header Set-Cookie 'nocache=999';
         root html;
         index index.html;
     }
 }
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测试：http://192.168.75.131:8081/?nocache=777&comment=999
查看日志：

[root@zqf proxy_cache]# tail -f /usr/local/nginx/logs/access_params.log 
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999|-|-
999|-|-
999|-|-
999|777|999
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案例实现

设置不缓存资源的配置方案

 server{
     listen  8080;
     server_name localhost;
     location / {
         if ($request_uri ~ /.*\.js$){
            set $nocache 1;
         }
         proxy_no_cache $nocache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
         proxy_cache_bypass $nocache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
     }
 }
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访问：http://192.168.75.131:8080/jquery.js?nocache=1&comment=9