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

• 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
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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;
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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。

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。

proxy_cache_valid

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

proxy_cache_min_uses

用来设置资源被访问多少次后被缓存

proxy_cache_methods

用来设置缓存哪些HTTP方法

默认缓存HTTP的GET和HEAD方法，不缓存POST方法。

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;
    }
  }
}
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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。
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• 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。
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• 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
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$ar{g}_{n}ocache和$arg_comment

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