Nginx缓存集成07

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Nginx缓存集成

缓存概述

客户端的所有请求直接请求服务端, 会影响服务端的性能. 如: 接收过多请求, 压力增大, 某些操作比较耗时, 影响响应速度. 所以引入缓存机制可以大大减轻服务器压力.

用户请求资源数据时, 先从缓存中查看, 若缓存中存在则直接返回给客户, 若不存在, 才请求服务器资源获取, 在返回用户的同时将其放入缓存, 下次就可以直接从缓存中获取

缓存使用场景:

场景 作用
操作系统磁盘缓存 减少磁盘机械操作
数据库缓存 减少文件系统IO操作
应用程序缓存 减少对数据库的查询
Web服务器缓存 减少对应用服务器请求次数
浏览器缓存 减少后台交互次数

缓存优点:

减少数据传输, 节省网络带宽流量, 加快响应速度, 提升用户体验

减轻服务器压力

提供服务端高可用性

缓存缺点:

数据的即时性和一致性可能有延迟

增加成本

Nginx的web缓存服务

基于proxy store实现, 将URL及相关组合当做key, 在使用MD5算法对key进行哈希, 的到硬盘对应的哈希目录路径, 从而将缓存内容保存在该目录中. Nginx支持对指定URL或者状态码设置过期时间, 也可以使用purge命令手动清除指定URL缓存

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Nginx缓存设置指令

Nginx的web缓存服务主要是使用ngx_http_proxy_module完成,常用指令如下:

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文档: https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html
proxy_cache_path指令

用于设置缓存文件的存储路径

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语法:
	proxy_cache_path path [levels=number]  keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time] [max_size=size]
位置:
	http块
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- path 为缓存路径地址, 如: /usr/local/proxy_cache

- levels 指定缓存空间子目录等级, 最多设置三层, 每层取值为1或2. 如:
	levels=1:2	代表缓存空间有两层, 第一层是一个字符, 第二层是两个字符 
	设置key=ni9ne, 通过MD5编码后为:f5d6316dd7ab283c02f90cd236dce1cc
	levels=1:2	最终存储路径为: /usr/local/proxy_path/c/1c
	levels=2:1:2最终存储路径为: /usr/local/proxy_path/cc/1/ce

- key_zone 指定该缓存区名称和大小. 如:
	key_zone=ni9ne:200m	代表缓存区的名称为ni9ne,大小为200m

- inactive 指定缓存数据多久时间未访问才会删除.如:
	inactive=1d	代表数据仅缓存1天, 1天内没有访问就会删除

- max_size 设置最大缓存空间, 若空间已满, 默认覆盖缓存时间最长的资源
	max-size=20g

配置实例:

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http{
    ...
    proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:2 keys_zone=ni9ne:200m inactive=1d max_size=20g
    ...
}
proxy_cache指令

用于开启或关闭指定缓存配置

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语法:
	proxy_cache zone_name [off];
默认值:
	proxy_cache off;
位置:
	http server location块
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- zone_name 指定用于缓存区的名称
proxy_cache_key指令

用于指定web缓存的key值, Nginx会依据key值MD5哈希存储缓存

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语法:
	proxy_cache_key key;
默认值: 
	proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
位置:
	http server location块
proxy_cache_valid指令

用于对不同返回状态码的URL设置不同的缓存时间

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语法:
	proxy_cache_valid [code] time;
位置:
	http server location块
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如:
proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
# 设置200和302响应的URL缓存10分钟, 响应404的URL缓存1分钟
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指令

用于设置资源被访问多少次后备缓存

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语法:
	proxy_cache_min_uses;
默认值:
	proxy_cache_min_uses 1;
位置:
	http server location块
proxy_cache_methods指令

用于设置缓存哪些方法的请求

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

Nginx缓存设置案例

客户端请求134服务器, 获取jquery.js文件, 但文件存在于135服务器中, 服务器134在获取135资源后, 将其缓存, 后续请求资源将从缓存中获取

环境准备
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# 135服务器配置jquery.js路径
    server{
        listen 80;
        server_name localhost;
        location /js{
            root /var/www/project/;
            index index.html;
        }
    }
# 配置完成后测试是否可以访问路径: http://192.168.253.135/js/jquery.js

# 134配置代理转发
	server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location /js {
            proxy_pass http://192.168.253.135/js/;
        }
	}
# 配置完成后测试是否可以获取文件 http://192.168.253.134/js/jquery.js
添加缓存配置
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# 修改134服务器配置为:
http{
    ...
    proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:2 keys_zone=ni9ne:200m inactive=30s max_size=20g
    ...
	server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location /js {
            proxy_cache ni9ne;
            proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
            proxy_cache_valid 200 20s;	
            proxy_cache_valid 404 30s;	# 访问404状态保存30秒
            proxy_cache_valid any 1m;
            proxy_cache_min_uses 5; 	# 最少使用5次后才缓存
        	# 添加header,验证缓存命中状态 HIT/MISS
            add_header Nginx-Cache-Status "$upstream_cache_status";
            proxy_pass http://192.168.253.135/js/;
        }
    }
}
验证缓存结果

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Nginx缓存清除

方式一: 删除对应缓存目录
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$ sudo rm -rf /usr/local/proxy_pass/...
方式二: 第三方扩展模块

使用ngx_cache_purge模块清除缓存, 需要安装模块

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模块: https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge
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# 配置清除路由
http {
    proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:2 keys_zone=ni9ne:200m inactive=30s max_size=2g;
    server {
        location /js {
            proxy_cache ni9ne;
            proxy_cache_key $scheme$host$request_uri;
            proxy_cache_valid any 1m; 
            add_header Nginx-Cache-Status "$upstream_cache_status";
            add_header Nginx-Cache-Key "$scheme$host$request_uri";
            proxy_pass http://192.168.253.135/js/;
        }
        location ~ /purge(/.*) {
            proxy_cache_purge ni9ne $scheme$host$1;	# 无法获取$proxy_host
        }
    }
}

访问清除页面结果

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Nginx设置资源不缓存

对不需要缓存的数据进行指定, 使用以下指令可以实现

proxy_no_cache指令

定义不缓存数据的条件

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语法:
	proxy_no_cache string ...;
位置: 
	http server location块
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# 配置实例
proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
proxy_cache_bypass指令

设置不从缓存中获取数据的条件

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语法: 
	proxy_cache_bypass string ...;
位置:
	http server location块
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# 配置实例
proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

上述两个指令均支持多个条件, 且可以同时使用, 条件中只要至少有一个不为空且不等于’0’, 则条件满足成立, 不缓存或不获取缓存数据

涉及内置变量介绍
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- $cookie_nocache
	当前请求的cookie中键为nocache对应的值
	测试可使用 add_header Set-Cookie 'nocache=1'
- $arg_nocache/$arg_comment
	当前请求的参数中属性名为nocache和comment对应的属性值
案例实现
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http {
	server {
        location /js {
            if ($request_uri ~ /.*\.js$){
                set $my_cache_sign 1;
            }
            proxy_cache ni9ne;
            proxy_pass http://192.168.253.135/js/;
            # proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment $my_cache_sign;
            proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment $my_cache_sign;
        }
    }
}

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