nginx 缓存机制

Nginx缓存的基本思路

利用请求的局部性原理,将请求过的内容在本地建立一个副本,下次访问时不再连接到后端服务器,直接响应本地内容

Nginx服务器启动后,会对本地磁盘上的缓存文件进行扫描,在内存中建立缓存索引,并有专门的进程对缓存文件进行过期判断、更新等进行管理

对于缓存,我们大概会有以下问题:

(1)缓存文件放在哪儿?

(2)缓存的空间大小是否可以限定?

(3)如何指定哪些请求被缓存?

(4)缓存的有效期是多久?

(5)对于某些请求,是否可以不走缓存?

解决这些问题后,nginx的缓存也就基本配置完成了,下面看详细配置过程

开启缓存

要使用缓存,首先要使用 proxy_cache_path 这个指令(必须放在 http 上下文的顶层位置),然后在目标上下文中使用 proxy_cache 指令

配置示例

http {
    ...
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m;
    server {
        proxy_cache one;
        location / {
            proxy_pass http://localhost:8000;
        }
    }
}

proxy_cache_path 有两个必填参数,第一个参数为 缓存目录,第二个参数keys_zone指定缓存名称和占用内存空间的大小(注:示例中的10m是对内存中缓存内容元数据信息大小的限制,如果想限制缓存总量大小,需要用 max_size 参数)

proxy_cache 的参数为之前指定的缓存名称

缓存管理的相关进程

在缓存工作中有两个附加进程:

(1)缓存管理器

定期检查缓存状态,看缓存总量是否超出限制,如果超出,就移除其中最少使用的部分

(2)缓存加载器

加载器只在nginx启动后运行一次,把缓存内容的元数据信息加载到内存空间,如果一次性加载全部缓存信息,会大量消耗资源,使nginx在启动后的几分钟里变慢,为避免此问题,有3种加载策略:

loader_threshold – 指定每次加载执行的时间

loader_files – 每次最多加载的数量

loader_sleeps – 每次加载的延时

例如:

proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m loader_threshold=300 loader_files=200;

指定缓存哪些请求

nginx默认会缓存所有 get 和 head 方法的请求结果,缓存的key默认使用请求字符串

(1)自定义key

例如 proxy_cache_key "$host$request_uri$cookie_user";

(2)指定请求至少被发送了多少次以上时才缓存,可以防止低频请求被缓存

例如 proxy_cache_min_uses 5;

(3)指定哪些方法的请求被缓存

例如 proxy_cache_methods GET HEAD POST;

缓存有效期

默认情况下,缓存内容是长期存留的,除非缓存的总量超出限制

可以指定缓存有效时间,例如

proxy_cache_valid 200 302 10m; //响应状态码为200 302时,10分钟有效

proxy_cache_valid any 5m; //对应任何状态码,5分钟有效

绕开缓存

例如 proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;

如果任何一个参数值不为空,或者不等于0,nginx就不会查找缓存,直接进行代理转发

综合示例

http {
    ...
    // 缓存目录:/data/nginx/cache
    // 缓存名称:one
    // 缓存占用内存空间:10m
    // 加载器每次迭代过程最多执行300毫秒
    // 加载器每次迭代过程中最多加载200个文件
    // 缓存硬盘空间最多为 200m
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m loader_threshold=300 
                     loader_files=200 max_size=200m;
    server {
        listen 8080;
        // 使用名称为one的缓存
        proxy_cache one; 
        location / {
            // 此location中使用默认的缓存配置
            proxy_pass http://backend1;
        }
        location /some/path {
            proxy_pass http://backend2;
        // 缓存有效期为1分钟
            proxy_cache_valid any 1m;
            // 被请求3次以上时才缓存
            proxy_cache_min_uses 3;
        // 请求中有下面参数值时不走缓存
            proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;
        }
    }
}

原文发布于微信公众号 - 性能与架构(yogoup)

原文发表时间:2015-09-13

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