Nginx作为缓存服务
一、缓存类型
1、服务端缓存
2、代理缓存
3、客户端缓存
4、代理缓存的工作流程：
二、代理缓存配置语法
1、代理缓存路径
配置语法
Syntax: proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [manager_files=number] [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time]; Default: — Context: http
定义缓存目录空间大小和名字。
可参考 http_proxy_module中proxy_cache官网文档：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html#proxy_cache_path
2、配置代理缓存
配置语法：
Syntax: proxy_cache zone | off; Default: proxy_cache off; Context: http, server, location
zone : 就是上一步所配置的 proxy_cache_path 中 path 的名字。表示缓存存入哪个路径。
3、缓存过期时间
配置语法：
Syntax: proxy_cache_valid [code ...] time; Default: — Context: http, server, location
code ： http 状态码。
例如配置 proxy_cache_valid 200 12h 意思是状态码为 200 的 缓存 12个小时。
4、缓存的维度
Syntax: proxy_cache_key string; Default: proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri; Context: http, server, location
proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri : http协议 + 主机名 + uri 把这三个作为一个单独的key来缓存。
如何还需要缓存别的，就按照这种格式来设置。
示例：
a、负载均衡缓存服务配置（/etc/nginx/conf.d/cache_test.conf）如下：
upstream chrdai { server 192.168.0.133:8001; server 192.168.0.133:8002; server 192.168.0.133:8003; } proxy_cache_path /opt/app/cache levels=1:2 keys_zone=chrdai_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off; server { listen 80; server_name localhost; #charset koi8-r; #access_log /var/log/nginx/host.access.log main; location / { proxy_cache chrdai_cache; proxy_pass http://chrdai; proxy_cache_valid 200 304 12h; proxy_cache_valid any 10m; proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status"; proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504; include conf.d/proxy_params; //proxy_params请参考我上一章的内容 } }
配置说明：
proxy_cache_path /opt/app/cache
存放缓存文件的目录
levels=1:2
目录分级，按照两层目录的方式来进行分级。
keys_zone=chrdai_cache:10m
zone空间的名字，后面配置 proxy_cache 后面配的就是这个名字。10m表示开辟key空间的大小，一般1m大概能存放8000个key。
max_size=10g
表示缓存目录最大是多大，不能让缓存无限增长占满整个磁盘。当缓存空间满了后，Nginx就会触发淘汰规则，把不常访问的就会淘汰掉。
inactive=60m
这个60m是时间单位，表示60分钟，表示如果在60分钟内如果某个缓存没有被访问过，就会把它清理掉。
use_temp_path=off
这个是用来存放临时文件的，建议关闭，如果打开的话，Nginx会另外建立一个目录和cache目录两个目录在更新缓存时容易出现一些性能方面的损耗。
proxy_cache chrdai_cache
表示我们已经开启了代理缓存，该值是proxy_cache_path中的 keys_zone 的值，如果不想使用代理缓存，将该值配置成 off。
proxy_pass http://chrdai
代理的地址
proxy_cache_valid 200 304 12h;
状态码为200,304的响应过期时间为 12h。
proxy_cache_valid any 10m;
除了200和304状态码的其它状态码的缓存时间为10分钟。
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
设置默认缓存的key。
$is_args表示请求中的URL是否带参数,如果带参数,$is_args值为"?"。如果不带参数,则是空字符串。
$args表示HTTP请求中的参数。
add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
增加一个http响应头信息，Nginx-Cache，告诉客户端是否已经命中代理缓存。
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
当我们的后端其中一台服务器出现错误，超时，或者500,502,503,504等不正常的头返回时，就跳过这一台，去访问下一台。避免因为单台服务器的异常对前端产生影响。
b、 另外三台真实服务器的配置如下：
第一台（/etc/nginx/conf.d/realserver1.conf）：
第二台（/etc/nginx/conf.d/realserver2.conf）：
第三台（/etc/nginx/conf.d/realserver3.conf）：
c、分别在三台真实服务器（当然我这里是在一台服务器中用三个端口模拟的）的项目目录下建立index.html文件。
第一台（/opt/app/code1）：
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>proxy_cache test</title> </head> <body> <p>Test proxy_cache1</p> </body> </html>
第二台（/opt/app/code2）：
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>proxy_cache test</title> </head> <body> <p>Test proxy_cache2</p> </body> </html>
第三台（/opt/app/code3）：
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>proxy_cache test</title> </head> <body> <p>Test proxy_cache3</p> </body> </html>
c、先在代理服务器中将缓存关闭 （proxy_cache off），刷新页面，发现页面可以在三个站点间轮询显示。‘
d、然后在把代理缓存打开，发现页面不在轮询了，请求头多了缓存头（这是头我们配置的）。
刷新第一遍的时候，请求头 Nginx-Cache : MISS
第二遍刷新的时候就命中了代理缓存。
同时也会在我们配置的缓存目录（/opt/app/cache）生成缓存目录
三、清理指定缓存
方法一
m -rf 缓存目录内容
这样会把所有的缓存都给清空掉。
方法二
第三方拓展模块 ngx_cache_purge
四、如何让部分页面不缓存
配置语法
Syntax：proxy_no_cache string...; Default：-; Context：http,server,location;
配置示例：
upstream chrdai { server 192.168.0.133:8001; server 192.168.0.133:8002; server 192.168.0.133:8003; } proxy_cache_path /opt/app/cache levels=1:2 keys_zone=chrdai_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off; server { listen 80; server_name localhost; #charset koi8-r; #access_log /var/log/nginx/host.access.log main; if ($request_uri ~ ^/(index.html|login|register|password|\/reset)) { set $cookie_nocache 1; } location / { proxy_cache chrdai_cache; proxy_pass http://chrdai; proxy_cache_valid 200 304 12h; proxy_cache_valid any 10m; proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment; proxy_no_cache $http_pragma $http_authorization; add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status"; proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504; include conf.d/proxy_params; } }
这里配置的意思就是当url中匹配到了 index.html , login, register, password 和 reset 时，不缓存该url所对应的页面。
五、缓存命中分析
方式一
通过设置 response 的头信息 Nginx-Cache
add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
方式二
通过设置 log_format,打印日志进行分析。（打印 $upstream_cache_status 这个Nginx默认的变量）
$upstream_cache_status 这个变量有以下几种值：
| 状态 | 含义 |
| MISS | 未命中，请求被传送到后台处理 |
| HIT | 缓存命中 |
| EXPIRED | 缓存已经过期，请求被传送到后台处理 |
| UPDATING | 正在更新缓存，将使用旧的应答 |
| STALE | 后端得到过期的应答 |
缓存命中率 = HIT次数 / 总请求次数。
示例：
首先在 /etc/nginx/nginx.conf 中的 logformat 中加入 $upstream_cache_status 这个变量。
然后配置缓存代理的 access_log 的路径
然后使用linux 的awk 命分析日志 。
awk '{if($NF=="\"HIT\""){hit++}}END{printf "%.2f", hit/NR}' /var/log/nginx/proxy_cache_access.log
命令解释：
$NF : 日志每行的最后一个参数。
hit：我们自定义的一个变量，用来记录被命中的次数。
NR：AWK的内置变量，表示本次分析所扫描日志的总行数。
命令执行结果：
说明我们的缓存命中率为 58%。
六、大文件的分片请求
http_slice_module
配置语法
Syntax：slice size; Default：slice 0; Context：http,server,location;
size 是一个大小，表示是大文件被分割后，小文件的大小。
实现原理
会根据 Range 的值分割成小的请求去请求后端，返回回来的就是一个一个小的缓存文件，
优势：
每个子请求收到的数据都会形成一个独立文件，一个请求断了，其它请求不受影响。
缺点：
当文件很大或者 slice 很小的时候，可能会导致文件描述符耗尽等情况。
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