2.2.1. Nginx 高性能负载均衡器 - 2.2.1-2. Nginx 代理缓存机制 - 《Java 高级开发工程师》

1. Nginx 缓存简介
2. Nginx 缓存
3. 网页缓存

1. Nginx 缓存简介

nginx 的 http_proxy 模块，可实现类似于 Squid 的缓存功能。
Nginx 对客户已经访问过的内容在 Nginx 服务器本地建立副本，这样在一段时间内再次访问该数据，就不需要通过 Nginx 服务器再次向后端服务器发出请求，所以能够减少 Nginx 服务器与后端服务器之间的网络流量，减轻网络拥塞，同时还能较小数据传输延迟，提高用户访问速度。
同时，后端服务器宕机时，Nginx 服务器上的副本资源还能够回应相关的用户请求，这样能够提高后端服务器的鲁棒性(健壮性)。

2. Nginx 缓存

1. 缓存文件放在哪儿？

proxy_cache_path：Nginx 使用该参数指定缓存位置。
proxy_cache：该参数为之前指定的缓存名称。
proxy_cache_path：有两个必填参数
- 第一个参数weight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。

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;
http {
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m max_size=10g;
    upstream zp.purple.com {
        server 127.0.0.1:8881;
        server 127.0.0.1:8882;
        server 127.0.0.1:8883;
    }
    server {
        listen 80;
        proxy_cache one;
        server_name zp.purple.com;
        location / {
            proxy_pass http://zp.purple.com;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
        }
    }
}

注：示例中的 10m 是对内存中缓存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。

2. 如何指定哪些请求被缓存？

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。
- 自定义 key：例如 proxy_cache_key "$host$request_uri$cookie_user";
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_user 5;
指定哪些方法的请求被缓存
- 例如 proxy_cache_methods GET HEAD POST;

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

http {
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m max_size=10g;

    upstream zp.purple.com {
        server 127.0.0.1:8881;
        server 127.0.0.1:8882;
        server 127.0.0.1:8883;
    }

    server {
        listen 80;
        proxy_cache one;
        server_name zp.purple.com;

        location / {
            proxy_pass http://zp.purple.com;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
            proxy_cache_key $host$request_uri$cookie_user;
        }
    }

}

3. 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：
- 响应状态码为 200 302 时，10 分钟有效。
```
proxy_cache_valid 200 302 10m;
```
- 对任何状态码，5 分钟有效。
```
proxy_cache_valid any 5m;
```

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

http {
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m max_size=10g;

    upstream zp.purple.com {
        server 127.0.0.1:8881;
        server 127.0.0.1:8882;
        server 127.0.0.1:8883;
    }

    server {
        listen 80;
        proxy_cache one;
        server_name zp.purple.com;

        location / {
            proxy_pass http://zp.purple.com;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
            proxy_cache_valid 200 302 10m;
        }
    }

}

4. 对于某些请求，是否可以不走缓存？

proxy_cache_bypass：该指令响应来自原始服务器而不是缓存。
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。

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

http {
    proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m max_size=10g;

    upstream zp.purple.com {
        server 127.0.0.1:8881;
        server 127.0.0.1:8882;
        server 127.0.0.1:8883;
    }

    server {
        listen 80;
        proxy_cache one;
        server_name zp.purple.com;

        location / {
            proxy_pass http://zp.purple.com;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
            proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
        }
    }

}

3. 网页缓存

网页的缓存是由 HTTP 消息头中的“Cache-control”来控制的，常见的取值有 private、no-cache、max-age、must-revalidate 等，默认为 private。其作用根据不同的重新浏览方式分为以下几种情况。 | Cache-durective | 说明 | | —- | —- | | public | 所有内容都将被缓存（客户端和代理服务器都可缓存） | | private | 内容只缓存到私有缓存中（仅客户端可以缓存，代理服务器不可缓存） | | no-cache | 必须先与服务器确认返回的响应是否被更改，然后才能使用该响应来满足后续对同一个网址的请求。因此，如果存在合适的验证令牌（ETag），no-cache 会发起往返通信来验证缓存的响应，如果资源未被修改，可以避免下载。 | | no-store | 所有内容都不会被缓存到缓存或 Internet 临时文件中。 | | must-revalidation/proxy-revalidation | 如果缓存的内容失效，请求必须发送到服务器/代理以进行重新验证 | | max-age=xxx(xxx is numeric) | 缓存的内容将在 xxx 秒后失效，这个选项只在 HTTP1.1 可用，并如果和 Last-Modified 一起使用时，优先级较高 |