nginx缓存

nginx缓存

cache of nginx

缓存即数据交换的缓冲区，当A与B进行数据交互时，先去找缓存中是否有数据，若在缓存中找不到想要的数据，那么再去B中找；找到了就直接返回不用和B再打交道了。

1.缓存概述

生活中有很多场景，都和缓存相似。这不过年了，秃头男突然想吃猪肉炖粉条了，就去冰箱里去拿猪肉，发现冰箱里空空如也，于是乎就去集市买了两斤。单身汉一人一顿也吃不完啊，于是切了半斤把剩余的又放冰箱里了，美美的吃了一顿。下次再吃就不用去集市了，直接从冰箱里拿即可，等吃完再去集市买呗。

哲学上说存在即合理，那么缓存的存在肯定有他的优势，相反的，有好处就必然会有坏处，事物总是有两面性的。

我们购买电脑的时候常常会看到CPU的描述会有6m或者8m、二级或者三级缓存，对于普通消费者来说肯定是一脸懵逼不知所云，光听销售员吹的天花乱坠去了。对于开发者来说，缓存已经不是一个陌生的东西了，在这个21世纪快速消费的时代，满足消费者的极致体验和与消费者的快速交互，是互联网产品都要解决的一大难题。从而应运而生的各种技术，百家齐放，相互竞争，以让自家产品稳定运行、响应速度快人一等。

缓存追求的是快。在没有缓存时，一个get请求要从服务器获取数据，一般都会经过服务器方的统一网关入口，然后再到具体的服务器，服务器中存储数据的地方一般都是数据库，所以在服务器这里还要再调用应用程序比如MySQL、Oracle等数据库获取资源数据。

数据库是把数据存放到硬盘中，一读一写是一种IO操作，速度就很慢，而缓存是以电信号的形式存在于内存中的数据，读取的速度和硬盘相比就是一个天上一个地下了。

既然缓存是用电信号表示的，那么是不是没电了，缓存也就消失了。所以缓存的致命缺点就是断电即消失，无法找回，无法修复。而硬盘却可以在断电的情况下存储数据，二者在存储原理上是不一样的，所以快亦有风险。

2.缓存原则

秃头男的冰箱的位置放在厨房好，还是放在卧室好还是大厅好啊？对于做饭来说肯定是放在厨房好咯。所以缓存的第一个原则就是越近越好。

越靠近用户，则带宽等网络资源消耗就越少，路短了用时不就短了，能用本地缓存就不要发网络请求。

第二个原则是能用自家缓存就不要用别人家的缓存，秃头男能买的起冰箱就不要把肉放在隔壁老王家。也就是说，对于服务器来说，能用本机缓存最好，若使用其他机器上的缓存是不是还要发送网络请求，这一来一回是不是就会占用很多资源。

3.web缓存

那么什么是web缓存呢？

web缓存位于内容源web服务器和客户端之间，当访问一个url时，web服务器会去后端服务器取回要输出的内容，然后当下一个请求到来时，如果访问的是同一个url，web服务器则会直接输出内容给客户端，而不是向后端服务器再次发送请求。

web缓存服务器，降低了后端服务器和数据库的负载吗，减少了网络延迟，提高了用户访问速速。

那么我们常用的缓存软件比如redis、memcache，是不是web缓存呢？答案是不是的，为什么呢？因为这两者是需要通过应用程序去操作，需要通过建立连接，通过自己的程序也就是代码去控制存储拉取，要在服务器内部进行处理。而web缓存对于同一个url来说，第一次请求会访问服务器，但是第二次请求不到服务器就直接返回了。

为什么第二次请求不经过服务器呢？是因为web服务器的存在，请求在达到web服务器的时候就发现这个url已经请求过了，且缓存了该url的内容，所以直接通过缓存返回了。都没见到内部服务器的面儿。如上图所示，仅从距离上来看就能知道，web缓存可以降低网络开销，加快响应速度。

4.nginx缓存实战

说了那么多，我们来看看nginx缓存是怎么操作的吧！实践是检验真理的唯一标准，千看万看不如用手与干。我在看技术类文章的时候，也会眼高手低，想着：嗯，很简单，这么这么操作就行，很好记，很easy啦…等到要写了代码了：哎？怎么写的来着？相信很多人都有过这种行为。

代码这种东西，100个人写同一段代码，总会有人要么运行不起来要么有bug。因为不同的人环境不一样配置不一样，所以实践才能知道这段代码自己能不能运行得到期望的结果。光靠想是没用的！

nginx缓存相关指令

nginx的缓存指令在proxy模块中可以查到.

其中核心指令就是 proxy_cache、proxy_cache_path和proxy_cache_valid。

1

proxy_cache_path

nginx缓存是将缓存的内容存储到磁盘和内存两种途径，此指令声明了缓存在硬盘中的存储路径，最大存储量，失效时间等。

2

proxy_cache

nginx缓存是共享的，也就是proxy_cache_path声明的一个nginx缓存可以被其他localtion所共用，所以就有个zone的概念，proxy_cache_path声明zone即缓存的别名，proxy_cache指定该别名表示使用这块缓存。

3

proxy_cache_valid

此指令可以控制不同响应状态码的HTTP响应的缓存失效时间。比如响应码是200的缓存10s ，404状态则缓存1s。

nginx配置

1http {
2 proxy_cache_path cache/test levels=1:2 keys_zone=myCache:10m max_size=1g inactive=30s use_temp_path=off;
3 server {
4 listen 80;
5 add_header X-Cache $upstream_cache_status;
6 location / {
7 proxy_pass http://127.0.0.1:8088;
8 proxy_cache_valid 10s;
9 proxy_cache myCache;
10 }
11 }
12}
如上所示。

proxy_cache_path 指令

1

cache/test：缓存数据存储在根目录下的cache/test目录中

2

levels：表示缓存文件在目录中的存储方式，不用关心，最好是1:2就行。

3

keys_zone=myCache:10m：定义一块共享的内存区域，名称叫myCache，大小为10m，用来存储key值和缓存数据的信息，10m大约可以存8000个key。这个10m和缓存在硬盘中的容量不是一个概念。

4

max_size：缓存在硬盘中存储的最大容量，超容则删除最不常用的缓存腾出空间，删除规则也可以手动配置。

5

inactive：表示已缓存数据在硬盘中的最大存储时间，超时就删除，默认10分钟。

6

use_temp_path：是否使用临时存储路径，意思是先有临时存储路径，然后再把临时的存储文件转到真正的存储路径也就是proxy_cache_path中的路径，如果开启则需要配置临时缓存路径，一般不开启。

add_header指令

add_header X-Cache $upstream_cache_status;

它是headers模块中的指令，意思很明确，就是在HTTP响应的时候添加响应头，key值为 X-Cache，value为$upstream_cache_status。$upstream_cache_status是upstream模块中的一个内置变量，它表示HTTP响应的缓存状态。

$upstream_cache_status

keeps the status of accessing a response cache (0.8.3). The status can be either “MISS”, “BYPASS”, “EXPIRED”, “STALE”, “UPDATING”, “REVALIDATED”, or “HIT”.

也就是表示响应是否命中缓存，hit表示命中，miss表示未命中。设置此请求头的原因是缓存是否使用，用肉眼辨别不出来，我们在响应头中加一个是否缓存的标记，通过查看响应头就能看出是否使用了缓存。

最后两个指令就简单了，proxy_cache用于设置该location的所有请求都将缓存，并制定缓存zone；proxy_cache_valid表示缓存在内存中的存储时间，它还可以制定响应码的缓存时间。

nginx缓存验证

1http {
2 proxy_cache_path cache/test levels=1:2 keys_zone=myCache:10m max_size=1g inactive=30s use_temp_path=off;
3 server {
4 listen 80;
5 add_header X-Cache $upstream_cache_status;
6 location / {
7 proxy_pass http://127.0.0.1:8088;
8 proxy_cache_valid 10s;
9 proxy_cache myCache;
10 }
11 }
12}
我们反向代理到一个Tomcat，端口设置为8088，启动nginx访问localhost，然后查看响应头中的X-Cache，并查看cache/test文件夹是否有什么东西。

1.先看下原始的Tomcat响应头作为对比，即不通过nginx直接访问Tomcat

发现是没有X-Cache响应头的。、

2.访问localhost，查看通过nginx访问的效果,第一次访问时有 X-Cache响应头且状态是miss状态。

同时发现cache/test文件夹下多了很多文件夹，二级文件夹，正是levels所配置的1:2，最下级是一个文件，即缓存数据，30s过后消失，文件夹依然存在，说明inactive生效。为了避免浏览器缓存，可以使用ctrl+F5刷新页面，发现缓存文件又出现了。

3.第二次访问，再次查看状态，发现X-Cache的状态已经变为hit ，表示缓存命中。

不过通过看响应头不够直观，改变个状态并不能说明什么。缓存是干什么的，不就是为了加快响应速度的吗，那我们就看响应速度到底有没有加快不就好了。

初次访问，缓存未命中：

再次访问，缓存命中时：

结果不言而喻，localhost的访问速度从300ms变成了10ms，其他静态文件的加载也快了很多。响应速度的提升还是相当不错的。

当然了，这三个指令仅仅是nginx缓存的冰山一角，作为nginx的铁杆粉丝或者说工作上nginx需要必知必会，那么就得深入的研究，如果你只是一个爱好技术的开发者，想了解更多的知识技能，可以不用了解那么深，学海无涯，学不完的东西哦。

来源：CSDN

作者：奔跑的蜗牛kei

链接：https://blog.csdn.net/weixin_46021767/article/details/103821542