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前言

Nginx 的 proxy_cache 模塊是 Nginx 代理功能的一部分，它允許 Nginx 緩存來自后端服務(wù)器的響應(yīng)，以便在后續(xù)的請(qǐng)求中可以直接從緩存中提供內(nèi)容，而無需再次向后端服務(wù)器請(qǐng)求。這種機(jī)制可以顯著提高靜態(tài)內(nèi)容的響應(yīng)速度，減輕后端服務(wù)器的負(fù)載，并提高網(wǎng)站的可擴(kuò)展性。

功能特點(diǎn)

減少后端負(fù)載：通過緩存靜態(tài)內(nèi)容，減少對(duì)后端服務(wù)器的請(qǐng)求，降低負(fù)載。
提高響應(yīng)速度：緩存的內(nèi)容可以快速響應(yīng)后續(xù)相同的請(qǐng)求，提高用戶體驗(yàn)。
靈活的緩存策略：可以根據(jù)不同的 HTTP 響應(yīng)狀態(tài)碼設(shè)置不同的緩存有效期。
緩存控制：提供了豐富的指令來控制哪些請(qǐng)求可以被緩存，哪些請(qǐng)求應(yīng)該繞過緩存。

proxy_cache工作原理

Nginx 的 proxy_cache 模塊允許 Nginx 作為反向代理服務(wù)器時(shí)緩存后端服務(wù)器的響應(yīng)。以下是 proxy_cache 模塊的工作原理：

• 請(qǐng)求到達(dá)：客戶端向 Nginx 發(fā)送請(qǐng)求。
• 緩存查找：Nginx 首先檢查請(qǐng)求是否命中緩存。這是通過查找共享內(nèi)存中的緩存鍵（由 proxy_cache_key 定義）來完成的。
• 緩存命中：如果請(qǐng)求命中緩存，Nginx 直接從緩存中讀取響應(yīng)并返回給客戶端。
• 緩存未命中：如果請(qǐng)求未命中緩存，Nginx 將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到后端服務(wù)器。
• 后端響應(yīng)：后端服務(wù)器處理請(qǐng)求并返回響應(yīng)給 Nginx。
• 緩存存儲(chǔ)：Nginx 將后端服務(wù)器的響應(yīng)存儲(chǔ)在本地文件系統(tǒng)中，同時(shí)在共享內(nèi)存中更新緩存鍵和元數(shù)據(jù)。
• 返回響應(yīng)：Nginx 將后端服務(wù)器的響應(yīng)返回給客戶端，并根據(jù) proxy_cache_valid 指令設(shè)置的規(guī)則決定緩存時(shí)間。

示意圖

+--------+     +---------+     +-----------+     +----------+
| 客戶端  | --> |   Nginx  | --> | 后端服務(wù)器 | --> |   Nginx   |
|         |--> |  (查找緩存) |     |           | <-- |  (返回    |
|         |    |  (緩存命中) |     |           |     |  響應(yīng))   |
|         |    |  (緩存未命中) |     |           |     +----------+
+---+----+    +---------+     +-----+---+---+
    |                |              |
    |                |              | (緩存存儲(chǔ))
    |                |              |
    +----------------+--------------+

配置文件示例

# 定義 http 塊，Nginx 的主要配置都在這個(gè)塊內(nèi)
http {
    # 設(shè)置緩存路徑及其參數(shù)
    proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=7d use_temp_path=off;
    # levels 定義緩存目錄的層級(jí)，1:2 表示兩層
    # keys_zone 定義緩存鍵和大小，my_cache:10m 表示名稱為 my_cache，大小為 10MB
    # max_size 控制緩存區(qū)域的最大磁盤空間，這里設(shè)置為 10GB
    # inactive 定義緩存數(shù)據(jù)在指定時(shí)間內(nèi)未被訪問則自動(dòng)清除的時(shí)間，這里設(shè)置為 7 天
    # use_temp_path 設(shè)置為 off，表示緩存文件直接寫到 cache 中而不使用 temp_path，避免文件拷貝導(dǎo)致影響性能
    # 定義 server 塊，用于監(jiān)聽 80 端口并處理對(duì) example.com 的請(qǐng)求
    server {
        # 監(jiān)聽 80 端口
        listen 80;
        # 設(shè)置服務(wù)器名，這里為 example.com
        server_name example.com;
        # 定義 location 塊，用于處理根路徑下的請(qǐng)求
        location / {
            # 將請(qǐng)求代理到后端服務(wù)器，這里為 http://backend
            proxy_pass http://backend;
            # 啟用緩存，并指定緩存區(qū)域?yàn)?my_cache
            proxy_cache my_cache;
            # 設(shè)置緩存鍵，這里包括請(qǐng)求方法、主機(jī)和請(qǐng)求 URI
            proxy_cache_key "$request_method$host$request_uri";
            # 設(shè)置不同 HTTP 狀態(tài)碼的緩存有效期，200 和 302 狀態(tài)碼的響應(yīng)緩存 10 分鐘
            proxy_cache_valid 200 302 10m;
            # 設(shè)置 404 狀態(tài)碼的響應(yīng)緩存 1 分鐘
            proxy_cache_valid 404 1m;
            # 定義條件跳過緩存，如果請(qǐng)求中包含 no_cache 參數(shù)或特定的 HTTP 頭，則不使用緩存
            proxy_cache_bypass $cookie_no_cache $arg_no_cache$http_pragma$http_authorization;
            # 定義條件不緩存響應(yīng)，如果請(qǐng)求中包含 no_cache 參數(shù)或特定的 HTTP 頭，則不緩存響應(yīng)
            proxy_no_cache $cookie_no_cache $arg_no_cache$http_pragma$http_authorization;
        }
    }
}

這段配置注釋詳細(xì)解釋了 Nginx 配置文件中的每個(gè)指令和它們的參數(shù)，以便更好地理解配置文件的作用和行為。

參數(shù)詳盡說明

• proxy_cache_path：定義緩存文件存儲(chǔ)路徑和參數(shù)。
  • levels：定義緩存目錄的層級(jí)。
  • keys_zone：定義共享內(nèi)存中用于緩存鍵的區(qū)域。
  • max_size：定義緩存的最大磁盤空間。
  • inactive：定義緩存數(shù)據(jù)在指定時(shí)間內(nèi)未被訪問則自動(dòng)清除的時(shí)間。
  • use_temp_path：定義是否使用臨時(shí)路徑。
• proxy_cache：?jiǎn)⒂镁彺娌⒅付ň彺鎱^(qū)域。
• proxy_cache_key：定義緩存的鍵，用于識(shí)別緩存數(shù)據(jù)。
• proxy_cache_valid：為不同的響應(yīng)狀態(tài)碼設(shè)置緩存時(shí)間。

proxy_cache_bypass 和 proxy_no_cache：定義條件跳過緩存和避免緩存特定響應(yīng)。

性能優(yōu)化方案

• 緩存策略優(yōu)化：合理配置 proxy_cache_valid 指令，為不同的響應(yīng)狀態(tài)碼設(shè)置不同的緩存時(shí)間。
• 緩存空間管理：通過 proxy_cache_path 指令合理設(shè)置緩存空間的大小和有效期。
• 緩存鍵優(yōu)化：使用 proxy_cache_key 指令定制緩存鍵，減少緩存沖突，提高緩存命中率。
• 緩存鎖定：通過 proxy_cache_lock 和 proxy_cache_lock_timeout 指令，控制同時(shí)對(duì)同一緩存項(xiàng)的請(qǐng)求，減少對(duì)后端的并發(fā)請(qǐng)求。
• 使用 CDN：結(jié)合 CDN 使用 Nginx 緩存，可以將靜態(tài)資源緩存到離用戶更近的節(jié)點(diǎn)。
• 監(jiān)控和調(diào)整：定期監(jiān)控緩存命中率和響應(yīng)時(shí)間，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整緩存配置。

總結(jié)

通過以上配置和優(yōu)化方案，可以有效地管理 Nginx 的緩存行為，提高網(wǎng)站的性能，同時(shí)保證敏感或動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和安全性。

到此這篇關(guān)于Nginx 緩存系統(tǒng) proxy_cache詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Nginx 緩存系統(tǒng) proxy_cache內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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