nginx 代理緩存

nginx proxy 緩存簡介

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nginx 將用戶已經訪問過的內容保留在 nginx 服務器本地，這樣在一段時間內用戶再次訪問該數據，就不須要 nginx 服務器對後端服務器發請求，減小 nginx 和後端服務器之間的網絡阻塞，減少數據延遲，提升用戶訪問速度。即便後端服務器宕機，nginx 的 cache 也會返回給客戶端請求，不至於服務不可用。 proxy cache 是把請求的連接用 md5 編碼 hash 後保存，因此它能夠支持任意連接，同時也支持 404/301/302 這樣的非 200 狀態。

nginx proxy cache 緩存配置

配置樣例

proxy_cache_path /home/work/nginx/proxy_cache levels=1:2 keys_zone=cache:2g inactive=2d max_size=8g;
location ~ ^/api {
      proxy_buffering on;
      proxy_upstream_tries 2;
      proxy_cache cache;
      proxy_cache_valid 200 304 15m;
      proxy_cache_key $host$uri?Accept-Encoding=$http_accept_encoding;
      proxy_ignore_headers "Cache-Control" "Expires" ;
}

配置項說明
proxy_cache_path：本地路徑，緩存文件存放路徑。
levels：cache 目錄的層次，使用 2 級目錄來存儲緩存文件。
keys_zone： 在共享內存中設置一塊存儲區域來存放緩存的 key 和 metadata（相似使用次數），這樣 nginx 能夠快速判斷一個 request 是否命中或者未命中緩存，1m 能夠存儲 8000 個 key，10m 能夠存儲 80000 個 key。
inactive : 未被訪問文件在緩存中保留時間，本配置中若是 2 天未被訪問，緩存控制程序會刪掉文件，默認爲 10 分鐘。
max_size : 最大 cache 空間，若是不指定，會使用掉全部 disk space，當達到配額後，會刪除最少使用的 cache 文件。
proxy_cache : 啓用 proxy cache，指定 key_zone。
proxy_cache_valid： 設置不一樣相應碼的緩存時間，當不指定響應碼的時候，例如 proxy_cache_valid 5m; 只對響應碼爲 200，301，302 的訪問請求資源設置緩存時間。
proxy_cache_key：若某個接口返回的值基本不變，或者是特定類別的，就能夠根據請求的 url 的參數，自定義 cache key。
proxy_ignore_headers：禁止處理來自代理服務器的應答，能夠設置的字段有 」X-Accel-Redirect」, 「X-Accel-Expires」, 「Expires」 或」Cache-Control。
注意：proxy_cache_key 壓縮方式 Accept-Encoding 應該指定爲通用壓縮格式，防止客戶端不支持某種壓縮方式。
nginx log 裏能夠添加緩存命中狀態，便於查看是否命中，統計緩存命中率，具體能夠以下定義格式：

log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$host|$request" $status $body_bytes_sent '
        '$request_length $request_body "$http_referer" "$http_user_agent" "$scheme" "$http_x_forwarded_for" '
        '"$upstream_cache_status" "$http_accept_encoding" "$upstream_addr" "$request_time_usec" "$request_time_msec" '
        '"$request_time" "$upstream_response_time"';

$upstream_cache_status 包含如下幾種狀態：
MISS：未命中，請求被傳到後端
HIT：緩存命中
EXPIRED：緩存過時，請求被傳到後端
UPDATING：緩存正在更新，使用舊緩存應答
STALE：後端將獲得過時的應答

故障時利用 cache 對服務降級

當調用後端接口暫時故障時，好比用手機看視頻拿不到播放數據，或者不出廣告，這時候若是有 cache，nginx 會返回給客戶端以前暫存的緩存數據，或者提早準備好的靜態頁面，用戶不至於面對一個空白頁面。對於重要的一級接口，能夠天天請求一次填充 cache 到備份 nginx 服務器，即便線上後端接口徹底不可用，流量冗餘到備份服務器，對用戶體驗也不會有很大影響。

cache 優化

nginx 只有硬盤級別 cache，沒有內置內存級別的 cache，爲了利用內存加速，減小服務器響應時間，能夠將 cache 目錄掛載到 / dev/shm 內存目錄。
mount --bind /dev/shm/proxy_cache /home/work/nginx/proxy_cache
線上流量相差不大的狀況下，將 cache 目錄掛載到內存與未掛載到內存的耗時對比，仍是有明顯差距，將 cache 目錄掛載到內存中，響應時間能夠縮短 7 倍以上。

總結

緩存不是什麼高深技術，可是正確利用緩存，在業務遭受大流量衝擊下，會起到重要做用，緩存的 key 設置需合理，避免不正確緩存。

參考資料

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html
http://www.alonely.com.cn/Nginx/20160827/18993.html