009.Nginx緩存及配置

時間 2020-07-17

原文原文鏈接

一瀏覽器緩存

1.1 緩存概述

 
 緩存對於Web相當重要，尤爲對於大型高負載Web站點。Nginx緩存可做爲性能優化的一個重要手段，能夠極大減輕後端服務器的負載。一般對於靜態資源，即較少常常更新的資源，如圖片，css或js等進行緩存，從而在每次刷新瀏覽器的時候，不用從新請求，而是從緩存裏面讀取，這樣就能夠減輕服務器的壓力。 

 
 Nginx設置緩存有兩種方式： 

proxy_cache_path和proxy_cache

Cache-Control和Pragma

 
 對於站點中不常常修改的靜態內容（如圖片，JS，CSS），能夠在服務器中設置expires過時時間，控制瀏覽器緩存，達到有效減少帶寬流量，下降服務器壓力的目的。 

1.2 緩存機制

瀏覽器無緩存

 
 瀏覽器請求 ---> 無緩存 ---> 請求WEB服務器 ---> 請求響應 ---> 呈現 

瀏覽器有緩存

 
 瀏覽器請求 ---> 有緩存 ---> 校驗過時 ---> 是否有更新 ---> 呈現 

校驗是否過時

 
 Expires HTTP1.0, Cache-Control(max-age) HTTP1.1 

 
 協議中Etag頭信息校驗 Etag () 

 
 Last-Modified頭信息校驗 Last-Modified (具體時間) 

1.3 Nginx緩存類型

服務器緩存

代理緩存

客戶端緩存

1.4 Nginx代理緩存原理

 
 第一步：客戶端第一次向Nginx請求數據A； 

 
 第二步：當Nginx發現緩存中沒有數據A時，會向服務端請求數據A； 

 
 第三步：服務端接收到Nginx發來的請求，則返回數據A到Nginx，而且緩存在Nginx； 

 
 第四步：Nginx返回數據A給客戶端應用； 

 
 第五步：客戶端第二次向Nginx請求數據A； 

 
 第六步：當Nginx發現緩存中存在數據A時，則不會請求服務端； 

 
 第七步：Nginx把緩存中的數據A返回給客戶端應用。 

1.5 緩存內容

 
 網頁緩存是由HTTP消息頭中的"Cache-control"來控制的，常見的取值有private、no-cache、max-age、must-revalidate等，默認爲private。 

 
 其做用根據不一樣的從新瀏覽方式分爲如下幾種狀況。 

Cache-directive	說明
public	全部內容都將被緩存（客戶端和代理服務器均可緩存）。
private	內容只緩存到私有緩存中（僅客戶端能夠緩存，代理服務器不可緩存）。
no-cache	必須先與服務器確認返回的響應是否被更改，而後才能使用該響應來知足後續對同一個網址的請求。所以，若是存在合適的驗證停牌（ETag），no-cache會發起往返通訊來驗證緩存的響應，若是資源未被更改，能夠避免下載。
no-store	全部內容都不會被緩存到緩存或Internet臨時文件中，強制緩存和對比緩存都不會觸發。
must-revalidation.proxy-revalidation	若是緩存內容失敗，請求必須發送到服務器、代理以進行從新驗證。
max-age=xxx(xxx is numeric）	緩存的內容將在xxx秒失效，這個選項只在HTTP 1.1可用，並若是和Last-Modified一塊兒使用時，優先級較高。

1.6 緩存規則

 
 默認狀況下，NGINX尊重Cache-Control源服務器的標頭。它不緩存響應Cache-Control設置爲Private，No-Cache或No-Store或Set-Cookie在響應頭。NGINX只緩存GET和HEAD客戶端請求。 

 
 以下配置可覆蓋這些默認值： 

proxy_buffering默認爲on，若proxy_buffering設置爲off，則NGINX不會緩存響應。

proxy_ignore_headers能夠配置忽略Cache-Control：

  1 location /images/ {
  2     proxy_cache my_cache;
  3     proxy_ignore_headers Cache-Control;
  4     proxy_cache_valid any 30m;
  5     # ...
  6 }

二 Nginx緩存配置項

2.1 expires配置

 
 語法：expires [modified] time; 

 
  expires epoch | max | off; 

 
 默認值：expires off; #靜態緩存 

 
 做用：Expires是服務端返回的到期時間。若是下一次請求若是小於服務端返回的過時時間，則直接使用緩存數據。Expires針對HTTP1.0的東西，當前一般瀏覽器默認都是使用HTTP1.1。並且因爲該值是有服務端生成，而客戶端的時間和服務端的時間有可能不一致，致使存在必定偏差。因此HTTP1.1使用Cache-Control替代。 

 
 可配置段：http, server, location, if in location 

 
 參數釋義： 

 
 max啓用後爲：Expires: Thu, 31 Dec 2037 23:55:55 GMT Cache-Control: max-age=315360000 (10年)； 

 
 epoch啓用後爲：Expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:01 GMT Cache-Control: no-cache； 

 
 time：設定具體時間，能夠攜帶單位（經過@），如：表示一天內的下午3點30分後失效expires @15h@30m；time是負數：表示」Cache-Control: no-cache」；time是正數或零：」Cache-Control: max-age=t」，其中t單位爲秒。 

 
 配置示例： 

  1 server {
  2     listen       80;
  3     server_name  xxx.xxx.com;
  4     root         /app/xxx/html/;
  5     location ~ .*\.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|cur|gz|svg|svgz|mp4|ogg|ogv|webm)$
  6     {
  7         expires      7d;
  8     }
  9 
 10     location ~ .*\.(?:js|css)$
 11     {
 12         expires      7d;
 13     }
 14 
 15     location ~ .*\.(?:htm|html)$    #不緩存html
 16     {
 17         add_header Cache-Control "private, no-store, no-cache, must-revalidate, proxy-revalidate";
 18     }
 19 }

 
 對於http協議頭Cache-Control，其值釋義以下： 

Public：指示響應可被任何緩存區緩存。

Private：指示對於單個用戶的整個或部分響應消息，不能被共享緩存處理。這容許服務器僅僅描述當用戶的部分響應消息，此響應消息對於其餘用戶的請求無效。

no-cache：指示請求或響應消息不能緩存。

no-store：用於防止重要的信息被無心的發佈。在請求消息中發送將使得請求和響應消息都不使用緩存。

max-age：指示客戶機能夠接收生存期不大於指定時間（以秒爲單位）的響應。

min-fresh：指示客戶機能夠接收響應時間小於當前時間加上指定時間的響應。

max-stale：指示客戶機能夠接收超出超時期間的響應消息。若是指定max-stale消息的值，那麼客戶機能夠接收超出超時期指定值以內的響應消息。

2.2 proxy_cache配置

 
 語法：proxy_cache zone | off; 

 
 默認：proxy_cache off; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：設置是否開啓對後端響應的緩存，若是開啓的話，參數值就是zone的名稱。 

 
 示例： 

  1 proxy_cache mycache;

2.3 proxy_cache_path配置

 
 語法：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]; 

 
 默認值：—— 

 
 可配置段：http 

 
 做用：指定緩存位置、緩存名稱、內存中緩存內容元數據信息大小限制、緩存總大小限制。緩存位置是一個目錄應該先建立好，nginx並不會幫咱們建立這個緩存目錄。 

 
 參數釋義： 

path：定義緩存文件存放位置；

levels：定義緩存路徑的目錄層級，默認全部緩存文件都放在上面指定的根路徑中，最多三級，每層目錄長度爲1或2字節；

keys_zone：name表示共享內存名稱，用於在共享內存中定義一塊存儲區域來存放緩存的 key 和 metadata（相似於使用次數），這樣 nginx 能夠快速判斷一個 request 是否命中緩存。由proxy_cache指令使用；size表示共享內存大小，1mb大約能夠存放8000個key；

max_size：設置緩存大小的上限。它是可選的，不指定值容許緩存增加以使用全部可用磁盤空間。當緩存大小達到限制時，稱爲緩存管理器的進程將刪除最近最少用於將緩存大小恢復到限制之下的文件；

inactive：在inactive時間內沒有被訪問的緩存會被淘汰掉，默認是10分鐘；

use_temp_path：若是爲 off，則 nginx 會將緩存文件直接寫入指定的 cache 文件中，而不使用 temp_path 指定的臨時存儲路徑。

 
 注意：inactive 和 expired 配置項的含義是不一樣的，expired 只是判斷過時時間，不會刪除緩存；而 inactive 是直接刪除過時緩存。 

 
 配置示例： 

  1 http {
  2     ...
  3     // 緩存目錄：/data/nginx/cache
  4     // 緩存名稱：one
  5     // 緩存佔用內存空間：10m
  6     // 緩存目錄級別爲2
  7     // 緩存最大時間爲60分鐘
  8     // 加載器每次迭代過程最多執行300毫秒
  9     // 加載器每次迭代過程當中最多加載200個文件
 10     // 緩存硬盤空間最多爲 200m
 11     proxy_cache_path /data/nginx/cache  levels=1:2 keys_zone=one:10m inactive=60m loader_threshold=300 loader_files=200 max_size=200m;
 12     server {
 13         listen 8080;
 14         // 使用名稱爲one的緩存
 15         proxy_cache one;
 16         location / {
 17             // 此location中使用默認的緩存配置
 18             proxy_pass http://backend1;
 19         }
 20         location /some/path {
 21             proxy_pass http://backend2;
 22         // 緩存有效期爲1分鐘
 23             proxy_cache_valid any 1m;
 24             // 被請求3次以上時才緩存
 25             proxy_cache_min_uses 3;
 26         // 請求中有下面參數值時不走緩存
 27             proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;
 28         }
 29     }
 30 }

 
 提示：在如上緩存工做中有兩個附加進程： 

緩存管理器：按期檢查緩存狀態，看緩存總量是否超出限制，若是超出，就移除其中最少使用的部分

緩存加載器：加載器只在nginx啓動後運行一次，把緩存內容的元數據信息加載到內存空間，若是一次性加載所有緩存信息，會大量消耗資源，使nginx在啓動後的幾分鐘裏變慢，爲避免此問題，有3種加載策略：

loader_threshold：指定每次加載執行的時間

loader_files：每次最多加載的數量

loader_sleeps：每次加載的延時

2.3 proxy_cache_valid配置

 
 語法：proxy_cache_valid [code ...] time; 

 
 默認值：—— 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：默認狀況下，緩存的內容是長期存留的，除非緩存的總量超出限制，此字段可配置不一樣的響應碼緩存不一樣的時長，即指定緩存的有效期。 

 
 示例： 

 
 響應狀態碼爲200 302時，10分鐘有效； 

 
 響應狀態碼爲404時，1分鐘有效； 

  1 ……
  2 proxy_cache_valid 200 302 10m;
  3 proxy_cache_valid 404      1m;
  4 ……

 
 對應任何狀態碼，5分鐘有效; 

  1 ……
  2 proxy_cache_valid any 5m;
  3 ……

2.4 proxy_cache_methods配置

 
 語法：proxy_cache_methods GET | HEAD | POST ...; 

 
 默認值：proxy_cache_methods GET HEAD; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：對哪些方法的請求進行緩存。 

 
 提示：更多緩存配置參考：https://shuwoom.com/?p=43十一、https://linux.cn/article-5945-1.html。 

 
 第三方緩存模塊參考：https://www.jianshu.com/p/1ba7d91afa39。 

2.5 proxy_cache_key string

 
 語法：proxy_cache_key string; 

 
 默認值：proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：用於設置不一樣維度進行緩存，即給緩存設定key。如緩存url。 

 
 示例： 

2.6 proxy_cache_min_uses

 
 語法：proxy_cache_min_uses string; 

 
 默認值：proxy_cache_min_uses 1; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：指定請求至少被髮送了多少次以上時才緩存，能夠防止低頻請求被緩存。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_cache_min_uses 5;
  3 ……
  4

2.7 proxy_cache_bypass

 
 語法：proxy_cache_bypass string; 

 
 默認值：—— 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：指定哪些響應在某些值不爲空或不爲0的狀況下不走緩存。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
  3 ……
  4

2.8 proxy_no_chache string

 
 語法：proxy_no_chache string; 

 
 默認值：—— 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：指定定哪些請求不被緩存，即響應來自原始服務器而不是緩存。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_no_chache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_nocache;
  3 ……
  4

2.9 proxy_cache_use_stale

 
 語法：proxy_cache_use_stale off | on; 

 
 默認值：proxy_cache_use_stale off; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：指定在後端服務器在返回什麼狀態碼的狀況下可使用過時的緩存。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
  3 ……
  4

2.10 proxy_cache_lock

 
 語法：proxy_cache_lock off | on; 

 
 默認值：proxy_cache_lock off; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：默認不開啓，開啓的話則每次只能有一個請求更新相同的緩存，其餘請求要麼等待緩存有數據要麼限時等待鎖釋放。一般在多個客戶端請求緩存未命中時，只有第一個請求能夠發向原服務器，其餘請求要等待第一個響應返回或者超時後，使用緩存響應客戶端。該參數能夠合併回源請求，減輕峯值流量下的壓力。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_cache_lock on;
  3 ……
  4

2.11 proxy_cache_lock_timeout

 
 語法：proxy_cache_lock_timeout time; 

 
 默認值：proxy_cache_lock_timeout 5s; 

 
 可配置段：http, server, location 

 
 做用：等待緩存鎖超時以後將直接請求後端，結果不會被緩存。 

 
 示例： 

  1 ……
  2 proxy_cache_lock_timeout 5s;
  3 ……
  4

三緩存配置實例

 
 提示：本實驗結合反向代理演示最佳，具體配置參考《010.Nginx正反代理》步驟六。 

參考文檔：https://www.myfreax.com/nginx-caching-guide/。

四緩存清除

4.1 清除緩存配置

  1 location ~ /purge(/.*) {
  2         allow       127.0.0.1;
  3         allow       192.168.55.0/24;
  4         deny        all;
  5         proxy_cache_purge cache_one $1$is_args$args;
  6     }

 
 注意：使用proxy_cache_purge清除緩存，必須提早安裝ngx_cache_purge模塊，安裝模塊必須基於編譯安裝的Nginx。以後使用url訪問便可清除對應緩存，如cache.linuxds.com/purge/nginx.png便可清除cache.linuxds.com/nginx.png此文件的緩存。 

4.2 腳本清除

 
 清除緩存腳本以下，必須在緩存服務器上執行， 

 
 [root@nginx01 ~]# vi nginx_cache_clean.sh  

  1 #!/bin/sh
  2 #****************************************************************#
  3 # ScriptName: nginx_cache_clean.sh
  4 # Author: null
  5 # Create Date: 2020-06-24 00:03
  6 # Modify Author: xhy
  7 # Modify Date: 2020-06-24 00:03
  8 # Version:
  9 #***************************************************************#
 10 echo -e "\n"
 11 echo -n -e "\e[35;1m請輸入Nginx Proxy_cache緩存的具體路徑(提示:可以使用Tab補全!)\e[0m\e[34;5m:\e[0m"
 12 read -e path
 13 CACHE_DIR=$path
 14 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 15 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 16 echo -n -e "\e[32;1m請輸入刪除操做的類型：\n1.按文件類型刪除\t2.按具體文件名刪除\t3.按文件目錄刪除\n:"
 17 read action
 18      case $action in
 19 1)
 20 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 21 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 22 echo -n -e "\e[34;1m 請輸入你要刪除的緩存文件類型(多個參數可空格隔開)\e[0m\e[34;5m:\e[0m"
 23 read -a FILE
 24 for i in `echo ${FILE[*]}|sed 's/ /\n/g'`
 25 do
 26 grep -r -a  \.$i ${CACHE_DIR}| awk 'BEGIN {FS=":"} {print $1}'  > /tmp/cache_list.txt
 27  for j in `cat /tmp/cache_list.txt`
 28 do
 29    rm  -rf  $j
 30    echo "$i     $j 刪除成功!"
 31  done
 32 done
 33 ;;
 34 2)
 35 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 36 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 37 echo -n -e "\e[33;1m 請輸入你要刪除的緩存文件具體名稱(多個參數可空格隔開)\e[0m\e[34;5m:\e[0m"
 38 read -a FILE
 39 for i in `echo ${FILE[*]}|sed 's/ /\n/g'`
 40 do
 41 grep -r -a  $i ${CACHE_DIR}| awk 'BEGIN {FS=":"} {print $1}'  > /tmp/cache_list.txt
 42  for j in `cat /tmp/cache_list.txt`
 43 do
 44    rm  -rf  $j
 45    echo "$i  $j 刪除成功!"
 46  done
 47 done
 48 ;;
 49 3)
 50 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 51 echo -e "\e[32;1m----------------------------------------------------------------\e[0m"
 52 echo -n -e "\e[33;1m支持的模式有:\n1.清除網站cache目錄下的全部緩存:cache.aa.com/data/cache/\n2.清除網站shop下的全部緩存:cache.aa.com/data/upload/shop\n3.清除網站根目錄下的全部緩存:cache.aa.com\e[0m\n"
 53 echo -n -e "\e[34;1m 請輸入你要刪除的緩存文件具體目錄\e[0m\e[34;5m:\e[0m"
 54 read -a FILE
 55 for i in `echo ${FILE[*]}|sed 's/ /\n/g'`
 56 do
 57 grep -r -a  "$i" ${CACHE_DIR}| awk 'BEGIN {FS=":"} {print $1}'  > /tmp/cache_list.txt
 58  for j in `cat /tmp/cache_list.txt`
 59 do
 60    rm  -rf  $j
 61    echo "$i  $j 刪除成功!"
 62  done
 63 done
 64 ;;
 65 *)
 66 echo "輸入錯誤,請從新輸入"
 67 ;;
 68 esac

 
 參考文檔：https://lichi6174.github.io/nginx-cache/。 

相關標籤/搜索

每日一句

每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。

009.Nginx緩存及配置

一 瀏覽器緩存

1.1 緩存概述

1.2 緩存機制

1.3 Nginx緩存類型

1.4 Nginx代理緩存原理

1.5 緩存內容

1.6 緩存規則

二 Nginx緩存配置項

2.1 expires配置

2.2 proxy_cache配置

2.3 proxy_cache_path配置

2.3 proxy_cache_valid配置

2.4 proxy_cache_methods配置

2.5 proxy_cache_key string

2.6 proxy_cache_min_uses

2.7 proxy_cache_bypass

2.8 proxy_no_chache string

2.9 proxy_cache_use_stale

2.10 proxy_cache_lock

2.11 proxy_cache_lock_timeout

三 緩存配置實例

四 緩存清除

4.1 清除緩存配置

4.2 腳本清除

一瀏覽器緩存

三緩存配置實例

四緩存清除