（015）Nginx静态资源web服务_缓存服务

2022-10-18 22:23:40

　　1、缓存相关知识

　　使用缓存为了减少后端的压力，让请求集中到前端就能取到数据。缓存可以分为服务端缓存（redis等）、代理缓存（Nginx等）、浏览器缓存（浏览器自带）。本文说一下Nginx缓存。

　　Nginx代理缓存流程：首先客户端先去请求Nginx，第一次请求的时候，如果Nginx本地没有缓存，那么他会向服务器发起请求对应的数据数据，然后服务器返回对应的数据，Nginx本地进行缓存，然后返回给客户，这是在没有缓存的情况下。当用户再一次发起同一个url请求的时候，Nginx本地已经有了缓存数据，直接就可以返回客户端，不需要再请求服务端。

　　2、配置语法

　　定义缓存（不需要换行，每个参数之间使用空格即可）

Syntax：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];
Default：-
Context：http

　　开启或者关闭缓存，默认关闭。

Syntax：proxy_cache zone | off;
Default：proxy_cache off;
Context：http,server,location

　　指定缓存过期周期，code是状态码，当返回的状态码是200、502...时多久（time）缓存过期。

Syntax：proxy_cache_valid [code ...] time;
Default：-
Context：http,server,location

　　指定缓存的纬度，默认以协议+主机+url作为key缓存

Syntax：proxy_cache_key string;
Default：proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
Context：http,server,location

　　3、演示缓存

　　准备两台虚拟机151、152。151配置缓存和负载，152上启动3个端口模拟3台提供服务的Nginx。参考第014篇

　　在152上新建/opt/app/code1/url1.html；/opt/app/code2/url1.html；/opt/app/code3/url1.html；内容分别如下：

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server1</title>
</head>
<body style="background-color:yellow;">
    <h1>Server 1 url 1<h1>
</body>
</html>

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server2</title>
</head>
<body style="background-color:red;">
    <h1>Server 2 url 1<h1>
</body>
</html>

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server3</title>
</head>
<body style="background-color:blue;">
    <h1>Server 3 url 1<h1>
</body>
</html>

　　在152的/etc/nginx/conf.d中新建server1.conf、server2.conf、server3.conf，分别指定端口和首页路径

server {
    listen       8001;
    server_name  localhost;

    access_log  /var/log/nginx/server1.access.log  main;

    location / {
        root   /opt/app/code1;
        index  index.html index.htm;
    }
... ...
}

server {
    listen       8002;
    server_name  localhost;

    access_log  /var/log/nginx/server2.access.log  main;

    location / {
        root   /opt/app/code2;
        index  index.html index.htm;
    }
... ...
}

server {
    listen       8003;
    server_name  localhost;

    access_log  /var/log/nginx/server3.access.log  main;

    location / {
        root   /opt/app/code3;
        index  index.html index.htm;
    }
... ...
}

　　在151的/etc/nginx/conf.d中新建cache_test.conf，用来负载和缓存。

upstream myLoad {
    server 192.168.7.152:8001;
        server 192.168.7.152:8002;
        server 192.168.7.152:8003;
}

proxy_cache_path /opt/app/cache levels=1:2 keys_zone=sl_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    #charset koi8-r;
    access_log  /var/log/nginx/cache_test.conf main;
    resolver  8.8.8.8;
    
    location / {
        proxy_cache off;
        proxy_pass http://myLoad;
        proxy_cache_valid 200 304 12h;
        proxy_cache_valid any 10m;
        proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
        add_header  Nginx-Cache "$upstream_cache_status";  
        
        proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
        include proxy_params;
    }
......
}

　　参数说明：

　　/opt/app/cache：缓存路径

　　levels=1:2：缓存文件分为两级目录

　　keys_zone=sl_cache:10m：缓存名称是sl_cache，大小是10M（1M约800个key）

　　max_size=10g：最大可以缓存10g，超过最大值，Nginx安装默认规则删除

　　inactive=60m：60分钟内如果缓存文件没有被访问，就清理掉该缓存

　　use_temp_path=off：存放临时文件关闭

　　proxy_cache off：关闭缓存

　　proxy_cache_valid 200 304 12h：对于返回的是200或者304的状态码，缓存12小时过期

　　proxy_cache_valid any 10m：对于返回其他的状态码，10分钟过期

　　proxy_cache_key $host$uri$is_args$args：重新定义缓存的key，加上参数

　　add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status"：添加一个头信息，返回给客户端是否已经命中缓存

　　proxy_next_upstream...：负载均衡的配置，如果后端的一台服务器出现500 502 503 或者超时、错误的时候跳过这一台去访问下一台　　

　　include proxy_params：代理参数单独写成了一个文件，路径/etc/nginx/proxy_params，内容如下：

proxy_redirect default;

proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;

proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffering on;
proxy_buffers 4 128k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_max_temp_file_size 256k;

　　测试，启动两个Nginx。

　　1）多次访问http://192.168.7.151/url1.html，发现是轮询访问，因为没有开启缓存，此时已经生成/opt/app/cache目录，里面是空的。

　　修改cache_test.conf中的proxy_cache off 为 proxy_cache sl_cache（定义的缓存名称），重新启动Nginx。

　　2）多次访问http://192.168.7.151/url1.html，不再轮询，访问同一端口的url1.html，/opt/app/cache目录中已有缓存文件。缓存生效。

　　4、如何清理指定缓存

　　方式一：rm -rf 缓存目录（这样所有的缓存都会清空掉）

　　方式二：第三方扩展模块 ngx_cache_purge

　　5、如何让部分页面不缓存

Syntax：proxy_no_cache string ...;
Default：-
Context：http,server,location

　　演示：在152上新建/opt/app/code1/url2.html；/opt/app/code2/url2.html；/opt/app/code3/url2.html；内容分别如下：

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server1</title>
</head>
<body style="background-color:yellow;">
    <h1>Server 1 url 2 <h1>
</body>
</html>

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server2</title>
</head>
<body style="background-color:red;">
    <h1>Server 2 url 2<h1>
</body>
</html>

<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>server3</title>
</head>
<body style="background-color:blue;">
    <h1>Server 3 url 2<h1>
</body>
</html>

　　修改151上的配置文件cache_test.conf，在server中做如下修改，红色为新增部分。

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    #charset koi8-r;
    access_log  /var/log/nginx/cache_test.conf main;
    resolver  8.8.8.8;

    if ($request_uri ~ ^/(url2|login|register|password\/reset)){
        set $cookie_nocache 1;
    }

    location / {
        proxy_cache sl_cache;
        proxy_pass http://myLoad;
        proxy_cache_valid 200 304 12h;
        proxy_cache_valid any 10m;
        proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
        proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
        proxy_no_cache $http_pragma $http_authorization;
        add_header  Nginx-Cache "$upstream_cache_status";

        proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
        include proxy_params;
    }
... ...
}

　　说明：

　　proxy_no_cache配置项，参数值为0或者为空时才会缓存。

　　if语句中当页面以url2、login、register、password开头时，设置了变量$cookie_nocache为1，并且在proxy_no_cache中引用。

　　演示，首先清除缓存，以免之前的配置造成影响。重新启动nginx。

　　1）多次刷新http://192.168.7.151/url1.html，发现总是访问固定端口的url1.html，说明url1.html被缓存了。

　　2）多次刷新http://192.168.7.151/url2.html，发现轮询访问url2.html，说明url2.html没有被缓存，配置起作用了。

　　6、大文件分片请求

　　早期版本的Nginx不支持大文件分片请求，1.9版本后，支持分片请求。

　　语法：

Syntax：slice size;
Default：slice 0;
Context：http,server,location

　　size：表示大文件分片请求的时候，要切割成多大的碎片。

　　分片请求就是，浏览器首次请求后端，获取到文件的大小，根据文件大小和已经定义的size进行分割成小的请求，去请求后端。前端是一个个的小的缓存文件。如果不做大文件分片请求，如果请求断了，就要从零开始，重新请求。如果使用分片请求这个模块，每个子请求收到的数据都会形成一个独立文件，一个请求断掉了，其他请求不受影响。基于原有的请求再次请求就可以了。分片请求也有缺点，当文件很大或者slice很小的时候，会形成很多个小的请求，会与操作系统建立很多链接，产生很多文件句柄。可能会导致文件描述符耗尽等情况。

（015）Nginx静态资源web服务_缓存服务

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