nginx 缓存机制

Nginx缓存的基本思路

基本思想是利用客户访问的时间局部性原理，对客户已经访问过的内容在Nginx服务器本地建立副本，这样在一段时间内再次访问该数据，就不需要通过Nginx服务器再次向后端服务器发出请求，所以能够减少Nginx服务器与后端服务器之间的网络流量，减轻网络拥塞，同时还能减小数据传输延迟，提高用户访问速度。同时，当后端服务器宕机时，Nginx服务器上的副本资源还能够回应相关的用户请求，这样能够提高后端服务器的鲁棒性。

对于缓存，我们大概会有以下问题：

（1）缓存文件放在哪儿？

（2）缓存的空间大小是否可以限定?

（3）如何指定哪些请求被缓存？

（4）缓存的有效期是多久？

（5）对于某些请求，是否可以不走缓存？

解决这些问题后，nginx的缓存也就基本配置完成了，下面看详细配置过程

开启缓存

要使用缓存，首先要使用 proxy_cache_path 这个指令（必须放在 http 上下文的顶层位置），然后在目标上下文中使用 proxy_cache 指令

配置示例

proxy_cache_path 有两个必填参数，第一个参数为 缓存目录，第二个参数keys_zone指定缓存名称和占用内存空间的大小（注：示例中的10m是对内存中缓存内容元数据信息大小的限制，如果想限制缓存总量大小，需要用 max_size 参数）

proxy_cache 的参数为之前指定的缓存名称

缓存管理的相关进程

在缓存工作中有两个附加进程：

（1）缓存管理器

定期检查缓存状态，看缓存总量是否超出限制，如果超出，就移除其中最少使用的部分

（2）缓存加载器

加载器只在nginx启动后运行一次，把缓存内容的元数据信息加载到内存空间，如果一次性加载全部缓存信息，会大量消耗资源，使nginx在启动后的几分钟里变慢，为避免此问题，有3种加载策略：

loader_threshold – 指定每次加载执行的时间

loader_files – 每次最多加载的数量

loader_sleeps – 每次加载的延时

例如：

proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m loader_threshold=300 loader_files=200

指定缓存哪些请求

nginx默认会缓存所有 get 和 head 方法的请求结果，缓存的key默认使用请求字符串

（1）自定义key

例如 proxy_cache_key " request_uri cookie_nocache arg_comment

如果任何一个参数值不为空，或者不等于0，nginx就不会查找缓存，直接进行代理转发

综合示例

nginx 缓存机制

三分钟看懂Nginx服务器的缓存原理和机制

1.webcache的简单介绍

 web缓存,是一种 缓存技术 ,用于临时存储(缓存)的网页文件,如HTML页面和图像等静态资源,减少带宽以及后端服务器的压力,通常一个WebCache也是一个 反向代理软件 ,既可以通过缓存响应用户的请求,当本地没有缓存时,可以代理用户请求至后端主机。

WebCache分为正向和反向之分，一般正向WebCache不常用,这次主要以反向WebCache为主。

2.webcache的由来

 1)由于程序具有局部性,而局部性分为： 时间局部性和空间局部性

A.时间局部性是指：在单位时间内,大部分用户访问的数据只是热点数据(热点数据指经常被访问的数据)

B.空间局部性是指：某新闻网站突然出来一个重大新闻,此新闻会被被反复访问。

3.webcache的变化性

  WebCache的新鲜度监测机制 ：数据都是可变的,所以缓存中的内容要做新鲜度检测.

4.缓存相关的HTTP首部:

HTTP协议提供了多个首部用以实现 页面缓存及缓存失效 的相关功能，这其中最常用的有：

1)Expires：HTTP/1.0,用于指定某web对象的过期日期/时间，通常为GMT格式；一般不应该将此设定过长的时间，一年的长度对大多场景来说足矣；其常用于为 纯静态内容 如JavaScripts样式表或图片指定缓存周期；

(2)Cache-Control：为了解决HTTP/1.0中对于新鲜度控制的策略而生,通过相对时间来控制缓存使用期限；

(3)Etag：响应首部，用于在 响应报文中为某web资源定义版本标识符 ；

(4)Last-Mofified：响应首部，用于回应客户端关于Last-Modified-Since或If-None-Match首部的请求，以通知客户端其请求的web对象最近的修改时间；

(5)If-Modified-Since：条件式请求首部，基于 请求内容的时间戳作验正 ,如果后端服务器数据的时间戳未发生改变则继续使用,反之亦然.

(6)If-None-Match：条件式请求首部； 通过Etag来跟后端服务器进行匹配 ，如果数据的Etag未发生改变,既不匹配,则响应新数据,否则继续使用当前数据.

(7)Vary：响应首部，原始服务器根据请求来源的不同响应的可能会有所不同的首部，最常用的是 Vary: Accept-Encoding，用于通知缓存机制其内容看起来可能不同于用户请求时 Accept-Encoding-header首部标识的编码格式；

(8)Age：缓存服务器可以发送的一个额外的响应首部，用于指定响应的有效期限；浏览器通常根据此 首部决定内容的缓存时长；如果响应报文首部还使用了max-age指令，那么缓存的有效时长为 “max-age减去Age”的结果；

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