Nginx 缓存服务器(上)

2019-06-18 by dongnan

常用场景

如果你的 web应用支持使用动态CDN(全站)直接加速，那么你可能不需要 Nginx Cache功能。
如果你的 web应用有专用的静态服务器(CDN源站)承担静态文件请求，并配合域名实现动静态分离，那么你可能不需要 Nginx Cache功能。

无论是动态CDN还是静态CDN加速，核心思想都是将静态文件请求压力前置到CDN服务商，减少静态请求压力从而集中火力支撑业务逻辑请求，所谓的术业有专攻如此。

回到Nginx Cache功能上来，如果你的web应用，既不能直接引入动态CDN加速，当前规模也不适合静态CDN加速，但还有一定规模的静态请求压力，那么项目初期 Nginx Cache功能是比较适合的动静态分离方案。

举个例子

以当前非常火python的语言为例(Spring Boot框架笑了)，开发项目真的非常便捷，使用 pip安装必要的包，引入需要的web框架，最后 python manage.py runserver 项目就上线了。

开发同学别激动、请坐下、放下手里的机械键盘，不是针对你而是说好多项目初期就是这么干的，追求简单粗暴有效，开发效率看似上升了但是问题也就随之而来了。

问题

由于框架自带的 web服务器是为了方便开发的而设计的，并不能很好的处理(大量)静态请求，例如下图中单页面100+静态请求的项目。
为了方便，而不设置 HTTP Expire过期时间，或者 Cache-Control: max-age最大缓存时间等头部信息，这可能会导致浏览器(没有缓存)频繁发送请求，无形中增加了服务器压力。

优化目标

配置 nginx 的 proxy_cache缓存功能，实现业务系统的动静态分离。
如果上游服务器没有输出 Expires header 则为静态文件设置一个 Expires过期时间 http头。

原有方案

client -> slb -> lb(rancher) -> App1(dynamic+static)

动静分离的方案

client -> slb -> lb(rancher) -> App1(dynamic)
                    (静态规则) -> Nginx(static) -> App1

配置文件

http 字段配置项

http
{
    # ....其它省略

    # cache_status
    log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for $upstream_cache_status $request_time';

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

    # cache ($我在这里)
    proxy_cache_path /var/cache/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=proxyCache:10m max_size=1g inactive=3d;

}

参数

proxy_cache_path 缓存文件路径。
levels 设置缓存文件目录层次；levels=1:2 表示两级目录。
keys_zone 设置缓存名字和 keys_zone 内存大小。
inactive 在指定时间内没有访问则缓存被删除。
max_size 最大缓存空间，如果缓存空间满，默认覆盖掉缓存时间最长的资源。

server 字段配置项

server {

    listen  80;
    server_name localhost;

    location / {
    proxy_pass          http://demo-web:8080;
    proxy_set_header    Host $host:$server_port;
    proxy_set_header    X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header    X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    #
    proxy_cache         proxyCache;
    proxy_cache_valid   200 206 304 302 1d;
    proxy_cache_key     $uri;
    expires  1d;  #注意这是可选项，在上游服务器没有设置 Expires头时设置。
    }

}

参数

proxy_cache proxyCache; 使用名为 proxyCache的对应缓存配置
proxy_cache_valid 200 206 304 302 7d; 对http状态码为 200… 强制缓存1天
proxy_cache_key $uri 定义缓存唯一key,通过唯一key来进行hash存取
proxy_set_header 自定义http header头，用于发送给后端真实服务器。
proxy_pass 代理后端服务器地址(注意是否需要指定路径如 / )

验证

配置完成后重启nginx，如果不报错则 proxy_cache配置成功。

nginx -t && nginx -s reload

nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
2019/06/13 10:04:51 [notice] 48#48: signal process started

访问的 uri 匹配到 location, 则 proxy_cache 就会生效。

日志，自定日志格式中使用了 $upstream_cache_status变量，该变量代表缓存的状态，即命中为HIT、否则为MISS。

10.42.248.154 - - [13/Jun/2019:09:41:27 +0800] "HEAD /images/a5.png HTTP/1.1" 200 0 "-" "curl/7.52.1" - MISS 0.004

cache 目录

du -sh /var/cache/nginx/cache/a/02/b29eb500ec85b92fac974af3eb01f02a
28.0K   /var/cache/nginx/cache/a/02/b29eb500ec85b92fac974af3eb01f02a

少侠这本 Nginx Cache 武林秘籍敬请收藏。

Nginx 缓存服务器(上)

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