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Nginx 缓存服务器(下)

2019-06-26 by dongnan

问题

上一节讲解了在那些场景下使用 Nginx Cache服务器，以及如何配置、调试 Nginx Cache功能，需要的可以看这里，这一节讲一讲 Nginx Cache服务器在使用中经常遇到的一些问题。

问题1

我们自定义了 Nginx日志格式，并添加了 $upstream_cache_status变量，可以在日志查看请求的资源是否命中缓存。

例如 

nginx日志: 10.42.248.154 - 省略... - MISS 0.004 表示请求没有命中缓存，请求由上游服务器负责返回响应，花费 0.004秒。

但是我们不可能时时刻刻的登录后台查日志，如果请求结果中带有缓存状态信息那就方便了，其实在 CDN中都是带有缓存状态信息的，幸运的是在 Nginx可以很方便的添加一个http头信息。

问题2

缓存更新问题，由于在用户端(浏览器) 与 服务器端(App) 添加了代理缓存层(Nginx), 浏览器强制刷新的功能因为加入代理缓存层失效，举个例子：

用户端访问 http://demo.com/css/ui/test.css 资源，命中 Nginx Cache服务器 Expires时间为5天，但是前端同事在缓存期间调整了 test.css样式文件， 那么当再次访问 test.css 仍然获得是旧的数据(Nginx Cache认为没有过期)，所以我们需要能够主动清理/更新缓存的功能， 同样幸运的是 Nginx提供了 ngx_cache_purge 第三方模块可以解决这个问题。

目标

好了梳理一下问题，要完成的目标有两个。

  • 为 cache 添加 X-Cache-Status http头部信息，用于调试时直接输出缓存状态信息。

  • 为 cache 添加 ngx_cache_purge 模块，用于主动清理缓存的数据。

环境

软件 版本
Docker 18.09.5
nginx镜像 nginx:1.14-alpine
nginx容器操作系统版本 Alpine Linux 3.9

系统架构，参考 nginx 缓存服务器(上) 这篇文章。

步骤

添加 http header

  • 配置文件
cat default.conf

server {

    listen  80;
    server_name localhost;

    location / {
    proxy_pass          http://demo-web:8080;
    # ...其它配置项省略
    add_header          X-Cache-Status $hostname,$upstream_cache_status;
    }
}
  • 检查并重启
nginx -t && nginx -s reload
  • 测试

注意红框， HIT 状态对应 $upstream_cache_status 变量表示命中缓存，2f03e9cb7353 对应 $hostname变量表示是那台服务器。

变量参数

  • HIT 响应包含来自缓存的最新有效的内容。
  • MISS 响应在缓存中找不到，所以需要在服务器中取得。这个响应之后可能会被缓存起来。
  • BYPASS 响应来自原始服务器而不是缓存，因为请求匹配了一个proxy_cache_bypass 这个响应之后可能会被缓存。
  • EXPIRED 缓存中的某一项过期了，来自原始服务器的响应包含最新的内容。
  • STALE 内容陈旧是因为原始服务器不能正确响应。需要配置proxy_cache_use_stale。
  • UPDATING 内容过期了，因为相对于之前的请求，响应的入口 (entry)已经更新，并且proxy_cache_use_stale的updating已被设置。
  • REVALIDATED nginx检测得知当前的缓存内容依然有效(If-Modified-Since或者If-None-Match )，需要配置proxy_cache_revalidate 。

添加 ngx_cache_purge 模块

安装模块

模块安装路径: /usr/lib/nginx/modules/ngx_http_cache_purge_module.so

apk add nginx-mod-http-cache-purge

(1/2) Installing nginx (1.14.2-r1)
Executing nginx-1.14.2-r1.pre-install
(2/2) Installing nginx-mod-http-cache-purge (1.14.2-r1)
Executing busybox-1.29.3-r10.trigger
OK: 16 MiB in 31 packages

配置模块

使用前需要加载模块，在nginx配置文件首行前添加

sed -i '1 i \load_module /usr/lib/nginx/modules/ngx_http_cache_purge_module.so;' /etc/nginx/nginx.conf

server 字段配置项

cat /etc/nginx/conf.d/default.conf

server {
    #... 其它配置项省略

    location / {
    proxy_pass http://demo-web:8080;
    # ...其它配置项省略
    add_header X-Cache-Status $hostname,$upstream_cache_status;
    }

    location ~ /purge(/.*) {
    allow   127.0.0.1;
    deny    all;
    proxy_cache_purge proxyCache $1$is_args$args;
    }
}

参数

  • allow deny 表示只允许本机访问,可以根据实际情况调整或者添加多个 allow。
  • proxy_cache_purge 表示使用名为 proxyCache的对应缓存配置，并清理 /purge/ 目录后附带的url路径(见图3删除缓存)。

重启服务

nginx -t && nginx -s reload

清理缓存

还是以 test.css 资源为例，X-Cache-Status: 2f03e9cb7353,HIT 状态为 HIT 既命中缓存。

删除缓存，访问本机 /purge/目录 + 要删除缓存资源的 url 路径 。(图中命令行为 rancher控制台)

再次访问，X-Cache-Status: 2f03e9cb7353,MISS 状态为MISS 说明删除缓存成功。

注意，last-modified 与 etag 两次返回的结果不同 ，因为更新 test.css文件后它们发生了改变。

结束

写到这里我们已经完成了目标，不过有一个小问题为了方便演示 proxy_cache_purge 设置 allow 127.0.0.1 也就是只允许本机进行 purge操作， 外网是无法操作的。

所以这里留个作业: 除了本机 127.0.0.1 外再添加一个信任的 IP地址进行 purge操作。

参考

  • https://hub.docker.com/_/nginx
  • https://mirrors.aliyun.com/alpine/
  • https://stackoverflow.com/questions/47366214/how-do-i-add-the-lua-module-for-nginx-on-alpine-linux
  • https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge
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