009.Nginx快取配置-有解無憂

一瀏覽器快取

1.1 快取概述

快取對于Web至關重要，尤其對于大型高負載Web站點，Nginx快取可作為性能優化的一個重要手段，可以極大減輕后端服務器的負載，通常對于靜態資源，即較少經常更新的資源，如圖片，css或js等進行快取，從而在每次重繪瀏覽器的時候，不用重新請求，而是從快取里面讀取，這樣就可以減輕服務器的壓力， Nginx設定快取有兩種方式：

proxy_cache_path和proxy_cache
Cache-Control和Pragma

對于站點中不經常修改的靜態內容（如圖片，JS，CSS），可以在服務器中設定expires過期時間，控制瀏覽器快取，達到有效減小帶寬流量，降低服務器壓力的目的，

1.2 快取機制

瀏覽器無快取

瀏覽器請求 ---> 無快取 ---> 請求WEB服務器 ---> 請求回應 ---> 呈現

瀏覽器有快取

瀏覽器請求 ---> 有快取 ---> 校驗過期 ---> 是否有更新 ---> 呈現

校驗是否過期

Expires HTTP1.0, Cache-Control(max-age) HTTP1.1 協議中Etag頭資訊校驗 Etag () Last-Modified頭資訊校驗 Last-Modified (具體時間)

1.3 Nginx快取型別

服務器快取

代理快取

客戶端快取

1.4 Nginx代理快取原理

第一步：客戶端第一次向Nginx請求資料A；第二步：當Nginx發現快取中沒有資料A時，會向服務端請求資料A；第三步：服務端接收到Nginx發來的請求，則回傳資料A到Nginx，并且快取在Nginx；第四步：Nginx回傳資料A給客戶端應用；第五步：客戶端第二次向Nginx請求資料A；第六步：當Nginx發現快取中存在資料A時，則不會請求服務端；第七步：Nginx把快取中的資料A回傳給客戶端應用，

1.5 快取內容

網頁快取是由HTTP訊息頭中的"Cache-control"來控制的，常見的取值有private、no-cache、max-age、must-revalidate等，默認為private，其作用根據不同的重新瀏覽方式分為以下幾種情況，

Cache-directive	說明
public	所有內容都將被快取（客戶端和代理服務器都可快取），
private	內容只快取到私有快取中（僅客戶端可以快取，代理服務器不可快取），
no-cache	必須先與服務器確認回傳的回應是否被更改，然后才能使用該回應來滿足后續對同一個網址的請求，因此，如果存在合適的驗證停牌（ETag），no-cache會發起往返通信來驗證快取的回應，如果資源未被更改，可以避免下載，
no-store	所有內容都不會被快取到快取或Internet臨時檔案中，強制快取和對比快取都不會觸發，
must-revalidation.proxy-revalidation	如果快取內容失敗，請求必須發送到服務器、代理以進行重新驗證，
max-age=xxx(xxx is numeric）	快取的內容將在xxx秒失效，這個選項只在HTTP 1.1可用，并如果和Last-Modified一起使用時，優先級較高，

1.6 快取規則

默認情況下，NGINX尊重Cache-Control源服務器的標頭，它不快取回應Cache-Control設定為Private，No-Cache或No-Store或Set-Cookie在回應頭，NGINX只快取GET和HEAD客戶端請求，如下配置可覆寫這些默認值：

proxy_buffering默認為on，若proxy_buffering設定為off，則NGINX不會快取回應，
proxy_ignore_headers可以配置忽略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快取配置項

2.1 expires配置

語法：expires [modified] time; expires epoch | max | off; 默認值：expires off; #靜態快取作用：Expires是服務端回傳的到期時間，如果下一次請求如果小于服務端回傳的過期時間，則直接使用快取資料，Expires針對HTTP1.0的東西，當前通常瀏覽器默認都是使用HTTP1.1，而且由于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，導致存在一定誤差，所以HTTP1.1使用Cache-Control替代，可配置段：http, server, location, if in location 引數釋義： max啟用后為：Expires: Thu, 31 Dec 2037 23:55:55 GMT Cache-Control: max-age=315360000 (10年)； epoch啟用后為：Expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:01 GMT Cache-Control: no-cache； time：設定具體時間，可以攜帶單位（通過@），如：表示一天內的下午3點30分后失效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單位為秒，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)$    #不快取html
 16     {
 17         add_header Cache-Control "private, no-store, no-cache, must-revalidate, proxy-revalidate";
 18     }
 19 }

對于http協議頭Cache-Control，其值釋義如下：

Public：指示回應可被任何快取區快取，
Private：指示對于單個用戶的整個或部分回應訊息，不能被共享快取處理，這允許服務器僅僅描述當用戶的部分回應訊息，此回應訊息對于其他用戶的請求無效，
no-cache：指示請求或回應訊息不能快取，
no-store：用于防止重要的資訊被無意的發布，在請求訊息中發送將使得請求和回應訊息都不使用快取，
max-age：指示客戶機可以接收生存期不大于指定時間（以秒為單位）的回應，
min-fresh：指示客戶機可以接收回應時間小于當前時間加上指定時間的回應，
max-stale：指示客戶機可以接收超出超時期間的回應訊息，如果指定max-stale訊息的值，那么客戶機可以接收超出超時期指定值之內的回應訊息，

2.2 proxy_cache配置

語法：proxy_cache zone | off; 默認：proxy_cache off; 可配置段：http, server, location 作用：設定是否開啟對后端回應的快取，如果開啟的話，引數值就是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 作用：指定快取位置、快取名稱、記憶體中快取內容元資料資訊大小限制、快取總大小限制，快取位置是一個目錄應該先創建好，nginx并不會幫我們創建這個快取目錄，引數釋義：

path：定義快取檔案存放位置；
levels：定義快取路徑的目錄層級，默認所有快取檔案都放在上面指定的根路徑中，最多三級，每層目錄長度為1或2位元組；
keys_zone：name表示共享記憶體名稱，用于在共享記憶體中定義一塊存盤區域來存放快取的 key 和 metadata（類似于使用次數），這樣 nginx 可以快速判斷一個 request 是否命中快取，由proxy_cache指令使用；size表示共享記憶體大小，1mb大約可以存放8000個key；
max_size：設定快取大小的上限，它是可選的，不指定值允許快取增長以使用所有可用磁盤空間，當快取大小達到限制時，稱為快取管理器的行程將洗掉最近最少用于將快取大小恢復到限制之下的檔案；
inactive：在inactive時間內沒有被訪問的快取會被淘汰掉，默認是10分鐘；
use_temp_path：如果為 off，則 nginx 會將快取檔案直接寫入指定的 cache 檔案中，而不使用 temp_path 指定的臨時存盤路徑，

注意：inactive 和 expired 配置項的含義是不同的，expired 只是判斷過期時間，不會洗掉快取；而 inactive 是直接洗掉過期快取，配置示例：

  1 http {
  2     ...
  3     // 快取目錄：/data/nginx/cache
  4     // 快取名稱：one
  5     // 快取占用記憶體空間：10m
  6     // 快取目錄級別為2
  7     // 快取最大時間為60分鐘
  8     // 加載器每次迭代程序最多執行300毫秒
  9     // 加載器每次迭代程序中最多加載200個檔案
 10     // 快取硬碟空間最多為 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         // 使用名稱為one的快取
 15         proxy_cache one;
 16         location / {
 17             // 此location中使用默認的快取配置
 18             proxy_pass http://backend1;
 19         }
 20         location /some/path {
 21             proxy_pass http://backend2;
 22         // 快取有效期為1分鐘
 23             proxy_cache_valid any 1m;
 24             // 被請求3次以上時才快取
 25             proxy_cache_min_uses 3;
 26         // 請求中有下面引數值時不走快取
 27             proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;
 28         }
 29     }
 30 }

提示：在如上快取作業中有兩個附加行程：

快取管理器：定期檢查快取狀態，看快取總量是否超出限制，如果超出，就移除其中最少使用的部分
快取加載器：加載器只在nginx啟動后運行一次，把快取內容的元資料資訊加載到記憶體空間，如果一次性加載全部快取資訊，會大量消耗資源，使nginx在啟動后的幾分鐘里變慢，為避免此問題，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 作用：默認情況下，快取的內容是長期存留的，除非快取的總量超出限制，此欄位可配置不同的回應碼快取不同的時長，即指定快取的有效期，示例：回應狀態碼為200 302時，10分鐘有效；回應狀態碼為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 作用：對哪些方法的請求進行快取， 提示：更多快取配置參考：https://shuwoom.com/?p=4311、https://linux.cn/article-5945-1.html， 第三方快取模塊參考：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 作用：用于設定不同維度進行快取，即給快取設定key，如快取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 作用：指定請求至少被發送了多少次以上時才快取，可以防止低頻請求被快取，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 作用：指定哪些回應在某些值不為慷訓不為0的情況下不走快取，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 作用：指定定哪些請求不被快取，即回應來自原始服務器而不是快取，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 作用：指定在后端服務器在回傳什么狀態碼的情況下可以使用過期的快取，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 作用：默認不開啟，開啟的話則每次只能有一個請求更新相同的快取，其他請求要么等待快取有資料要么限時等待鎖釋放，通常在多個客戶端請求快取未命中時，只有第一個請求可以發向原服務器，其他請求要等待第一個回應回傳或者超時后，使用快取回應客戶端，該引數可以合并回源請求，減輕峰值流量下的壓力，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 作用：等待快取鎖超時之后將直接請求后端，結果不會被快取，示例：

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

三快取配置實體

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，

參考檔案：https://www.myfreax.com/nginx-caching-guide/，

四快取清除

4.1 清除快取配置

  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清除快取，必須提前安裝ngx_cache_purge模塊，安裝模塊必須基于編譯安裝的Nginx，之后使用url訪問即可清除對應快取，如cache.linuxds.com/purge/nginx.png即可清除cache.linuxds.com/nginx.png此檔案的快取，

4.2 腳本清除

清除快取腳本如下，必須在快取服務器上執行， [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快取的具體路徑(提示:可使用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請輸入洗掉操作的型別：\n1.按檔案型別洗掉\t2.按具體檔案名洗掉\t3.按檔案目錄洗掉\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 請輸入你要洗掉的快取檔案型別(多個引數可空格隔開)\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 洗掉成功!"
 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 請輸入你要洗掉的快取檔案具體名稱(多個引數可空格隔開)\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 洗掉成功!"
 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目錄下的所有快取:cache.aa.com/data/cache/\n2.清除網站shop下的所有快取:cache.aa.com/data/upload/shop\n3.清除網站根目錄下的所有快取:cache.aa.com\e[0m\n"
 53 echo -n -e "\e[34;1m 請輸入你要洗掉的快取檔案具體目錄\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 洗掉成功!"
 62  done
 63 done
 64 ;;
 65 *)
 66 echo "輸入錯誤,請重新輸入"
 67 ;;
 68 esac

參考檔案：https://lichi6174.github.io/nginx-cache/，

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/caozuo/33298.html

標籤：Linux

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