nginx 快取使用及設定步驟

2022-05-13 21:51:28

前言

快取的使用在各種專案中非常普遍，nginx作為一款高效的代理伺服器，也提供了強大的快取機制，試想在一些電商網站中，那些靜態的html，js，css檔案登數量非常龐大的情況下，載入頁面的時候，如果沒有快取的話，頁面將會非常慢，在這種情況下，就可以考慮使用nginx提供的快取功能的設定；

Nginx的web快取

Nginx從0.7.48版提供快取功能。
Nginx是基於Proxy Store來實現的，其原理是把URL及相關組合當做Key,在使用MD5演演算法對Key進行雜湊，得到硬碟上對應的雜湊目錄路徑，從而將快取內容儲存在該目錄中。
它可以支援任意URL連線，同時也支援404/301/302這樣的非200狀態碼。Nginx即可以支援對指定URL或者狀態碼設定過期時間，也可以使用purge命令來手動清除指定URL的快取。

Nginx快取設定相關指令

Nginx的web快取服務主要是使用ngx_http_proxy_module模組相關指令集來完成，接下來把常用的指令做一下總結：

proxy_cache_path

該指定用於設定快取檔案的存放路徑

語法格式

proxy_cache_path path [levels=number]
keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time]
[max_size=size];

各個引數說明

path

快取路徑地址

/usr/local/proxy_cache

levels

指定該快取空間對應的目錄，最多可以設定3層，每層取值為1|2如 :

levels=1:2 快取空間有兩層目錄，第一次是1個字母，第二次是2個字母

舉例說明：

zcy[key]通過MD5加密以後的值為 : 43c8233266edce38c2c9af0694e2107d

最終生成的快取目錄含義為：

levels=1:2 最終的儲存路徑為/usr/local/proxy_cache/d/07；
levels=2:1:2 最終的儲存路徑為/usr/local/proxy_cache/7d/0/21；
levels=2:2:2 最終的儲存路徑為??/usr/local/proxy_cache/7d/10/e2

keys_zone

用來為這個快取區設定名稱和指定大小

舉例說明：

keys_zone=zcy:200m 快取區的名稱是zcy,大小為200M,1M 大概能儲存8000個keys

inactive

指定快取的資料多次時間未被存取就將被刪除

舉例說明

inactive=1d 快取資料在1天內沒有被存取就會被刪除

max_size

設定最大快取空間，如果快取空間存滿，預設會覆蓋快取時間最長的資源，如：max_size=20g

設定範例

proxy_cache_path D:\dev-tools\nginx\nginx-1.16.1\caches\proxy_cache keys_zone=zcy:200m levels=1:2:1 inactive=1d max_size=20g;

實驗演示

下面在原生的nginx目錄下建立一個caches的目錄，將上面的這段設定加到nginx.conf組態檔中，注意加到http塊中：

然後重啟nginx服務，可以看到在該目錄下生成了 proxy_cache 目錄，即為快取的目錄

其他設定引數說明

1、proxy_cache

該指令用來開啟或關閉代理快取，如果是開啟則自定使用哪個快取區來
進行快取；

2、proxy_cache_key

該指令用來設定web快取的key值，Nginx會根據key值MD5雜湊存快取；

3、proxy_cache_valid

該指令用來對不同返回狀態碼的URL設定不同的快取時間

例如：

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m; 為200和302的響應URL設定10分鐘快取，為404的響應URL設定1分鐘緩存；
proxy_cache_valid any 1m; 對所有響應狀態碼的URL都設定1分鐘快取；

4、proxy_cache_min_uses

該指令用來設定資源被存取多少次後被快取

5、proxy_cache_methods

該指令使用者設定快取哪些HTTP方法

快取設定案例展示

環境準備

1、tomcat8.0，提前啟動服務;

2、nginx服務，提前啟動；

3、提前準備一個靜態檔案

可以是html，js或圖片登靜態資源，然後放到tomcat的webapps目錄下的html目錄下

確保通過tomcat的8080埠可以存取到該靜態資原始檔

設定步驟

開啟nginx的組態檔，修改nginx.conf，新增如下內容（注意下面的設定放到http模組下）；

我們的需求是：通過存取 nginx監聽的原生的8081埠，可以直接存取到tomcat下的這個靜態html檔案，然後測試快取目錄下的檔案是否生成和生效；

proxy_cache_path D:\dev-tools\nginx\nginx-1.16.1\caches\proxy_cache keys_zone=zcy:200m levels=1:2:1 inactive=1d max_size=20g;
   server {
         listen    8081;
         server_name    localhost ;
         location  /  {
           proxy_cache zcy;
           proxy_cache_key zcy;
           proxy_cache_valid 200 1d;
           add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";   #瀏覽器可檢視快取的命中狀態
           proxy_pass  http://localhost:8080/html/hello.html ;
         }
     }

新增完畢後，使用 : nginx -s reload命令使設定生效，存取： localhost:8081，可以看到，直接顯示了該靜態資源

這時候去原生的快取目錄下，可以看到已經生成了該靜態檔案相關的快取資源；

如何驗證通過瀏覽器存取的時候確實是走了快取呢？我們開啟F12通過下面的這個地方就可以看到

這時候我們去快取目錄下刪掉裡面的檔案後再次測試，看到這個狀態變成了 “MISS”

Nginx設定資源不快取

前面初步完成了Nginx作為web快取伺服器的使用的設定說明；

但是在某些場景下，並不是所有的資料都適合進行快取。比如說對於一些經常發生變化的資料。如果進行快取的話，就很容易出現使用者存取到的資料不是伺服器真實的資料。所以對於這些資源我們在快取的過程中就需要進行過濾，不進行快取；

Nginx也提供了這塊的功能設定，需要使用到如下兩個指令：

proxy_no_cache #該指令是用來定義不將資料進行快取的條件

設定範例：

proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

案例展示

仍然以上面的案例設定為例，我們在nginx.conf設定中新增如下內容：

然後重啟nginx，下面做過簡單的測試吧

刪除本地快取目錄下的檔案後，存取html資源，這次在存取的url後面新增上面的設定引數

可以看到不管存取多少，都不會對存取到的靜態資源進行快取，即在請求的URL中，拼接上面的3個引數中任意一個即可；

方式2：通過if 條件語句進行設定

即在location中新增 if 條件表示式，當存取的URL中帶有 .html結尾的字尾時，設定一個mynocache 的變數，並把這個變數設定到proxy_no_cache 中

 server {
         listen    8081;
         server_name    localhost ;
         location  /  {
           if ($request_uri ~ /.*.html$){ 
                set $mynocache 1;
           }
           proxy_cache zcy;
           proxy_cache_key zcy;
           proxy_cache_valid 200 1d;
        	proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment $mynocache;
           add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
           proxy_pass  http://localhost:8080/html/hello.html ;
         }
     }

proxy_cache_bypass

該指令是用來設定不從快取中獲取資料的條件，即存取的資源會被快取，但是請求之後的取值不從快取中獲取；

設定樣例

proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

上述兩個指令都有一個指定的條件，這個條件可以是多個，並且多個條件中至少有一個不為空且不等於"0",則條件滿足成立。上面給的設定範例是從官方網站獲取的，裡面使用到了三個變數，分別是 c o o k i e n o c a c h e 、 cookie_nocache、 cookienocache、arg_nocache、$arg_comment

範例展示

仍然以上面的設定為例進行說明，當使用proxy_cache_bypass 的時候，需要將proxy_no_cache註釋一下

proxy_cache_path D:\dev-tools\nginx\nginx-1.16.1\caches\proxy_cache keys_zone=zcy:200m levels=1:2:1 inactive=1d max_size=20g;
   server {
         listen    8081;
         server_name    localhost ;
         location  /  {
           #if ($request_uri ~ /.*.js$){ 
           #     set $mynocache 1;
           #}
           proxy_cache zcy;
           proxy_cache_key zcy;
           proxy_cache_valid 200 1d;
        	#proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment $mynocache;
    	proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
           add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
           proxy_pass  http://localhost:8080/html/hello.html ;
         }
     }

下面來做一個測試吧，首先清理掉快取目錄下的檔案，然後使用後面拼接引數的形式存取下，結果發現，快取目錄下正常生成了快取檔案，但是此時響應的請求資源並未走快取