nginx緩存cache的5種方案_負載集群教程

貌似從來沒有寫過nginx的緩存功能，都是只看不分享，這是不好之習慣啊。

1、傳統(tǒng)緩存之一（404）

這個辦法是把nginx的404錯誤定向到后端，然后用proxy_store把后端返回的頁面保存。

配置：

location / {
root /home/html/;#主目錄
expires 1d;#網(wǎng)頁的過期時間
error_page 404 =200 /fetch$request_uri;#404定向到/fetch目錄下
}

location /fetch/ {#404定向到這里
internal;#指明這個目錄不能在外部直接訪問到
expires 1d;#網(wǎng)頁的過期時間
alias /home/html/;#虛擬目錄文件系統(tǒng)地址要和locaion /一致，proxy_store會將文件保存到這目錄下
proxy_pass http://www.sudone.com/;#后端upstream地址，/fetch同時是一個代理
proxy_set_header Accept-Encoding '';#讓后端不要返回壓縮（gzip或deflate）的內(nèi)容，保存壓縮后的內(nèi)容會引發(fā)亂子。
proxy_store on;#指定nginx將代理返回的文件保存
proxy_temp_path /home/tmp;#臨時目錄，這個目錄要和/home/html在同一個硬盤分區(qū)內(nèi)
}

使用的時候還有要注意是nginx要有權(quán)限往/home/tmp和/home/html下有寫入文件的權(quán)限，在linux下nginx一般會配置成nobody用戶運行，這樣這兩個目錄就要chown nobody，設成nobody用戶專用，當然也可以chmod 777，不過所有有經(jīng)驗的系統(tǒng)管理員都會建議不要隨便使用777。

2、傳統(tǒng)緩存之二（!-e）

原理和404跳轉(zhuǎn)基本一致，但更簡潔一些：

location / {
root /home/html/;
proxy_store on;
proxy_set_header Accept-Encoding '';
proxy_temp_path /home/tmp;
if ( !-f $request_filename )
{
        proxy_pass http://www.sudone.com/;
}
}

可以看到這個配置比404節(jié)約了不少代碼，它是用!-f來判斷請求的文件在文件系統(tǒng)上存不存在，不存在就proxy_pass到后端，返回同樣是用proxy_store保存。

兩種傳統(tǒng)緩存都有著基本一樣的優(yōu)點和缺點：
缺點1：不支持帶參數(shù)的動態(tài)鏈接，比如read.php?id=1，因為nginx只保存文件名，所以這個鏈接只在文件系統(tǒng)下保存為read.php，這樣用戶訪問read.php?id=2時會返回不正確的結(jié)果。同時不支持http://www.sudone.com/這種形式的首頁和二級目錄http://www.sudone.com/download/，因為nginx非常老實，會將這樣的請求照鏈接寫入文件系統(tǒng)，而這個鏈接顯然是一個目錄，所以保存失敗。這些情況都需要寫rewrite才能正確保存。
缺點2：nginx內(nèi)部沒有緩存過期和清理的任何機制，這些緩存的文件會永久性地保存在機器上，如果要緩存的東西非常多，那就會撐暴整個硬盤空間。為此可以使用一個shell腳本定期清理，同時可以撰寫php等動態(tài)程序來做實時更新。
缺點3：只能緩存200狀態(tài)碼，因此后端返回301/302/404等狀態(tài)碼都不會緩存，假如恰好有一個訪問量很大的偽靜態(tài)鏈接被刪除，那就會不停穿透導致后端承載不小壓力。
缺點4：nginx不會自動選擇內(nèi)存或硬盤作為存儲介質(zhì)，一切由配置決定，當然在當前的操作系統(tǒng)里都會有操作系統(tǒng)級的文件緩存機制，所以存在硬盤上也不需要過分擔心大并發(fā)讀取造成的io性能問題。

nginx傳統(tǒng)緩存的缺點也是它和squid等緩存軟件的不同之特色，所以也可看作其優(yōu)點。在生產(chǎn)應用中它常常用作和squid的搭檔，squid對于帶?的鏈接往往無法阻擋，而nginx能將其訪問攔住，例如：http://sudone.com/?和http://sudone.com/在squid上會被當做兩個鏈接，所以會造成兩次穿透；而nginx只會保存一次，無論鏈接變成http://sudone.com/?1還是http://sudone.com/?123，均不能透過nginx緩存，從而有效地保護了后端主機。

nginx會非常老實地將鏈接形式保存到文件系統(tǒng)中，這樣對于一個鏈接，可以很方便地查閱它在緩存機器上的緩存狀態(tài)和內(nèi)容，也可以很方便地和別的文件管理器如rsync等配合使用，它完完全全就是一個文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

這兩種傳統(tǒng)緩存都可以在linux下將文件保存到/dev/shm里，一般我也是這么做的，這樣可以利用系統(tǒng)內(nèi)存來做緩存，利用內(nèi)存的話，清理過期內(nèi)容速度就會快得多。使用/dev/shm/時除了要把tmp目錄也指向到/dev/shm這個分區(qū)外，如果有大量小文件和目錄，還要修改一下這個內(nèi)存分區(qū)的inode數(shù)量和最大容量：

mount -o size=2500M -o nr_inodes=480000 -o noatime,nodiratime -o remount /dev/shm

上面的命令在一臺有3G內(nèi)存的機器上使用，因為/dev/shm默認最大內(nèi)存是系統(tǒng)內(nèi)存的一半就是1500M，這條命令將其調(diào)大成2500M，同時shm系統(tǒng)inode數(shù)量默認情況下可能是不夠用的，但有趣的是它可以隨意調(diào)節(jié)，這里調(diào)節(jié)為480000保守了點，但也基本夠用了。

3、基于memcached的緩存

nginx對memcached有所支持，但是功能并不是特別之強，性能上還是非常之優(yōu)秀。

location /mem/ {
    if ( $uri ~ "^/mem/([0-9A-Za-z_]*)$" )
    {
     set $memcached_key "$1";
     memcached_pass     192.168.1.2:11211;
    }
    expires 70;
}

這個配置會將http://sudone.com/mem/abc指明到memcached的abc這個key去取數(shù)據(jù)。

nginx目前沒有寫入memcached的任何機制，所以要往memcached里寫入數(shù)據(jù)得用后臺的動態(tài)語言完成，可以利用404定向到后端去寫入數(shù)據(jù)。

4、基于第三方插件ncache

ncache是新浪兄弟開發(fā)的一個不錯的項目，它利用nginx和memcached實現(xiàn)了一部分類似squid緩存的功能，我并沒有使用這個插件的經(jīng)驗，可以參考：

http://code.google.com/p/ncache/

5、nginx新開發(fā)的proxy_cache功能

從nginx-0.7.44版開始，nginx支持了類似squid較為正規(guī)的cache功能，目前還處于開發(fā)階段，支持相當有限，這個緩存是把鏈接用md5編碼hash后保存，所以它可以支持任意鏈接，同時也支持404/301/302這樣的非200狀態(tài)。

配置：

首先配置一個cache空間：

proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=NAME:10m inactive=5m max_size=2m clean_time=1m;

注意這個配置是在server標簽外，levels指定該緩存空間有兩層hash目錄，第一層目錄是1個字母，第二層為2個字母，保存的文件名就會類似/path/to/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c；keys_zone為這個空間起個名字，10m指空間大小為10MB；inactive的5m指緩存默認時長5分鐘；max_size的2m是指單個文件超過2m的就不緩存；clean_time指定一分鐘清理一次緩存。

location / {
    proxy_pass http://www.sudone.com/;

    proxy_cache NAME;#使用NAME這個keys_zone

    proxy_cache_valid 200 302 1h;#200和302狀態(tài)碼保存1小時
    proxy_cache_valid 301 1d;#301狀態(tài)碼保存一天
    proxy_cache_valid any 1m;#其它的保存一分鐘
}

ps：支持cache的0.7.44到0.7.51這幾個版本的穩(wěn)定性均有問題，訪問有些鏈接會出現(xiàn)錯誤，所以這幾個版本最好不要在生產(chǎn)環(huán)境中使用。nginx-0.7下目前所知較為穩(wěn)定的版本是0.7.39。穩(wěn)定版0.6.36版也是近期更新，如果在配置里沒有使用到0.7的一些新標簽新功能，也可以使用0.6.36版。