nginx代理緩存與壓縮

nginx代理緩存

nginx的ngx_http_proxy_module自帶了緩存功能,下面介紹幾個常用的指令以及如何配置。

proxy_cache_path

nginx緩存的內容是放在磁盤中的，所以我們需要定義存放緩存的載體，proxy_cache_path設置緩存的路徑和其他參數。緩存中的文件名爲proxy_cache_key定義的字符串的hash結果

proxy_cache_path語法

語法	proxy_cache_path path [levels=levels][use_temp_path=on丨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丨off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];
默認	-
應用位置	http

參數解釋：

• path：定義緩存文件的路徑，目錄不存在會自動創建
• levels：定義緩存目錄的級別，最多爲3級，每級目錄名長度字符只能爲1或者2個字節。
• use_temp_path：當參數爲on時，會使用proxy_temp_path定義的目錄，否則臨時文件將直接放在緩存目錄裏
• keys_zone：定義共享內存名字和共享內存大小，name表示共享內存名稱，size表示共享內存大小
• inactive：在inactive參數指定的時間內未被訪問的緩存數據 將從緩存中刪除，默認爲十分鐘
• max_size：定義緩存文件最大空間，超過將會被cache manager進程刪除掉最近最少使用的緩存
• manager_files：定義cache manager進程執行一次所要刪除的文件數，默認爲100
• manager_sleep：執行一次cache manager進程後的休眠時間，默認爲50毫秒
• manager_threshold：執行一次cache manager刪除循環的最大耗時，默認爲200毫秒。
• loader_files：cache loader進程用於將磁盤中原有的緩存數據加載到共享內存中，也是通過循環來完成的，用於定義每次載入的最大文件數，默認爲100
• loader_sleep：執行一次載入緩存進程的休眠時間，默認爲50毫秒
• loader_threshold：執行一次載入緩存進程所需的時間，默認爲50毫秒

proxy_cache

用來指定使用哪個共享內存，使用proxy_cache_path中的name來引用

proxy_cache語法

語法	proxy_cache zone 丨 off;
默認	proxy_cache off;
應用位置	http,server,location

proxy_cache_key

定義緩存的key，將以key的hash值作爲緩存文件名

proxy_cache_key語法

語法	proxy_cache_key string;
默認	proxy_cache_key $ scheme $ proxy_host $ request_uri;
應用位置	http,server,location

proxy_cache_valid

用於設置不同響應代碼的緩存時間

proxy_cache_valid語法

語法	proxy_cache_valid [code ...] time;
默認	-
應用位置	http,server,location

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid 5m;
proxy_cache_valid any 1m;

以上代碼表示狀態碼爲200和302的緩存有效期爲10分鐘，狀態碼爲404的緩存有效期爲1分鐘，如果不指定狀態碼，那麼只有緩存狀態碼200,301和302各五分鐘，any表示緩存任何響應

在響應頭中設置緩存時長

• 當X-Accel-Expires爲0時，禁止緩存內容，使用@可以設置一天中的某一時刻
• 當請求頭中包含“Set-Cookie”字段時，則不會緩存此類響應
• 當"Vary”字段的值爲"*"時，則不會緩存此類響應

proxy_no_cache

定義不將響應保存到緩存的條件。當字符串參數爲真時，則響應不會保存到緩存

proxy_no_cache語法

語法	proxy_no_cache string ...;
默認	-
應用位置	http,server,location

proxy_cache_bypass

定義不從緩存中獲取響應的條件，當字符串參數爲真時，則不會從緩存中獲取響應

proxy_cache_bypass語法

語法	proxy_cache_bypass string ...;
默認	-
應用位置	http,server,location

$upstream_cache_status變量

$upstream_cache_status是一個位於ngx_http_upstream_module模塊來顯示緩存狀態的變量，可以在配置中添加一個http頭來顯示此變量的值

變量的值

• MISS：未命中的緩存
• HIT：命中緩存
• EXPIRED：緩存已經過期，請求將被傳遞到後端
• STALE：後端將得到過期的應答
• UPDATING： 正在更新緩存，將使用舊的應答
• REVALIDATED：nginx驗證了舊的緩存依然有效
• BYPASS：緩存被繞過了，應答是從原始服務器獲得的

代理緩存配置示例

爲驗證緩存，這裏我將緩存超時時間設爲1分鐘

proxy_cache_path /data/cache levels=1:2 keys_zone=cache:10m max_size=100m inactive=1m use_temp_path=off;
    server {
        listen       80;
        server_name  wanger.com;
        include /etc/nginx/default.d/*.conf;
        location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
            proxy_cache cache;
            proxy_cache_valid 200 301 1m;
            add_header X-Cache $upstream_cache_status;
            proxy_cache_key $host$uri;
        }
   }     

可以看到第一次訪問並沒有命中緩存，而第二次訪問的時候已經建立好緩存了

查看緩存目錄，可以看到緩存文件已經存在，並且前兩級的目錄名是緩存文件名的後三個字符

進入後端服務器，添加響應頭字段X-Accel-Expires，並將值設置爲3

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        add_header X-Accel-Expires 3;
location / {
                root    html;
                index   index.html;
        }
    }

再次進行測試，可以看到第一次請求顯示緩存已經過期

再次進入後端服務器，添加響應頭字段Vary，並將其值設置爲"*"，並進行測試

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        add_header X-Accel-Expires 3;
        add_header Vary *;
location / {
                root    html;
                index   index.html;
        }
    }

可以看到index.htm文件一直沒有被緩存

代理緩存清理

nginx提供了一個第三方模塊ngx_cache_purge，GitHub地址：https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge
安裝ngx_cache_purge模塊需要重新編譯nginx，並使用--add-module=模塊位置參數添加模塊到nginx裏

proxy_cache_purge語法

這裏需要用到proxy_cache_purge指令

語法	proxy_cache_purge zone_name key
默認	-
應用位置	location

配置示例

location ~ /purge(/.*) {
proxy_cache_purge cache $host$1;
}
location /wanger {
proxy_pass http://192.168.0.52;
proxy_cache cache;
proxy_cache_valid 200 301 1m;
add_header X-Cache $upstream_cache_status;
proxy_cache_key $host$uri;

代理緩存清理測試

由於我緩存過期時間設置的是1分鐘，當我命中緩存之後，就開始進行緩存清理測試，之後在一分鐘內再次訪問同一個URL，就發現緩存命中失敗了

gzip壓縮

gzip壓縮模塊提供了壓縮文件內容的功能，通過壓縮可以使服務器與瀏覽器之間傳輸的數據量更小，提高了客戶端的響應速度，但壓縮也會消耗nginx性能

指令解釋

• gzip on|off：是否開啓gzip，默認爲off
• gzip_buffers number size： number指服務器向系統申請緩存空間的個數，size指每個緩存空間的大小
• gzip_comp_level [1-9]： 設置壓縮級別，默認爲1(級別越高,壓的越小,越浪費CPU計算資源)
• gzip_disable regex：使用正則匹配某種瀏覽器類型不進行壓縮
• gzip_min_length length：設置將被壓縮的響應的最小長度，默認爲20
• gzip_types text/plain application/xml：對哪些類型的文件啓用壓縮，文件類型可以在nginx/mime.types文件裏查看
• gzip_vary on|off：啓用或禁用插入“Vary：Accept-Encoding”響應頭字段

配置示例

server {
        listen       80;
        server_name  192.168.0.168;  
        gzip        on;
        gzip_types  image/jpeg;
        gzip_buffers 32 4K;
        gzip_min_length 100;
        gzip_comp_level 6;
        gzip_vary on;
}

測試壓縮配置

瀏覽器要禁用瀏覽器緩存，可以看到壓縮之後圖片大小是75.9KB，響應頭中也會多一個字段Content-Encoding: gzip

將gzip參數修改爲off，重載nginx，再來看圖片大小爲76.4KB

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