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Nginx是大型架構(gòu)的必備中間件，下面我就重點(diǎn)來(lái)詳解Nginx緩存核心技術(shù)@mikechen

Nginx緩存

Nginx 緩存：是指 Nginx 服務(wù)器將客戶(hù)端請(qǐng)求的資源（例如:靜態(tài)文件、動(dòng)態(tài)頁(yè)面的響應(yīng)。。。等）存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)介質(zhì)（如磁盤(pán)或內(nèi)存）中。

當(dāng)相同的請(qǐng)求再次到達(dá)時(shí)，Nginx 可以直接從緩存中提供資源，而無(wú)需再次向后端服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求。

這種緩存可以顯著提高網(wǎng)站的訪問(wèn)速度和可用性，尤其是在處理靜態(tài)資源或不經(jīng)常變化的內(nèi)容時(shí)。

通過(guò)緩存，Nginx可以直接從本地返回?cái)?shù)據(jù)，而不需要每次都向后端服務(wù)器請(qǐng)求，從而減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和后端服務(wù)器的壓力。

 

Nginx緩存工作原理

Nginx支持多種緩存機(jī)制，適用于不同場(chǎng)景，以下是主要類(lèi)型：

反向代理緩存

Nginx作為反向代理緩存，將從后端服務(wù)器（如應(yīng)用服務(wù)器）獲取的內(nèi)容緩存到本地。

對(duì)于后續(xù)相同請(qǐng)求，Nginx直接返回緩存內(nèi)容，無(wú)需請(qǐng)求后端服務(wù)器。

典型場(chǎng)景：常見(jiàn)于大流量網(wǎng)站，需要快速返回常訪問(wèn)的靜態(tài)資源或動(dòng)態(tài)頁(yè)面。

內(nèi)容緩存（Content Cache）

Nginx可以緩存內(nèi)容本身（如HTTP響應(yīng)），減少對(duì)后端的請(qǐng)求，提高響應(yīng)速度。

典型場(chǎng)景：緩存接口數(shù)據(jù)、或動(dòng)態(tài)頁(yè)面的生成內(nèi)容。

靜態(tài)文件緩存

Nginx通常用于緩存靜態(tài)資源，如圖片、CSS文件、JavaScript文件等。

典型場(chǎng)景：通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間緩存靜態(tài)文件，減少靜態(tài)文件的重復(fù)請(qǐng)求，提高網(wǎng)站響應(yīng)速度。

FastCGI緩存

對(duì)于使用FastCGI協(xié)議的動(dòng)態(tài)內(nèi)容，Nginx也支持緩存，這對(duì)于PHP、Python、Ruby等后端應(yīng)用程序非常有用。

典型場(chǎng)景：緩存動(dòng)態(tài)生成的HTML頁(yè)面，減少對(duì)FastCGI服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

其工作原理如下：

客戶(hù)端發(fā)起請(qǐng)求

客戶(hù)端發(fā)送一個(gè) HTTP 請(qǐng)求到 Nginx。

Nginx 接收請(qǐng)求

Nginx 接收到客戶(hù)端的請(qǐng)求，并根據(jù)配置進(jìn)行處理。

檢查緩存： 對(duì)于需要代理的請(qǐng)求，Nginx 首先會(huì)根據(jù)配置的 proxy_cache_key 生成一個(gè)緩存 Key，并在配置的緩存區(qū)域中查找是否存在與該 Key 匹配的緩存條目。

緩存命中 (Cache Hit)：

如果找到匹配的緩存條目，并且緩存尚未過(guò)期（根據(jù) proxy_cache_valid 等指令判斷），Nginx 會(huì)直接從緩存中讀取響應(yīng)內(nèi)容，并將其發(fā)送給客戶(hù)端，而不會(huì)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器。

緩存未命中 (Cache Miss)：

如果沒(méi)有找到匹配的緩存條目，或者緩存已過(guò)期，Nginx 會(huì)將客戶(hù)端的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給配置的后端服務(wù)器（通過(guò) proxy_pass）。

后端服務(wù)器處理請(qǐng)求并返回響應(yīng)： 后端服務(wù)器處理客戶(hù)端的請(qǐng)求，并將生成的響應(yīng)返回給 Nginx。

緩存響應(yīng) 

Nginx 接收到后端服務(wù)器的響應(yīng)后，會(huì)根據(jù)配置判斷是否需要將該響應(yīng)緩存到本地。

如果滿(mǎn)足緩存條件（例如 HTTP 方法是 GET 或 HEAD，響應(yīng)狀態(tài)碼在 proxy_cache_valid 指定的范圍內(nèi)），Nginx 會(huì)將響應(yīng)內(nèi)容存儲(chǔ)到緩存區(qū)域中，并使用之前生成的緩存 Key 進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

將響應(yīng)返回給客戶(hù)端

無(wú)論是從緩存中獲取的響應(yīng)還是從后端服務(wù)器獲取的響應(yīng)（并可能已緩存），Nginx 最終都會(huì)將響應(yīng)發(fā)送回客戶(hù)端。

 

Nginx緩存實(shí)戰(zhàn)案例

1.靜態(tài)資源緩存

為了減少對(duì)靜態(tài)文件的重復(fù)請(qǐng)求，我們可以設(shè)置Nginx緩存這些靜態(tài)資源。

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|css|js|ico|woff|woff2|ttf|eot|svg|otf)$ {
    expires 30d;
    add_header Cache-Control"public";
    access_log off;
}

 

2.商品頁(yè)面緩存

對(duì)于商品頁(yè)面，可以緩存一部分動(dòng)態(tài)內(nèi)容，如價(jià)格和評(píng)論數(shù)量，以提高響應(yīng)速度并減少對(duì)后端的壓力。

location /product/{
    proxy_cache cache_zone;
    proxy_cache_key $uri;
    proxy_cache_valid 20010m;
    proxy_cache_valid 4041m;
    proxy_cache_use_stale error timeout updating;
}

通過(guò)proxy_cache_valid 200 10m配置，緩存200狀態(tài)碼的響應(yīng)10分鐘，避免頻繁訪問(wèn)后端獲取相同數(shù)據(jù)。

 

3.API響應(yīng)緩存

對(duì)于電商網(wǎng)站的API接口，可能會(huì)有一些數(shù)據(jù)變化不頻繁，可以進(jìn)行緩存。

location /api/{
    proxy_cache cache_zone;
    proxy_cache_valid 2005m;
    proxy_cache_use_stale error timeout updating;
}

通過(guò)上述緩存策略，Nginx幫助電商網(wǎng)站提高了性能，減少了后端負(fù)擔(dān)，提升了用戶(hù)的訪問(wèn)速度和體驗(yàn)。

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