Nginx缓存&优雅清除缓存

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1.Nginx缓存

前面我们知道Nginx可以对浏览器缓存进行配置，让一些静态资源缓存到用户本地存储，以提高页面的响应速度，也能降低服务端的压力。浏览器执行缓存的流程如下：

试想一下，如果用户主动清空了本地的浏览器缓存，那么是不是请求的压力又来到了服务端，为此我们可以增加web缓存服务器，当用户本地缓存失效时，可以去web缓存服务器中获取数据，而不是直接将请求打到后端服务器。

Nginx就可以担当这样的角色。其作为一个高性能的web服务器，同时也可以是一个缓存服务器。其为我们提供了 ngx_http_proxy_module 模块，用来实现缓存功能。

官方文档： https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html

Tips：缓存的资源也不是一成不变的，因此缓存也需要有更新的机制。

因此，对于Nginx的缓存主要围绕以下几点展开：

缓存文件存放在哪儿
缓存的有效期
如何指定哪些请求走缓存，哪些请求不缓存
如何删除缓存

2.Nginx配置缓存

2.1 缓存文件存放在哪儿

proxy_cache ：定义共享内存区域的名称。
proxy_cache_path ：定义缓存的存储路径。

2.1.1 proxy_cache

作用域 ：http, server, location
语法：proxy_cache zone | off;
默认值 ：proxy_cache off;

zone ：用于定义共享内存区域的名称。可以使用变量。此参数是 proxy_cache_path 指令的基础。
off ：表示禁用缓存。

2.1.2 proxy_cache_path

作用域 ：http
语法：proxy_cache_path path [levels=levels] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size];

该指令可以配置缓存的路径，并设置相关的参数。

path ：设置缓存的路径。
levels ：用于设置缓存的目录结构，例如 levels=1:2 ，意味着生成两层目录。该参数与 proxy_cache_key 指令有关， proxy_cache_key 的默认值为 $scheme$proxy_host$request_uri ，然后将获取到的值MD5加密，然后依次从末尾按照 levels 的设置取值来创建目录。
keys_zone ：其中 name 为 proxy_cache 定义的值。 size 表示共享内存区域的大小。1M的内存可以存储大约8000个key。
inactive ：指定缓存失效的时间，如果在该段时间内，缓存文件没被访问，缓存将被删除。
max_size ：指定最大的缓存大小，当超出大小，会根据LRU算法，删除最近最少使用的数据。

2.2 缓存有效期

2.2.1 proxy_cache_valid

该指令可以设置不同响应码对应的缓存时间，超过时间缓存就会过期，但是不会删除缓存。

作用域 ：http, server, location
语法：proxy_cache_valid [code ...] time;

前面我们在配置 proxy_cache_path 指令时， inactive 参数可以指定一定时间内缓存未被访问就会被删除。而 proxy_cache_valid 指定的是缓存的过期时间，超过该时间缓存将会过期，但是不会被删除。

因此我们在配置的时候，一般 inactive 的值会大于 proxy_cache_valid 中的值，否则将会导致缓存还不过期就被删除了。

不指定响应码，则只对200、301和302进行缓存。

proxy_cache_valid 10m;

对指定响应码进行缓存。

proxy_cache_valid 200 301 10m;

对任何响应码进行缓存。

proxy_cache_valid any 10m;

2.3 如何指定哪些请求走缓存，哪些请求不缓存

2.3.1 proxy_cache_bypass

该指令配置不走缓存响应的条件，如果条件命中，则不走缓存。可与 proxy_no_cache 配合使用。

作用域 ：http, server, location
语法：proxy_cache_bypass string ...;

如果参数中的值至少有一个值不为空且不为"0"，则不走缓存响应。

# 以$arg开头的参数表示url中的对应的参数。
proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;

2.3.2 proxy_no_cache

该指令配置不缓存响应的条件，如果条件命中，则不缓存。可与 proxy_cache_bypass 配合使用。

作用域 ：http, server, location
语法：proxy_no_cache string ...;

如果参数中的值至少有一个值不为空且不为"0"，则不缓存响应。

# 以$arg开头的参数表示url中的对应的参数。
proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;

2.3.3 proxy_cache_min_uses

该指令设置某个请求达到指定次数后，才对其进行缓存。

作用域 ：http, server, location
语法：proxy_cache_min_uses number;
默认值 ：proxy_cache_min_uses 1;

2.4 综合案例

1）环境

Nginx缓存服务器：192.168.110.101

服务端：192.168.110.100

2）配置

Nginx缓存服务器配置：

$upstream_cache_status 为缓存命中状态。状态值分别为 MISS 、 BYPASS 、 EXPIRED 、 STALE 、 UPDATING 、 REVALIDATED 、 HIT .

http {
    # 缓存在10分钟之内未被访问即删除
    proxy_cache_path /home/stone/proxy_cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10M inactive=10m max_size=10G;
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location /cache {
            proxy_cache my_cache;
            proxy_cache_key $uri$is_args$args;
            # 缓存的有效期会10s
            proxy_cache_valid any 10s;
            proxy_cache_min_uses 1;
            # 添加缓存命中状态，$upstream_cache_status
            add_header Nginx-Cache $upstream_cache_status;
            proxy_pass http://192.168.110.100;
}

服务端配置：

同时在html文件夹下创建cache文件，并放入test.html文件。

http {
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location /cache {
            root html;
}

3）访问 http:// 192.168.110.101/cache/t est.html

第一次访问：缓存状态为 MISS ，即未命中。

第二次访问：缓存状态为 HIT ，即已命中缓存。

查看缓存文件夹，已经按照 levels 参数指定的规则生成目录结构，并缓存文件。

第三次访问：缓存状态为 EXPIRED ，缓存已过期，因为我们设置的10s过期。

3.Nginx删除缓存

如果服务端的文件发生变化，那么也需要将文件同步到Nginx的缓存中去，因此我们需要对缓存进行删除。

删除对应缓存目录 ：这种方式看上去简单粗暴，但是想要删除指定的缓存，则犹如大海捞针。
ngx_cache_purge ：第三方模块，通过请求删除指定的缓存文件。

3.1 删除对应的缓存目录

rm -rf /home/stone/proxy_cache

3.2 ngx_cache_purge

我们可以借助第三方模块 ngx_cache_purge 来实现对指定缓存的删除。

下载地址： https:// github.com/FRiCKLE/ngx_ cache_purge/archive/refs/heads/master.zip

作用域 ：location
语法：proxy_cache_purge keys_zone key;

keys_zone ：该参数为 proxy_cache 指令指定的值。
key ：该参数为 proxy_cache_key 指定的值。

配置示例：

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    location /cache {
        proxy_cache my_cache;
        # 设置proxy_cache_key
        proxy_cache_key $uri$is_args$args;
        proxy_cache_valid 200 302 10s;
        # 添加缓存命中状态
        add_header Nginx-Cache $upstream_cache_status;
        proxy_pass http://192.168.110.100;