如何在nginx中缓存内容

305 02-13

NGINX是一个整合的开源、高性能 Web 服务器，可加速内容和应用程序交付、增强安全性并提高可扩展性。Nginx最常见的用例之一是内容缓存，这是提高网站性能的最有效方法。

您可以使用NGINX来加速本地源服务器，方法是将其配置为缓存来自上游服务器的响应，也可以为内容分发网络(CDNs)创建边缘服务器。NGINX 为一些最大的 CDN 提供支持。

当配置为缓存时，NGINX 将：

缓存静态和动态内容。
通过微缓存提高动态内容性能。
提供陈旧的内容，同时在后台重新验证以获得更好的性能。
重写或设置 Cache-Control 消息头等。

在这篇文章中，你将学习如何在Linux中配置NGINX作为一个内容缓存，以使您的 Web 服务器尽可能高效地运行。

前提是你的 Linux 服务器上已安装NGINX，配置将在下面介绍。

在 Nginx 上缓存静态内容

静态内容是跨页面保持不变（不改变）的网站内容。静态内容的示例包括图像、视频、文档等文件；CSS 文件和 JavaScript 文件。

如果您的网站使用了大量静态内容，那么您可以通过启用客户端缓存来优化其性能，浏览器在其中存储静态内容的副本以便更快地访问。

下面的示例配置是一个不错的选择，只需将ww.example.com替换为您的网站名称的URL，并适当修改其路径名。

server {
    # substitute your web server's URL for www.example.com
    server_name www.example.com;
    root /var/www/example.com/htdocs;
    index index.php;

    access_log /var/log/nginx/example.com.access.log;
    error_log /var/log/nginx/example.com.error.log;

    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.php?$args;
    }

    location ~ .php$ {
        try_files $uri =404;
        include fastcgi_params;
        # substitute the socket, or address and port, of your WordPress server
        fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock;
        #fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
 	}   

    location ~* .(ogg|ogv|svg|svgz|eot|otf|woff|mp4|ttf|css|rss|atom|js|jpg                  |jpeg|gif|png|ico|zip|tgz|gz|rar|bz2|doc|xls|exe|ppt|tar|mid                  |midi|wav|bmp|rtf)$ {
        expires max;
        log_not_found off;
        access_log off;
    }}

在 Nginx 上缓存动态内容

NGINX使用位于本地文件系统某处的基于磁盘的持久缓存。因此，首先创建用于存储缓存内容的本地磁盘目录。

# mkdir -p /var/cache/nginx

接下来，在缓存目录上设置适当的权限。它应该由NGINX用户 ( nginx ) 和组 ( nginx ) 拥有，如下所示：

# chown nginx:nginx /var/cache/nginx

现在继续在下面的部分中进一步了解如何在 Nginx 上启用动态内容。

在 NGINX 中启用 FastCGI 缓存

FastCGI（或FCGI）是一种广泛使用的协议，用于将PHP等交互式应用程序与NGINX等 Web 服务器连接起来。它是CGI（通用网关接口）的扩展。

FCGI的主要优点是它在单个进程中管理多个 CGI 请求。没有它，网络服务器必须为每个客户端对服务的请求打开一个新进程（必须对其进行控制、处理一个请求，然后关闭）。

为了在LEMP 堆栈部署中处理PHP脚本，NGINX使用FPM（FastCGI 进程管理器）或PHP-FPM，一种流行的替代 PHP FastCGI 实现。一旦PHP-FPM进程运行，NGINX被配置为将请求代理到它进行处理。因此，NGINX 也可以配置为缓存来自PHP-FPM后端应用程序服务器的响应。

在NGINX下，FastCGI内容缓存是使用在 NGINX 配置结构fastcgi_cache_path中的顶级http{}上下文中调用的指令声明的。您还可以添加fastcgi_cache_key定义缓存的键（请求标识符）。

此外，要读取上游缓存状态，请在上下文中添加add_header X-Cache-Status指令http{} —— 这对于调试目的很有用。

假设您站点的服务器块配置文件位于/etc/nginx/conf.d/testapp.conf或/etc/nginx/sites-available/testapp.conf（在 Ubuntu 及其衍生版本下），打开编辑文件并添加文件顶部的以下行。

fastcgi_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=CACHEZONE:10m; inactive=60m max_size=40m;fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";add_header X-Cache $upstream_cache_status;

该fastcgi_cache_path指令指定参数的数量，它们是：

/var/cache/nginx – 缓存的本地磁盘目录的路径。
levels - 定义缓存的层次结构级别，它在/var/cache/nginx下设置了两级目录层次结构。
keys_zone (name:size) – 启用共享内存区域的创建，其中存储了所有活动密钥和有关数据（元）的信息。请注意，将密钥存储在内存中加快了检查过程，使 NGINX 更容易确定它是MISS还是HIT，而无需检查磁盘上的状态。
非活动 - 指定在指定时间内未访问的缓存数据从缓存中删除的时间量，无论其新鲜度如何。在我们的示例配置中，值60m意味着在 60 之后未访问的文件将从缓存中删除。
max_size – 指定缓存的最大大小。您可以在此处使用更多参数（阅读 NGINX 文档了解更多信息）。

fastcgi_cache_key指令中的变量如下所述。

NGINX 使用它们来计算请求的密钥（标识符）。重要的是，要向客户端发送缓存响应，请求必须与缓存响应具有相同的键。

$scheme – 请求方案，HTTP 或 HTTPS。
$request_method – 请求方法，通常是“ GET ”或“ POST ”。
$host - 这可以是请求行中的主机名，或“ Host ”请求头字段中的主机名，或与请求匹配的服务器名称，按优先顺序排列。
$request_uri – 表示完整的原始请求 URI（带参数）。

此外，add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status指令中的变量是针对 NGINX 响应的每个请求计算的，无论是MISS（在缓存中找不到响应，从应用程序服务器获取）还是HIT（从缓存提供的响应）或任何其他支持的值。

接下来，在location将 PHP 请求传递给PHP-FPM的指令中，使用这些fastcgi_cache指令来激活您刚刚在上面定义的缓存。

fastcgi_cache_valid还可以使用如图所示的指令为不同的响应设置缓存时间。

fastcgi_cache CACHEZONE;fastcgi_cache_valid  60m;

如果在我们的例子中只指定缓存时间，则只有200、301和302响应被缓存。但您也可以明确指定响应或使用 any（对于任何响应代码）：

fastcgi_cache CACHEZONE;fastcgi_cache_valid 200  301 203 60m;fastcgi_cache_valid 404 10m;OR
fastcgi_cache CACHEZONE;fastcgi_cache_valid  any 10m;

在Nginx上微调FastCGI缓存性能

要设置在缓存响应之前必须发出具有相同键的请求的最小次数，请在or或上下文中包含fastcgi_cache_min_uses指令。http{}server{}location{}

fastcgi_cache_min_uses 3

要使用带有" If-Modified-Since “和” If-None-Match "报头字段的条件请求来重新验证过期的缓存项，请在http{}或server{}或location{}上下文中添加fastcgi_cache_revalidate指令。

fastcgi_cache_revalidate on；

你也可以在location指令中使用proxy_cache_use_stale指令，来指示NGINX在源服务器或FCGI服务器宕机时传递缓存的内容。

此示例配置意味着，当NGINX从上游服务器接收到错误、超时和任何指定的错误，并且缓存的内容中有请求文件的过期版本时，它会提交过期文件。

proxy_cache_use_stale error timeout http_500;

另一个微调 FCGI 缓存性能的有用指令是fastcgi_cache_background_update与proxy_cache_use_stale指令结合使用。当设置为 on 时，当客户端请求过期文件或正在从上游服务器更新文件时，它指示NGINX提供过期的内容。

fastcgi_cache_background_update on;

fastcgi_cache_lock也很有用，可以对缓存性能进行微调，如果多个客户端请求相同的内容，而这些内容不在缓存中，NGINX只会将第一个请求转发给上游服务器，缓存响应，然后从缓存中处理其他客户端请求。

fastcgi_cache_lock on;

在NGINX配置文件中进行上述所有更改后，保存并关闭它。然后在重新启动 NGINX 服务之前检查配置结构是否有任何语法错误。

# nginx -t# systemctl restart nginx

接下来，测试缓存是否正常运行，尝试使用以下curl 命令访问您的 Web 应用程序或站点（第一次应指示MISS，但后续请求应指示HIT，如屏幕截图所示）。

# curl -I http://testapp.tecmint.com

这是另一个显示 NGINX 提供陈旧数据的屏幕截图。

添加例外以绕过缓存

使用fastcgi_cache_bypass指令，可以设置NGINX不应该将缓存的响应发送给客户端。要让NGINX完全不缓存来自上游服务器的响应，可以使用fastcgi_no_cache。

例如，如果您希望POST请求和带有查询字符串的url总是转到PHP。首先，声明一个if语句，如下所示设置条件。

set $skip_cache 0; if ($request_method = POST) { 
	set $skip_cache 1; }

然后使用fastcgi_cache_bypass和fastcgi_no_cache指令在location指令中激活上述异常，该指令将PHP请求传递给PHP- fpm。

fastcgi_cache_bypass $skip_cache; fastcgi_no_cache $skip_cache;

对于站点的许多其他部分，您可能不希望启用内容缓存。下面是一个NGINX配置来提高WordPress站点性能的例子，请看nginx.com的博客。

要使用它，需要进行更改(如域、路径、文件名等)，以反映环境中存在的内容。

fastcgi_cache_path /var/run/NGINX-cache levels=1:2 keys_zone=WORDPRESS:100m inactive=60m; fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri"; server { 
	server_name example.com www.example.com; 
	root /var/www/example.com; 
	index index.php; 
	access_log /var/log/NGINX/example.com.access.log; 
	error_log /var/log/NGINX/example.com.error.log; 
	set $skip_cache 0; 
	# POST requests and URLs with a query string should always go to PHP 	
	if ($request_method = POST) { 
		set $skip_cache 1; 
	} 
	if ($query_string != "") {
		set $skip_cache 1; 
	} 
	# Don't cache URIs containing the following segments 
	if ($request_uri ~* "/wp-admin/|/xmlrpc.php|wp-.*.php|/feed/|index.php |sitemap(_index)?.xml") { 
		set $skip_cache 1; 
	} 
	# Don't use the cache for logged-in users or recent commenters 
	if ($http_cookie ~* "comment_author|wordpress_[a-f0-9]+|wp-postpass |wordpress_no_cache|wordpress_logged_in") {
		set $skip_cache 1; 
	} 
	location / { 
		try_files $uri $uri/ /index.php?$args; 
	} 
	location ~ .php$ { 
		try_files $uri /index.php; 
		include fastcgi_params; 
		fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock; 
		fastcgi_cache_bypass $skip_cache; 
		fastcgi_no_cache $skip_cache; 
		fastcgi_cache WORDPRESS; 
		fastcgi_cache_valid 60m; 
	} 
	location ~ /purge(/.*) {
		fastcgi_cache_purge WORDPRESS "$scheme$request_method$host$1"; 
	} 
	location ~* ^.+.(ogg|ogv|svg|svgz|eot|otf|woff|mp4|ttf|css|rss|atom|js|jpg|jpeg |gif|png|ico|zip|tgz|gz|rar|bz2|doc|xls|exe|ppt|tar|mid|midi |wav|bmp|rtf)$ { 
		access_log off; 
		log_not_found off; 
		expires max; 
	} 
	location = /robots.txt { 
		access_log off; 
		log_not_found off; 
	}
	location ~ /. { 
		deny all; 
		access_log off; 
		log_not_found off; 
	} }

在 NGINX 中启用代理缓存

NGINX也支持缓存来自其他代理服务器的响应(由proxy_pass指令定义)。在这个测试案例中，我们使用NGINX作为Node.js web应用程序的反向代理，所以我们将启用NGINX作为Node.js应用程序的缓存。这里使用的所有配置指令与上一节FastCGI指令的含义相似，所以我们不再解释它们。

要启用来自代理服务器的响应缓存，需要在顶级http{}上下文中包含proxy_cache_path指令。要指定如何缓存请求，你也可以添加proxy_cache_key指令，如下所示。

proxy_cache_path /var/cache/nginx app1 keys_zone=PROXYCACHE:100m inactive=60m max_size=500m;proxy_cache_key  "$scheme$request_method$host$request_uri";add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;proxy_cache_min_uses 3;

接下来，在 location 指令中激活缓存。

location / {
	proxy_pass http://127.0.0.1:3000;
	proxy_cache        PROXYCACHE;
	proxy_cache_valid 200 302 10m;
	proxy_cache_valid 404      1m;}

要定义 NGINX 不发送缓存内容并且根本不缓存来自上游服务器的响应的条件，包括proxy_cache_bypass和proxy_no_cache。

proxy_cache_bypass  $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;proxy_no_cache        $http_pragma $http_authorization;

微调代理缓存性能

以下指令可用于微调代理缓存的性能。它们也与 FastCGI 指令具有相同的含义。

proxy_cache_min_uses 3;proxy_cache_revalidate on;proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500;proxy_cache_background_update on;proxy_cache_lock on;

有关更多信息和缓存配置指令，请参阅两个主要模块ngx_http_fastcgi_module和ngx_http_proxy_module的文档。

标签：运维