Nginx怎么开启缓存来提高性能？本文正在参与 “网络协议必知必会”征文活动一、缓存的作用？ Web 浏览器和应用服务

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一、缓存的作用？

Web 浏览器和应用服务器之间可能存在多个缓存：客户端的浏览器缓存、中间缓存、内容交付网络 (CDN) 以及位于应用服务器前面的负载平衡器或反向代理，即使在反向代理/负载平衡器级别的缓存，也可以大大提高性能。

二、怎么开启缓存功能？

1、两步开启缓存功能

# 1、设置缓存的基本配置
proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g 
                 inactive=60m use_temp_path=off;

server {
    # ...
    location / {
    		# 2、开启缓存功能
        proxy_cache my_cache;
        proxy_pass http://my_upstream;
    }
}

2、proxy_cache_path

/path/to/cache/ ：设置缓存的存储目录；
levels ：上面目录下的文件目录层次结构，这里设置2层目录结构，单个文件夹包含大量文件会降低文件访问速度。如果不设置此参数，表示采用1层目录结构。
keys_zone ：设置共享内存大小，用于存储缓存的key和相关数据，内存访问速度要比硬盘块很多，内存1MB大约可存储8000个 key，这里的 10m 可以存储大于80,000个可以。
max_size ：设置缓存大小的上限，如果不设置，缓存上限就是硬盘大小，缓存到达上限后，会自动删除不常用的缓存。
inactive ：表示文件在给定时长内没有被使用，就会被删除。默认值为10分钟。
use_temp_path=off ：是否将缓存文件先写入临时存储区域，推荐关闭此选项，避免不必要的文件复制操作。

3、proxy_cache

proxy_cache ：使用上面的缓存配置，来启动匹配 URL 的缓存功能，这里的 URL 是指 /；
当把 proxy_cache 放到 server 下，那么 server 下的所有 location 匹配的 URL 都会启动缓存功能。

三、怎么处理源服务器故障？

当源服务器遇到故障或流量太大，无法提供服务时，Nginx 可以使用缓存继续为用户提供服务。

通过设置 proxy_cache_use_stale 指令，当 Nginx 访问源服务器，发生 超时、500、502、503、504 这几种情况时，Nginx会先使用缓存来响应客户，如果没有缓存，才返回错误给客户。

location / {
    # ...
    proxy_cache_use_stale error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
}

四、微调缓存，提高性能

proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g 
                 inactive=60m use_temp_path=off;

server {
    # ...
    location / {
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_revalidate on;
        proxy_cache_min_uses 3;
        proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502
                              http_503 http_504;
        proxy_cache_background_update on;
        proxy_cache_lock on;

        proxy_pass http://my_upstream;
    }
}

proxy_cache_revalidate ：表示使用 条件请求 向源服务器发送 GET 请求。If-Modified-Since、If-Unmodified-Since 等请求头会被使用，最大可能减少数据的传输。条件请求相关的请求头信息，看这里！
proxy_cache_min_uses ：表示缓存被使用的最小次数，默认值为1。这个属性用在缓存空间达到上限时，低于此属性设置的次数的缓存，会被删除。
proxy_cache_use_stale updating + proxy_cache_background_update on ，表示新资源正在下载，用旧的缓存资源来响应现在的请求，直到新资源下载完毕。
proxy_cache_lock on ：当多个请求都没找到相应缓存时，只能按照时间顺序，一个一个地向源服务器请求资源；如果此属性设置为 off，那么多个请求之间不会等待，多个请求一起向源服务器请求资源。

五、拆分缓存目录

可以把缓存目录拆分成多个，分别保存到多个硬盘中，达到缓存扩容的需求。

# 1、设置两块硬盘的缓存目录及配置
proxy_cache_path /path/to/hdd1 levels=1:2 keys_zone=my_cache_hdd1:10m
                 max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
proxy_cache_path /path/to/hdd2 levels=1:2 keys_zone=my_cache_hdd2:10m
                 max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;

# 2、访问URL 作为key，两个硬盘各负责一半的缓存
split_clients $request_uri $my_cache {
              50%          “my_cache_hdd1”;
              50%          “my_cache_hdd2”;
}

server {
    # ...
    location / {
    		# 3、启动缓存服务
        proxy_cache $my_cache;
        proxy_pass http://my_upstream;
    }
}

六、通过 Cookie 和 Session 区分缓存文件

希望给每一个登录用户指定专门的缓存，提升用户的访问体验，可以通过 proxy_cache_key 设定特定的 key ，这样用户常用的网页，都被缓存。

# 组合 主机名、url、cookie、sessionid 作为缓存文件的唯一标识
proxy_cache_key $proxy_host$request_uri$cookie_jessionid;

七、支持 `ETag` 和 `Vary`？

NGINX 1.7.3 和 NGINX Plus R5 版本开始支持 ETag 与 If-None-Match，这两个头的功能，可以看这里！
NGINX Plus R5 和 NGINX 1.7.7 版本开始支持 Vary，Vary 的功能，可以看这里！

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