Nginx的Web缓存服务及清除缓存

这一篇记录一下Nginx作为Web服务器缓存，减少对应用服务器请求次数 ，各位看到此博客的小伙伴，如有不对的地方请及时通过私信我或者评论此博客的方式指出，以免误人子弟。多谢！

Nginx作为Web缓存服务器，它介于客户端和应用服务器之间，当用户通过浏览器访问一个URL时，web缓存服务器会去应用服务器获取要展示给用户的内容，将内容缓存到自己的服务器上，当下一次请求到来时，如果访问的是同一个URL，web缓存服务器就会直接将之前缓存的内容返回给客户端，而不是向应用服务器再次发送请求。web缓存降低了应用服务器、数据库的负载，减少了网络延迟，提高了用户访问的响应速度，增强了用户的体验。

目录

原理

相关指令

proxy_cache_path

proxy_cache

proxy_cache_key

proxy_cache_valid

proxy_cache_min_uses

proxy_cache_methods

测试案例

环境准备

tomcat

Nginx配置

测试

清除缓存

nginx配置并测试

设置不缓存的数据

相关指令

proxy_no_cache

proxy_cache_bypass

测试

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原理

Nginx是从0.7.48版开始提供缓存功能。Nginx是基于Proxy Store来实现的，其原理是把URL及相关组合当做Key,在使用MD5算法对Key进行哈希，得到硬盘上对应的哈希目录路径，从而将缓存内容保存在该目录中。

相关指令

Nginx的web缓存服务主要是使用ngx_http_proxy_module模块相关指令完成。

proxy_cache_path

该指定用于设置缓存文件的存放路径。

语法	proxy_cache_path path [levels=number] keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time][max_size=size];
默认值	—
位置	http

path:缓存路径地址,如：/usr/local/proxy_cache。

levels: 指定该缓存空间对应的目录，最多可以设置3层，每层取值为1|2如 :

levels=1:2   缓存空间有两层目录，第一次是1个字母，第二次是2个字母，从MD5字符串倒序取值。
举例说明:
itheima[key]通过MD5加密以后的值为 43c8233266edce38c2c9af0694e2107d
levels=1:2   最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/d/07
levels=2:1:2 最终的存储路径为/usr/local/proxy_cache/7d/0/21
levels=2:2:2 最终的存储路径为??/usr/local/proxy_cache/7d/10/e2

keys_zone:用来为这个缓存区设置名称和指定大小。

inactive:指定缓存的数据多次时间未被访问就将被删除，如：

inactive=1d   缓存数据在1天内没有被访问就会被删除。

max_size:设置最大缓存空间，如果缓存空间存满，默认会覆盖缓存时间最长的资源。

配置实例：

http{
	proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache keys_zone=yjh:200m  levels=1:2:1 inactive=1d max_size=20g;
}

proxy_cache

该指令用来开启或关闭代理缓存，如果是开启则自定使用哪个缓存区来进行缓存。

语法	proxy_cache zone_name|off;
默认值	proxy_cache off;
位置	http、server、location

zone_name：指定使用缓存区的名称。

proxy_cache_key

该指令用来设置web缓存的key值，Nginx会根据key值MD5哈希存缓存。

语法	proxy_cache_key key;
默认值	proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
位置	http、server、location

proxy_cache_valid

该指令用来对不同返回状态码的URL设置不同的缓存时间。

语法	proxy_cache_valid [code ...] time;
默认值	—
位置	http、server、location

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
为200和302的响应URL设置10分钟缓存，为404的响应URL设置1分钟缓存
proxy_cache_valid any 1m;
对所有响应状态码的URL都设置1分钟缓存

proxy_cache_min_uses

该指令用来设置资源被访问多少次后被缓存。

语法	proxy_cache_min_uses number;
默认值	proxy_cache_min_uses 1;
位置	http、server、location

proxy_cache_methods

该指令用户设置缓存哪些HTTP方法。

语法	proxy_cache_methods GET|HEAD|POST;
默认值	proxy_cache_methods GET HEAD;
位置	http、server、location

默认缓存HTTP的GET和HEAD方法，不缓存POST方法。

测试案例

 如上，我在阿里服务器上有一个tomcat，端口8080，在webapps目录下新建一个js目录并放入一个js文件，还有一个Nginx，监听8090端口，我们希望在客户端发送请求获取获取应用服务器资源的时候，先经过Nginx，Nginx从应用服务器获取到资源后返回客户端，并缓存一份到配置的/usr/local/proxy_cache目录下，下次客户端再次访问同样的资源，就不必再去应用服务器获取，Nginx直接返回缓存的就可以啦。

环境准备

tomcat

启动tomcat，浏览器访问 http://190.118.52.56:8080/js/jquery-1.10.1.js 可以正常返回js的内容。

Nginx配置

在http块中添加一个server块监听8090端口，并添加upstream块和proxy_cache_path

proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=yjh:200m inactive=1d max_size=20g;

    upstream backend{
        server localhost:8080;
    }
    server {
        listen 8090;
        server_name localhost;
        location / {
                proxy_cache yjh; # 指定使用缓存区的名称，注意要与 proxy_cacha_path中keys_zone指定的一致
                proxy_cache_valid 200 5d; # 为200响应码的请求设置缓存时间为5天
                proxy_pass http://backend/js/;
        }
    }

测试

确保tomcat和nginx都正常启动后，浏览器访问 http://190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js 可以正常返回，并且此时进入设置的缓存目录会发现里面有一个缓存好的文件。

cd /usr/local/proxy_cache
tree

为了更方便的看到配置的缓存是否生效，可以在nginx配置中追加配置 add_header nginx-cache "$upstream_cache_status"; 向浏览器响应头中添加一个参数nginx-cache来确定，值为HIT时说明命中了缓存，请求的结果来源于nginx的缓存，如果值为MISS，说明没有使用缓存的数据。

第一次访问 http://190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js nginx-cache值为MISS，当再次访问的时候值就为HIT了。

实在不放心，可以把tomcat停掉，访问还是一样会返回数据。

清除缓存

我们可以直接将/usr/local/proxy_cache缓存目录下的文件删除，或者可以通过添加ngx_cache_purge模块来清楚缓存。

安装ngx_cache_purge模块

下载

从官网下载安装包 点此去下载  然后上传到/usr/local目录下。

解压

tar -zxf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz

使用 nginx -V 查看nginx已有配置：

进入Nginx的安装目录，使用./configure进行参数配置，之前我已经安装过--with-http_ssl_module --with-stream，在执行configure时不要漏掉：

cd nginx-1.20.1
./configure --with-http_ssl_module --with-stream --add-module=/root/nginx/module/purge

使用make进行编译：

make

备份sbin目录下的nginx文件：

mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginxold

将编译后的objs中的nginx拷贝到nginx的sbin目录下：

cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin

使用make upgrade进行升级：

make upgrade

如果执行make upgrade的时候报如下错误：

只要指定nginx配置文件的方式重新启动后再执行upgrade就可以了，如下：

/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

执行 nginx -V 可以查看是否安装成功：

nginx配置并测试

在nginx的配置文件中追加如下配置：

location ~/purge(/.*) {
    proxy_cache_purge yjh $scheme$proxy_host$request_uri; # 参数： 缓存名称 key
}

缓存名称与上面配置的一致，key上面使用的默认配置，这里保持一致也用$scheme$proxy_host$request_uri。

访问 http://190.118.52.56:8090/purge/juqery-1.10.1.js 清除缓存的js文件，结果却404，如下：

 

原因在于 访问 http://190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js 和 访问 http://190.118.52.56:8090/purge/jquery-1.10.1.js 实际访问的是两个地址，所以后面的访问会404。我们可以通过配置日志的方式记录实际访问的地址到日志文件，实际打印的地址如下：

我们把proxy_cache_key的值以及使用到的地方不再使用默认值，比如改为yjh,完整配置如下：

    proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=yjh:200m inactive=1d max_size=20g;
    log_format myformat $scheme$proxy_host$request_uri;
    upstream backend{
        server localhost:8080;
    }
    server {
        listen 8090;
        server_name localhost;
        location / {
                access_log logs/access.log myformat;
                proxy_cache yjh;
                proxy_cache_key yjh;
                proxy_cache_valid 200 5d;
                proxy_pass http://backend/js/;
                add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
        }
       location ~/purge(/.*) {
                access_log logs/access.log myformat;
                proxy_cache_purge yjh yjh;
       }
    }

 重启nginx后，再次访问 http://190.118.52.56:8090/purge/jquery-1.10.1.js 就会成功的清楚nginx的web缓存，清除后再次访问 http://1190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js 查看浏览器header时就会发现 nginx-cacha的值变为了MISS，说明没有使用缓存的数据。

 

 

设置不缓存的数据

比如说对于一些经常发生变化的数据。如果进行缓存的话，就很容易出现用户访问到的数据不是服务器真实的数据。所以对于这些资源我们在缓存的过程中就需要进行过滤，不进行缓存。

相关指令

proxy_no_cache

该指令是用来定义不将数据进行缓存的条件。

语法	proxy_no_cache string ...;
默认值	—
位置	http、server、location

proxy_cache_bypass

该指令是用来设置不从缓存中获取数据的条件。

语法	proxy_cache_bypass string ...;
默认值	—
位置	http、server、location

上述两个指令都有一个指定的条件，这个条件可以是多个，并且多个条件中至少有一个不为空且不等于"0",则条件满足成立。只有条件成立时，配置才生效。

常用的配置参数有以下三个，参数及代表的含义如下：

$cookie_nocache
指的是当前请求的cookie中键的名称为nocache对应的值。
$arg_nocache和$arg_comment
指的是当前请求的参数中属性名为nocache和comment对应的属性值。

测试

我在nginx配置文件中，追加 proxy_no_cache 配置，如下：

proxy_no_cache 1;

此时不管我们访问多少次 缓存目录 /usr/local/proxy_cache 中不会再有缓存数据，浏览器的nginx-cache值始终为MISS，说明设置的proxy_no_cache生效。

上面只是简单的设置了proxy_no_cache为1，把所有的请求都不进行缓存，这样肯定是不合适的，通常我们会设置多个参数，比如上面提到的$nocache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment 这三个参数，另外如果相对特定资源不进行缓存，还是以这个js文件为例，想让js文件不缓存，可以单独再追加一个判断条件，如果是js文件，我们就在peoxy_no_cache参数后面追加一个不为零且不为空的值，使其生效，比如下面这样配置：

    proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=yjh:200m inactive=1d max_size=20g;
    log_format myformat $scheme$proxy_host$request_uri;
    upstream backend{
        server localhost:8080;
    }
    server {
        listen 8090;
        server_name localhost;
        location / {
                if ($request_uri ~ /.*\.js$){
                    set $mynocache 1;
                }
                access_log logs/access.log myformat;
                proxy_cache yjh;
                proxy_cache_key yjh;
                proxy_cache_valid 200 5d;
                proxy_pass http://backend/js/;
                add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
                #proxy_no_cache 1;
                proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment $mynocache;
        }
       location ~/purge(/.*) {
                access_log logs/access.log myformat;
                proxy_cache_purge yjh yjh;
       }
    }

如上，我们在location块中追加了一个判断条件，使用正则表达式匹配访问路径，当访问的为js时，设置变量mynocache的值为1，并且将mynocache的值连通另外三个参数一起设置到peoxy_no_cache中，这样的好处是，既可以通过正则表达式拦截请求使特定的资源类型不进行缓存，又保持了灵活性，使我们可以通过浏览器或者后台发送请求的时候，在任意路径上通过添加nocache或comment 来设置哪些资源不时进行缓存。

清空/usr/local/proxy_cache目录下缓存的文件，我们重启nginx，多次访问  http://190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js 发现/usr/local/proxy_cache目录下没有缓存的文件。

我们再试下从浏览器中追加参数的方式，多次访问 http://190.118.52.56:8090/jquery-1.10.1.js?nocache=1 发现/usr/local/proxy_cache目录下还是没有缓存的文件。说明配置不缓存生效。