Nginx Proxy Cache 配置详解

Nginx Proxy Cache配置详解

Nginx作为高性能的HTTP和反向代理服务器，被广泛用于Web应用的负载均衡和静态内容服务。其中，Nginx的Proxy Cache功能允许我们将代理请求的结果缓存起来，以减少对后端服务器的请求次数，提高网站的响应速度。

一、Proxy Cache 工作原理

当客户端发起请求时，Nginx首先会检查缓存中是否有该请求的结果。如果有，Nginx会直接从缓存中返回结果，不再向后端服务器发起请求。如果缓存中没有，Nginx会向后端服务器发起请求，并将返回的结果存入缓存，然后再返回给客户端。

二、Proxy Cache 配置参数详解

关键配置

• proxy_cache_path：定义缓存文件的存储路径和缓存目录结构。
  • proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
• proxy_cache：开启或关闭代理缓存功能，并指定缓存区域。
• proxy_cache my_cache;
• proxy_cache_valid：定义不同HTTP响应码的缓存有效期。
  • proxy_cache_valid 200 304 12h;
  • proxy_cache_valid 301 302 1h;
• proxy_cache_key：定义缓存的键，用于区分不同的缓存项。
  • proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
• proxy_cache_use_stale：定义在哪些情况下可以使用过期的缓存内容。
  • proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
• proxy_cache_min_uses：定义缓存项在被视为“热门”并被存储到缓存中之前，至少应被请求多少次。
  • proxy_cache_min_uses 1;
• proxy_no_cache：定义哪些请求不应被缓存。
  • proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;

配置示例

基本缓存配置

# 定义缓存路径
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;

# 在 location 中启用缓存
location / {
    proxy_cache my_cache;
    proxy_cache_valid 200 302 10m;
    proxy_cache_valid 404 1m;
    proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
    proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization;
    proxy_cache_use_stale error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
    proxy_pass http://backend;
}

高级缓存配置

# 启用缓存锁防止缓存击穿
proxy_cache_lock on;
proxy_cache_lock_timeout 5s;

# 设置最小使用次数
proxy_cache_min_uses 3;

# 缓存路径配置
proxy_cache_path /var/cache/nginx 
    levels=1:2 
    keys_zone=STATIC:10m 
    inactive=24h 
    max_size=1g;

注意事项

1. 缓存键设计: proxy_cache_key 的设计直接影响缓存的命中率，需要根据业务需求合理设计
2. 缓存时间: proxy_cache_valid 需要根据内容的更新频率来设置
3. 缓存大小: proxy_cache_path 的 max_size 需要根据服务器磁盘空间来设置
4. 缓存锁: 在高并发场景下，建议启用 proxy_cache_lock 防止缓存击穿
5. 过期缓存: proxy_cache_use_stale 可以在后端服务异常时提供降级服务

三、实例演示

以下是一个简单的Nginx配置示例，开启了Proxy Cache功能，并对缓存策略进行了优化。

    http {
        proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
        server {
            listen 80;
            server_name example.com;
            location / {
                proxy_pass http://backend_server;
                proxy_set_header Host $host;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

              # 设置页面不缓存
                if ($request_filename ~* \.(html|htm)$) {
                    add_header         Cache-Control "no-store, no-cache, must-revalidate, private, proxy-revalidate, max-age=0" always;
                    add_header         Pragma "no-cache" always;
                    add_header         Last-Modified $date_gmt always;
                    add_header         ETag "" always; 
                    add_header         Expires 0;
                    expires off;
              }
              # 静态资源缓存策略
              if ( $uri ~* "\.(gif|png|jpg|jpeg|bmp|swf)$" ) {
                  expires 1h;
              }
              if ( $uri ~* "\.(css|js)$" ) {
                  expires 30m;
              }
              if ( $uri ~* "\.(woff|woff2|ttf)$" ) {
                  expires 30d;
              }

              # 代理缓存配置        
              # 1、设置缓存区域名称
              proxy_cache my_cache;
              proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
              proxy_cache_valid 200 10m;     #200缓存10分钟
              proxy_cache_valid 304 5m;      #304缓存5分钟
              proxy_cache_valid 301 302 5m;  #301 302缓存5分钟
              proxy_cache_valid any 1m;      #其他未设置的状态码缓存1分钟
              proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header updating http_500 http_502 http_503 http_504;
              proxy_cache_min_uses 3;

              # 缓存锁防止缓存击穿
              proxy_cache_lock on;
              proxy_cache_lock_timeout 5s;

              # 缓存绕过条件
              #proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
              proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

              # 响应头
              add_header X-Cache $upstream_cache_status;
              proxy_ignore_headers Set-Cookie Cache-Control expires;
            }
        }
    }

四、优化缓存策略

合理设置缓存有效期：根据网站内容的更新频率，为不同的HTTP响应码设置合理的缓存有效期，避免缓存内容过期。

使用proxy_cache_use_stale：在某些情况下，即使缓存内容已经过期，仍然可以使用它作为临时响应。这可以减少对后端服务器的请求次数，提高网站性能。

控制缓存大小：根据服务器的磁盘空间和网络带宽，合理设置proxy_cache_path的max_size参数，以控制缓存大小，避免磁盘空间不足。

排除不必要的缓存：使用proxy_no_cache指令排除不需要缓存的请求