Nginx缓存及使用ngx_cache_purge进行缓存清除

作者: 右耳菌 | 来源:发表于2022-08-16 17:57 被阅读0次

1. Nginx 缓存

Nginx 从 0.7.48版本开始，支持了类似Squid的缓存功能。这个缓存是把URL及相关组合当作Key，用md5编码哈希后保存在硬盘上，所以它可以支持任意URL链接，同时也支持404/301/302这样的非200状态码。

Nginx的Web缓存服务主要由proxy_cache 相关指令集和fastcgi_cache相关指令集构成，前者用于反向代理时，对后端内容源服务器进行缓存，后者主要用于对FastCGI的动态程序进行缓存。两者的功能基本上一样。

在功能上，Nginx已经具备Squid所拥有的Web缓存加速功能。而在性能上，Nginx对多核CPU的利用，胜过Squid不少。另外，在反向代理、负载均衡、健康检查、后端服务器故障转移、Rewrite重写、易用性上，Nginx也比Squid强大得多。这使得一台Nginx可以同时作为“负载均衡”与“Web缓存”服务器来使用。

Nginx对客户已经访问过的内容在Nginx服务器本地建立副本，这样在一段时间内再次访问该数据，就不需要通过Nginx服务器再次向后端服务器发出请求，所以能够减少Nginx服务器与后端服务器之间的网络流量，减轻网络拥塞，同时还能减小数据传输延迟，提高用户访问速度。

同时，当后端服务器宕机时，Nginx服务器上的副本资源还能够回应相关的用户请求，这样能够提高后端服务器的可用性。

缓存问题：

(1) 缓存文件放在哪儿?

proxy_cache_path： Nginx使用该参数指定缓存位置。
proxy_cache： 该参数为之前指定的缓存名称。
proxy_cache_path： 有两个必填参数，
- 第一个参数为缓存目录。
- 第二个参数keys_zone指定缓存名称和占用内存空间的大小。
示例

user www-data;
worker_processes auto; #表示服务器有几个内核就起几个work
pid /run/nginx.pid;  #进程编号

http {

  proxy_cache_path /data/nginx/cache keys_zone=one:10m max_size=10g;
  
  upstream test.lazyfennec.cn {
    server 127.0.0.1:8881; # 第一台服务器
    server 127.0.0.1:8882; # 第二台服务器
  }

  server {
    listen 80; # 监听80端口
    proxy_cache one; # 指定缓存配置
    server_name test.lazyfennec.cn; # 自己的域名或者IP

    location / {
      proxy_pass    http://test.lazyfennec.cn;
      proxy_set_header Host  $host;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
  }
}

注:示例中的10m是对内存中缓存内容元数据信息大小的限制，如果想限制缓存总量大小，需要用max_size参数。

(2) 如何指定哪些请求被缓存?

Nginx默认会缓存所有get和head方法的请求结
果，缓存的key默认使用请求字符串。
自定义key
例如

proxy_cache_key "$host$request_uri$cookie_user";

3.指定请求至少被发送了多少次以上时才缓存，可以防止低频请求被缓存。
例如

proxy_cache_min_uses 5;

4.指定哪些方法的请求被缓存
例如

proxy_cache_methods GET HEAD POST;

(3) 缓存的有效期是多久?

默认情况下，缓存内容是长期存留的，除非缓存的总量超出限制。可以指定缓存有效时间，例如:

响应状态码为200302时，10分钟有效

proxy_cache_valid 200 302 10m;

对应任何状态码，5分钟有效

proxy_cache_valid any 5m;

(4) 对于某些请求，是否可以不走缓存?
proxy_cache_bypass: 该指令响应来自原始服务器而不是缓存。
例如

proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache$airg_comment;

如果任何一个参数值不为空，或者不等于0，nginx就不会查找缓存，直接进行代理转发。

2. Nginx清除缓存

虽然目前官方的Nginx Web缓存服务只能为指定URL或状态码设置过期时间，不支持类似Squid的PURGE指令，手动清除指定缓存页面，但是，通过一个第三方的Nginx模块，可以清除指定URL的缓存。

Nginx添加第三方缓存清除模块

(1) 编译安装Nginx并且添加ngx_cache_purge模块

关于编译安装Nginx，也可以查看【Linux编译安装Nginx】

获取nginx，在/etc/software_pkg/下执行，具体是在那个目录，可以自行决定。

wget http://nginx.org/download/nginx-1.21.0.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.12.2.tar.gz

获取ngx_cache_purge，在/etc/software_pkg/下执行，具体是在那个目录，可以自行决定，这里建议与下载的nginx目录一致：

wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz
tar -zxvf 2.3.tar.gz

修改配置

下载并且解压后，进入到解压目录，假设解压的目录为 /ect/softwares_pks/nginx-1.21.0

cd /etc/software_pks/nginx-1.21.0

配置相关的内容：

./configure --prefix=/etc/softwares/nginx  \
--with-http_stub_status_module  \
--with-http_ssl_module --with-stream  \
--with-http_gzip_static_module  \
--with-http_sub_module \
--with-pcre  \
--add-module=../ngx_cache_purge-2.3

--add-module=../ngx_cache_purge-2.3 这是新增的，如果要查看以前的configure参数，可以使用以下命令查看，然后复制后再后边加入需要添加的配置即可。

/etc/softwares/nginx/sbin/nginx -V

如果是第一次安装nginx，则直接执行

make && make install

如果以前安装过，则先备份之前的内容(假设安装的目录为/ect/softwares/nginx/)

停止nginx

/etc/softwares/nginx/sbin/nginx -s stop

备份nginx

cp /etc/softwares/nginx/sbin/nginx /etc/softwares/nginx/sbin/nginx.bak20220817

重新编译，在/etc/software_pks/nginx-1.21.0下执行

make

将编译好的nginx文件覆盖到/etc/softwares/nginx/sbin/nginx

cp objs/nginx /etc/softwares/nginx/sbin/nginx

(2) 修改Nginx配置

cd /etc/softwares/nginx/conf/
vim nginx.conf

例子

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    charset  utf-8;

    #注：proxy_temp_path和proxy_cache_path指定的路径必须在同一分区
    proxy_temp_path   /data0/proxy_temp_dir;
    #设置Web缓存区名称为cache_one，内存缓存空间大小为200MB，1天没有被访问的内容自动清除，硬盘缓存空间大小为10GB。levels=1:2 表示缓存目录的第一级目录是1个字符，第二级目录是2个字符，即/app/proxy_cache_dir/cache1/a/1b这种形式
    proxy_cache_path  /data0/proxy_cache_dir levels=1:2 keys_zone=cache_one:200m inactive=1d max_size=10g;
    
    server {
        listen       80;
        server_name  study.163.com;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        
        #用于清除缓存，假设一个URL为http://192.168.8.42/test.txt，通过访问http://192.168.8.42/purge/test.txt就可以清除该URL的缓存！
        location ~ /purge(/.*) {
            #设置只允许指定的IP或IP段才可以清除URL缓存。
            allow   127.0.0.1;
            allow   192.168.1.0/16;
            deny        all;
            proxy_cache_purge cache_one $host$1$is_args$args;
        }

        #扩展名以.php、.jsp、.cgi结尾的动态应用程序不缓存。
        location ~ .*\.(php|jsp|cgi)?$ {
            proxy_set_header Host  $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;
            proxy_pass http://web_pools;
        }
    
        location ~ \.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|ico)$ {
            #如果后端的服务器返回502、504、执行超时等错误，自动将请求转发到upstream负载均衡池中的另一台服务器，实现故障转移。
            proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
            proxy_cache cache_one;
            #对不同的HTTP状态码设置不同的缓存时间
            proxy_cache_valid 200 304 12h;
            #以域名、URI、参数组合成Web缓存的Key值，Nginx根据Key值哈希，存储缓存内容到二级缓存目录内
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; 
            proxy_set_header Host  $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
            #缓存时间           
            expires 7d; 
        }
    }
}

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