Nginx缓存最全详解:如何提高10倍性能!

Nginx是大型架构的核心,下面我重点详解Nginx缓存@mikechen

Nginx缓存

Nginx缓存是通过在服务器本地存储用户请求响应的副本,实现快速响应而无需每次访问都请求后端服务。

Nginx缓存最全详解:如何提高10倍性能!-mikechen

缓存技术能够极大减少后端服务器压力,节省网络传输时间。

提升网站访问速度和系统吞吐量,访问性能可提高10倍左右。

 

Nginx缓存工作原理

Nginx的缓存机制:主要基于反向代理缓存(proxy_cache)功能,支持对静态资源和部分动态内容进行缓存。

Nginx缓存最全详解:如何提高10倍性能!-mikechen

Nginx 支持多种缓存机制,适用于不同场景:

FastCGI 缓存:针对动态内容(如 PHP、Python 生成的页面),缓存后端服务器的响应。

代理缓存(Proxy Cache):用于反向代理场景,缓存上游服务器(如应用服务器)的响应。

静态文件缓存:通过设置 HTTP 头部(如 Cache-Control、Expires),控制浏览器或 CDN 缓存静态资源(如图片、CSS、JS)。

开放文件缓存(Open File Cache):缓存文件的元数据(如文件句柄、权限),加速静态文件访问。

缓存命中时

客户端请求到达Nginx,Nginx先检查本地缓存是否存在且未过期。

如果命中缓存,Nginx直接返回缓存数据,无需请求后端服务器,响应速度显著提升。

缓存未命中时

Nginx将请求转发给后端服务器获取数据,随后将响应内容存入本地磁盘缓存,便于未来请求快速响应。

缓存管理机制

Cache Loader进程 启动后,从磁盘读取缓存元数据到内存,快速查找缓存项。

Cache Manager进程 负责缓存空间管理,自动清理过期或不活跃缓存。

 

Nginx缓存实战案例

Nginx缓存,适用于典型的高并发Web应用场景,特别是需要提升网站访问速度、和减轻后端服务器压力的环境。

http {
    proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m 
                      max_size=5g inactive=60m use_temp_path=off;

    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_cache my_cache;
            proxy_cache_valid 200 302 10m;
            proxy_cache_valid 404 1m;
            proxy_cache_use_stale error timeout updating;
            proxy_pass http://backend_server;
            add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
        }

        location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
            expires 7d;
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public";
        }
    }
}

proxy_cache_path: 定义缓存存储路径、目录分层、共享内存大小和过期时间。

proxy_cache: 启用缓存区域。

proxy_cache_valid: 设置不同HTTP状态码的缓存有效期。

静态资源通过expiresCache-Control实现浏览器端缓存,双层缓存提升性能。

配合合理的缓存策略和浏览器缓存控制,访问性能可提升约10倍。

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