Nginx 备忘录 - 08. 缓冲区与缓存

off999 2025-01-05 19:30 32 浏览 0 评论

一、代理缓冲区

当我们增加了 Nginx 代理层时，请求流程为：客户端 → Nginx → 服务端，在这个过程中存在两个连接：客户端 → Nginx（外网）、Nginx → 服务端（内网），由于这两个连接所处的网路环境不同，他们的连接速度也是不一致的。

而 Nginx 代理缓冲区的用途就是来解决两个连接之间速度不匹配造成的问题，有了缓冲后，Nginx 代理可暂存后端的响应，然后按需供给数据给客户端。

# 启用或禁用服务端的响应缓冲
Syntax:	 proxy_buffering on | off;
Default: proxy_buffering on;
Context: http, server, location

# 设置从服务端读取第一部分响应所使用的缓冲区大小。
# 这部分通常包含了一个小的响应头。
# 该参数始终都是生效的，
# 并不受 proxy_buffering 的影响。
Syntax:	 proxy_buffer_size size;
Default: proxy_buffer_size 4k|8k;
Context: http, server, location

# 设置从服务端读取响应所使用的缓冲区个数和大小
Syntax:	 proxy_buffers number size;
Default: proxy_buffers 8 4k|8k;
Context: http, server, location

# 设置当还未从服务端读取到完整响应时，
# 允许给客户端发送响应的缓冲区大小（进入 busy 状态）。
# 缓冲区进入 busy 状态后将无法从服务端读取响应并写入。
Syntax:	 proxy_busy_buffers_size size;
Default: proxy_busy_buffers_size 8k|16k;
Context: http, server, location

# 设置磁盘临时文件的位置
Syntax:	 proxy_temp_path path [level1 [level2 [level3]]];
Default: proxy_temp_path proxy_temp;
Context: http, server, location

# 设置磁盘临时文件的最大空间
Syntax:	 proxy_max_temp_file_size size;
Default: proxy_max_temp_file_size 1024m;
Context: http, server, location

# 设置每次写入磁盘临时文件的大小。
Syntax:	 proxy_temp_file_write_size size;
Default: proxy_temp_file_write_size 8k|16k;
Context: http, server, location

当开启代理缓冲区时，nginx 会尽快的从服务端读取响应并缓存在内存分配的缓冲区中。代理缓冲区的大小由 proxy_buffer_size 和 proxy_buffers 参数指定。

当响应大小超出内存缓冲区时，一部分响应体可以保存在磁盘临时文件中。磁盘临时文件的大小由 proxy_max_temp_file_size 和 proxy_temp_file_write_size 参数指定。

所有的缓冲区参数是作用到每一个请求的。每一个请求会安按照参数的配置获得自己的缓冲区。

http {
  # ... ...
  
  server {
    proxy_buffering on;
    proxy_buffer_size 8k;
    proxy_buffers 8 8k;
    proxy_busy_buffers_size 16k;
    proxy_max_temp_file_size 1024m;
    proxy_temp_file_write_size 16k;
    
    # ... ...
  }
}

二、服务端缓存

当我们要构建一个高性能的 Web 应用时，服务端缓存扮演着关键的角色。Nginx 的 proxy_cache 模块提供了强大且灵活的缓存功能，对于优化网站性能，减轻服务端的负担，提高响应速度具有显著的效果。

# 设置缓存的路径和其他参数，缓存数据存储在文件中。
Syntax:  proxy_cache_path path [levels=levels] 
         [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size 
         [inactive=time] [max_size=size] 
         [min_free=size] [manager_files=number] 
         [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] 
         [loader_files=number] [loader_sleep=time] 
         [loader_threshold=time] [purger=on|off] 
         [purger_files=number] [purger_sleep=time] 
         [purger_threshold=time];
Default: —
Context: http

path：缓存文件目录。缓存文件名是 proxy_cache_key 的 MD5 值，如：/data/nginx/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c
levels：缓存文件目录的层次结构，如 levels=1:2，表示有两级子目录，第一个目录名取 md5 值的倒数第一个值，第二个目录名取 md5 值的倒数第 2 和 3 个值；层次结构最多 3 层，每层目录名长度为 1 或 2。
keys_zone：定义共享内存区的名称和大小。所有 key 和有关数据的信息都存储在共享内存区域中。1MB 的区域可以存储大约 8000 个 key。
inactive：在该参数指定的时间内未访问的缓存数据将从缓存中删除。默认10分钟。
max_size：缓存区最大尺寸。当超过大小或没有足够的可用空间时，它会删除最近使用最少的数据。

# 开启或关闭代理缓存功能，并指定共享内存区域。
# 共享内存区域在 proxy_cache_path 中定义。
Syntax:  proxy_cache zone | off;
Default: proxy_cache off;
Context: http, server, location

# 定义缓存的键，用于区分不同的缓存项。
Syntax:  proxy_cache_key string;
Default: proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
Context: http, server, location

# 设置对于哪些 HTTP Method 开启缓存。
Syntax:  proxy_cache_methods GET | HEAD | POST ...;
Default: proxy_cache_methods GET HEAD;
Context: http, server, location

# 定义不同 HTTP 响应码的缓存有效期。
Syntax:  proxy_cache_valid [code ...] time;
Default: —
Context: http, server, location

# 设置资源被请求多少次后被缓存
Syntax:  proxy_cache_min_uses number;
Default: proxy_cache_min_uses 1;
Context: http, server, location

# 哪些情况下可以使用过时的缓存响应
# 即指定服务端特定异常时使用缓存返回给客户端
Syntax:  proxy_cache_use_stale error | timeout 
         | invalid_header | updating | http_500 
         | http_502 | http_503 | http_504 
         | http_403 | http_404 | http_429 | off ...;
Default: proxy_cache_use_stale off;
Context: http, server, location

# 定义响应不会保存到缓存的条件
Syntax:  proxy_no_cache string ...;
Default: —
Context: http, server, location

# 定义不从缓存中获取响应的条件
Syntax:  proxy_cache_bypass string ...;
Default: —
Context: http, server, location

Nginx 缓存配置示例：

http{
  proxy_cache_path /opt/nginx/cache
                   levels=1:2 
                   keys_zone=liwy_cache:10m 
                   inactive=1d 
                   max_size=10g;
  upstream liwy_server {
    server 192.168.2.13:8081;
    server 192.168.2.13:8082;
  }
  server {
    listen 80;
    server_name www.liwy-nginx.com;
    
    location / {
      proxy_cache liwy_cache;
      proxy_cache_key $scheme$proxy_host$uri$is_args$args;
      proxy_cache_min_uses 3;
      proxy_cache_valid 200 302 10m;
      proxy_cache_valid 301 1h;
      proxy_cache_valid any 1m;
      proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment;
      # 响应头中添加缓存是否命中的状态，便于调试
      add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status;
      
      proxy_pass http://liwy_server;
    }
  }
}

nginx内存