## Ngnix 快取

快取的使用在各種專案中非常普遍，nginx作為一款高效的代理伺服器，也提供了強大的快取機制，試想在一些大型網站中，靜態的html，js，css檔案等數量非常龐大的情況下，載入頁面的時候，如果沒有快取的話，頁面將會非常慢，在這種情況下，就可以考慮使用nginx提供的快取功能的配置。

## Nginx的web快取

- Nginx從0.7.48版提供快取功能。
 - Nginx是基於Proxy Store來實現的，其原理是把URL及相關組合當做Key,在使用MD5演算法對Key進行雜湊，得到硬碟上對應的雜湊目錄路徑，從而將快取內容儲存在該目錄中。
 - 它可以支援任意URL連線，同時也支援404/301/302這樣的非200狀態碼。Nginx即可以支援對指定URL或者狀態碼設定過期時間，也可以使用purge命令來手動清除指定URL的快取。

## Nginx快取設定相關指令

Nginx的web快取服務主要是使用ngx_http_proxy_module模組相關指令集來完成，接下來把常用的指令做一下總結：
**proxy_cache_path**

該指定用於設定快取檔案的存放路徑

語法格式

```
proxy_cache_path path [levels=number]
keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time]
[max_size=size];
```

引數說明
path
快取路徑地址

```
/usr/local/proxy_cache
```

**levels** 
指定該快取空間對應的目錄，最多可以設定3層，每層取值為1|2如 :

levels=1:2 快取空間有兩層目錄，第一次是1個字母，第二次是2個 字母

舉例說明：

> zcy[key]透過MD5加密以後的值為 : 43c8233266edce38c2c9af0694e2107d

最終生成的快取目錄含義為：

- levels=1:2 最終的儲存路徑為/usr/local/proxy_cache/d/07；
 - levels=2:1:2 最終的儲存路徑為/usr/local/proxy_cache/7d/0/21；
 - levels=2:2:2 最終的儲存路徑為??/usr/local/proxy_cache/7d/10/e2

**keys_zone** 
用來為這個快取區設定名稱和指定大小

舉例說明：

> keys_zone=zcy:200m 快取區的名稱是zcy,大小為200M,1M 大概能儲存8000個keys

**inactive** 
指定快取的資料多次時間未被訪問就將被刪除

舉例說明：

> inactive=1d 快取資料在1天內沒有被訪問就會被刪除

**max_size** 
設定最大快取空間，如果快取空間存滿，預設會覆蓋快取時間最長的資源，如：max_size=2g

配置檔案
nginx.conf 主配置檔案

```
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  65536;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

access_log  logs/access.log  main;
#CDN Include
    include proxy.conf;
    include upstrem.conf;
    include test.example.com.conf;
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

cat proxy.conf 
#test cache
proxy_temp_path /data/cdn_cache/proxy_temp_dir;
proxy_cache_path /data/cdn_cache/proxy_cache_dir levels=1:2 keys_zone=cache_one:50m inactive=1d max_size=1g;
proxy_connect_timeout 5;
proxy_read_timeout 60;
proxy_send_timeout 5;
proxy_buffer_size 16k;
proxy_buffers 4 64k;
proxy_busy_buffers_size 128k;
proxy_temp_file_write_size 128k;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;

[root@centos-1 conf]# cat upstrem.conf 
upstream test.example.com
{
        server 192.168.1.102:80 weight=10 max_fails=3;
}

[root@centos-1 conf]#
mkdir /data/cdn_cache -p

[root@centos-1 conf]# cat test.example.com.conf 
server
{
    listen 80;
    server_name test.example.com;
    access_log logs/test.example.com-access.log main;
    location ~ .*\.(gif|jpg|png|html|htm|css|js|ico|swf|pdf)$
    {
        #Proxy 
        proxy_redirect off;
        proxy_next_upstream http_502 http_504 http_404 error timeout invalid_header;
        proxy_set_header            Host $host;
        proxy_set_header            X-real-ip $remote_addr;
        proxy_set_header            X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass    http://test.example.com;

#Use Proxy Cache
        proxy_cache cache_one;
        proxy_cache_key "$host$request_uri";
        add_header Cache "$upstream_cache_status";
        proxy_cache_valid  200 304 301 302 8h;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_valid  any 2d;
    }
    location /
    {
                proxy_redirect off;
                proxy_next_upstream http_502 http_504 http_404 error timeout invalid_header;
                proxy_set_header            Host $host;
                proxy_set_header            X-real-ip $remote_addr;
                proxy_set_header            X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                proxy_pass    http://test.example.com;
                client_max_body_size 40m;
                client_body_buffer_size 128k;
                proxy_connect_timeout 60;
                proxy_send_timeout 60;
                proxy_read_timeout 60;
                proxy_buffer_size 64k;
                proxy_buffers 4 32k;
                proxy_busy_buffers_size 64k;
    }
}

[root@centos-1 nginx]# ps -ef |grep nginx 
root       5620      1  0 21:31 ?        00:00:00 nginx: master process sbin/nginx
nginx      5621   5620  0 21:31 ?        00:00:00 nginx: worker process
nginx      5622   5620  0 21:31 ?        00:00:00 nginx: cache manager process
nginx      5623   5620  0 21:31 ?        00:00:00 nginx: cache loader process
```

檢視程式發現多了兩個cache程式。

透過上面的配置，執行後可得到如下結論
1.訪問html的時候，不走快取。
2.第一次訪問圖片的時候，cache是miss的狀態。
3.第二次訪問圖片的時候，cache是hit的狀態。

## 登入快取伺服器檢視

分析nginx快取過程
第一步：訪問了兩個URL：

> http://192.168.1.102/index.html
> http://192.168.1.102/test.jpg

第二步：檢視快取目錄：

```
[root@centos-1 cdn_cache]# tree -A /data/cdn_cache/
/data/cdn_cache/
+-- proxy_cache_dir
|   +-- 9
|   |   +-- a8
|   |       +-- f28e02e3877f3826567907bcb0ebea89
|   +-- e
|       +-- 88
|           +-- 114250cf63938b2f9c60b2fb3e4bd88e
+-- proxy_temp_dir

6 directories, 2 files
```

第三步：快取配置引數：

```
proxy_cache_path /data/cdn_cache/proxy_cache_dir levels=1:2
```

第四步：檢視快取內容

第五步：分析過程
透過對key加密

```
echo -n '192.168.1.102/index.html' |md5sum |awk '{print $1}'
114250cf63938b2f9c60b2fb3e4bd88e

echo -n '192.168.1.102/test.jpg' |md5sum |awk '{print $1}'
f28e02e3877f3826567907bcb0ebea89
```

分析結果：
1.nginx根據配置levels=1:2進行快取。
2.其中1表示MD5的最後一位。
3.其中2表示MD5的倒數第三位和第三位。
4.一個冒號表示一層。

## 參考文件

[nginx-proxy_pass官網](http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html#proxy_pass)
[NGINX快取使用官方指南](https://linux.cn/article-5945-1.html)
[Full Example Configuration](https://www.nginx.com/resources/wiki/start/topics/examples/full/)

Linux下玩轉nginx系列（六）---nginx實現cache（快取）服務

相關文章