Nginx 缓存与压缩配置
1. 中的缓存介绍
由于 是在网站的所有其他服务的最前线，它接收的请求和流量是服务的数倍甚至数十倍之多。因此，用好 的缓存对于大型网站而言至关重要。 中的缓存优势如下：
提升所有客户端体验
有效降低上游服务器的
减少上游服务器之流量消耗
的 Web 缓存服务主要由 proxy_cache 相关指令集和 相关指令集构成，前者用于反向代理时，对后端源服务器进行缓存，后者主要用于对 FastCGI 的动态程序进行缓存。两者的基本上一样。强大的缓存也成为了 吸引众多的重要因素之一。
2. 中缓存指令
中的 expires 指令通过控制 HTTP 相应中的" Expires" 和 "Cache-Control"的头部值，达到控制浏览器缓存时。指令格式如下：
: expires [modified] time; expires epoch | max | off; Default: expires off; Context: http, server, location, if in location
中的时间单位有s(秒), m(分), h(小), d(天)。指令参数说明:
epoch: 指定"Expires"的值为1, 即 January,1970,00:00:01 GMT;
max: 指定"Expires"的值为31 December2037 23:59:59GMT, "Cache-Control"的值为10年;
-1：指定"Expires"的值为当前服务器时间-1s，即永远过期;
off：不"Expires"和"Cache-Control"的值
time中出现@表示具体的时间，比如@18h30m表示的是下午6点半;
官方的示例如下:
expires 24h; # 24小时过期 expires modified +24h; expires @24h; expires 0; # 不缓存，立即过期 expires -1; # 用不过期 expires epoch; expires $expires;
的 proxy 模块中定义了许多和 cache 相关的模块，这是配置 http 请求代理的缓存。
通常情况下，我们使用 proxy_cache 指令开启 缓存，用 proxy_cache_path 指令来设置缓存的路径和其他配置。两个指令的如下：
: proxy_cache zone | off; Default: proxy_cache off; Context: http, server, location : proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=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
proxy_cache_path 指令中有较多的参数，部分重要参数说明如下:
path: 定义缓存存放的位置;
levels: 定义缓存路径的目录等级，最多3级
use_temp_path:
on: 使用proxy_temp_path定义的目录
off:
keys_zone:
name: 共享内存名
size: 共享内存大小
max_size: 设置最大的缓存大小
其余的重要的缓存指令有:
proxy_cache_key: 配置缓存的关键字，格式如下:
: proxy_cache_key string; Default: proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri; Context: http, server, location
示例：
proxy_cache_key "$host$request_uri $cookie_user";
proxy_cache_valid: 配置缓存什么样的响应，缓存多长时间。注意，如果只设置了缓存时间，只缓存只针对相应码200, 和302的请求 。格式如下:
: proxy_cache_valid [code ...] time; Default: — Context: http, server, location
示例：
proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 1m; # 只设置了缓存时间，只对200，和302有效 proxy_cache_valid 5m; proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 1h; # any表示所有相应码 proxy_cache_valid any 1m;
proxy_cache_methods: 对哪种 method 的请求使用缓存返回响应。
: proxy_cache_methods GET | HEAD | POST ...; Default: proxy_cache_methods GET HEAD; Context: http, server, location
3. 中的压缩配置
的压缩配置主要是用在与浏览交互中，对网页、css、js等静态资源进行压缩，通过消耗 的计算资源来节约大量的带宽，提高传输效率，给良好的体验。 中的 ngx_http_gzip_module 就是专门处理这里压缩的模块。其中部分重要指如下:
gzip: 是否打开 gzip 压缩;
: gzip on | off; Default: gzip off; Context: http, server, location, if in location
gzip_buffers: 设置压缩所需要的缓冲区大小;
: gzip_buffers number size; Default: gzip_buffers 32 4k|16 8k; Context: http, server, location
gzip_comp_level: 设置压缩级别，从1-9;越大压缩率越高，同时消耗资源也越多;
: gzip_comp_level level; Default: gzip_comp_level 1; Context: http, server, location
gzip_types:需要压缩的格式 text/html认会压缩，不用;
: gzip_types mime-type ...; Default: gzip_types text/html; Context: http, server, location
gzip_min_length: 压缩最小大小;
: gzip_min_length length; Default: gzip_min_length 20; Context: http, server, location
常见的压缩配置如下:
# 开启gzip压缩 gzip on; # http的协议版本 gzip_http_version 1.0; # IE版本1-6gzip压缩， gzip_disable 'MSIE[1-6].'; #需要压缩的格式 gzip_types text/css text/javascript application/javascript image/jpeg image/png image/gif; #设置为4个8K内存作为压缩结果流缓存 gzip_buffers 4 8k; #压缩最小大小 gzip_min_length 1k; #压缩级别1-9 gzip_comp_level 9; #给响应头加个vary，告知客户端能否缓存 gzip_vary on; #反向代理时使用 gzip_proxied off;
注意： gzip 的开启需适应特定的场景，比如大和的传输就不是和开启 gzip ，压缩不明显的同时还白白耗费系统的资源，所以使用时需要慎重考虑。
4. 案例实战
首先准备 .conf，中间简单配置几条 expires 指令用作测试:
...
http{
server {
listen 8000;
location / {
default_type text/plain;
expires 10m;
#expires -1h;
return 200 '8000, server\n';
}
}
}
...
下面观察请求结果:
# 使用 expires 10m 配置，可以看到Expires值正好为10分钟后 [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113:8000 -I HTTP/1.1 200 OK Server: /1.17.6 Date: Thu, 06 Feb 2020 11:37:17 GMT Content-Type: text/plain Content-Length: 13 Connection: keep-alive Expires: Thu, 06 Feb 2020 11:47:17 GMT Cache-Control: max-age=600 # 使用 expires -1h 配置, -1h表示环境小时前过期了，所以返回Cache-Control的值为no-cache [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113:8000 -I HTTP/1.1 200 OK Server: /1.17.6 Date: Thu, 06 Feb 2020 11:37:32 GMT Content-Type: text/plain Content-Length: 13 Connection: keep-alive Expires: Thu, 06 Feb 2020 10:37:32 GMT Cache-Control: no-cache
准备好 proxy_cache 缓存相关的配置，如下:
...
http {
server {
listen 8000;
location / {
default_type text/plain;
return 200 '8000, server\n';
}
}
server {
listen 8001;
location / {
default_type text/plain;
return 200 '8001, server\n';
}
}
server {
listen 8002;
location / {
default_type text/plain;
return 200 '8002, server\n';
}
}
# 定义上游服务器
upstream backends {
server 127.0.0.1:8000;
server 127.0.0.1:8001;
server 127.0.0.1:8002;
}
# proxy_cache_path 指令
proxy_cache_path /root/test/cache levels=1:2 keys_zone=_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://backends;
proxy_cache _cache;
# 状态码为200和的缓存1分钟
proxy_cache_valid 200 1m;
# 其余的缓存10分钟
proxy_cache_valid any 10m;
# response响应的头信息中定义缓存的状态（有没有命中）
proxy_cache_key "$host$uri$is_args$args";
expires 1d;
proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
proxy_no_cache $http_pragma $http_authorization;
# add_header 响应缓冲命中结果
add_header -Cache "$upstream_cache_status";
}
}
...
我们通过 curl 命令向 所在主机的 80端 请求，第一次请求转发到8000端口，结果被缓存; 第2-3次请求时由缓存返回结果，所以仍然是8000端口的返回；等待超过1分钟后，缓存失效，请求被转发到8001端口进行处理，返回相应结果；最后再次请求80端口，依旧由缓存命中，返回8001端口的响应结果。参看日志记录的 http 请求。
# 第一次请求，转到8000端口响应，然后缓存 [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8000, server # 接下来请求全部由缓存命中 [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8000, server [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8000, server [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8000, server # 缓存失效，转发到8001端口相应，并缓存结果 [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8001, server # 继续命中缓存 [shen@shen ~]$ curl http://180.76.152.113 8001, server
查看请求的响应结果:
[root@server sbin]# tail -f ../logs/access.log 127.0.0.1 - - [06/Feb/2020:20:14:15 +0800] "GET / HTTP/1.0" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""-" 103.46.244.69 - - [06/Feb/2020:20:14:15 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""MISS" 103.46.244.69 - - [06/Feb/2020:20:14:23 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""HIT" 103.46.244.69 - - [06/Feb/2020:20:14:26 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""HIT" 127.0.0.1 - - [06/Feb/2020:20:16:10 +0800] "GET / HTTP/1.0" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""-" 103.46.244.69 - - [06/Feb/2020:20:16:10 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""EXPIRED" 103.46.244.69 - - [06/Feb/2020:20:16:22 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 13 "-" "curl/7.29.0" "-""HIT"
5. 小结
本节主要是介绍 中的缓存。是针对浏览器的缓存控制，另是针对上游服务器对 http 请求进行缓存，以减轻上游服务器的，这在高流量场景下是非常必要的。接下来，我们完成两个实验，测试前面讲到的缓存指令，并实际观察缓存。
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清零编程群