Ubuntu LNMP中如何使用缓存提高速度 - 问答

Ubuntu LNMP环境中使用缓存提高速度的方法
在Ubuntu系统的LNMP（Linux+Nginx+MySQL+PHP）架构中，缓存是提升网站响应速度、降低服务器负载的核心手段。以下从Nginx代理缓存、PHP脚本缓存、MySQL数据库缓存三个关键层面，结合具体配置步骤与优化技巧展开说明：

一、Nginx缓存：减少后端请求与静态资源加载时间

Nginx作为反向代理服务器，可通过代理缓存（Proxy Cache）缓存后端（PHP-FPM）的响应结果，避免重复请求；同时通过静态资源缓存减少客户端对静态文件的重复下载。

1. 代理缓存配置（针对动态内容）

定义缓存路径与参数：在/etc/nginx/nginx.conf的http块中添加以下配置，指定缓存存储路径（/var/cache/nginx）、缓存区域名称（my_cache，大小10MB）、最大缓存容量（1GB）、缓存项未访问60分钟后清除等参数：
```
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
```

启用代理缓存：在server或location块中，通过proxy_cache指令关联缓存区域，proxy_cache_valid设置不同响应状态码的有效期（如200/302状态码缓存10分钟，404状态码缓存1分钟），并通过add_header添加X-Proxy-Cache头用于验证缓存是否命中：

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        proxy_pass http://backend; # 关联后端（如PHP-FPM）
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_valid 200 302 10m;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status; # 显示缓存状态（HIT/MISS/BYPASS）
    }
}

可选：清除缓存：若需手动清除特定缓存，可添加purge location块（需安装ngx_cache_purge模块），通过访问http://example.com/purge/path/to/file清除对应路径的缓存。

2. 静态资源缓存（浏览器端）

对于图片、CSS、JavaScript等静态文件，通过expires指令设置浏览器缓存有效期，减少客户端对服务器的请求：

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|css|js|ico)$ {
    expires 30d; # 缓存30天
    add_header Cache-Control "public, no-transform";
}

二、PHP缓存：加速脚本执行

PHP脚本的编译与执行是动态网站的主要性能瓶颈，通过OPcache（PHP内置扩展）缓存脚本字节码，可避免每次请求都重新编译脚本。

1. 安装与启用OPcache

安装扩展：Ubuntu系统中，默认PHP包已包含OPcache，无需额外安装。若未启用，可通过以下命令安装：
```
sudo apt install php-opcache  # 根据PHP版本调整（如php7.4-opcache、php8.1-opcache）
```

配置OPcache：编辑PHP-FPM配置文件（/etc/php/7.x/fpm/php.ini，7.x为具体版本），启用OPcache并调整参数：

[opcache]
zend_extension=opcache.so  # 启用扩展
opcache.enable=1           # 开启OPcache
opcache.memory_consumption=128  # 缓存内存大小（MB，根据服务器内存调整）
opcache.interned_strings_buffer=8  # 内部字符串缓冲区大小
opcache.max_accelerated_files=4000  # 最大加速文件数量（需覆盖项目文件总数）
opcache.revalidate_freq=60  # 脚本文件检查更新频率（秒）
opcache.fast_shutdown=1     # 快速关闭（提升性能）

重启PHP-FPM：配置生效后，重启PHP-FPM服务：
```
sudo systemctl restart php7.x-fpm
```
验证配置：创建info.php文件（<?php phpinfo(); ?>），访问该文件并搜索“opcache”，确认OPcache已开启。

三、MySQL缓存：优化数据库查询性能

MySQL的缓存机制可减少磁盘I/O与重复查询，提升数据库响应速度。

1. InnoDB缓冲池（核心优化项）

InnoDB存储引擎的缓冲池（innodb_buffer_pool）用于缓存数据与索引页，减少磁盘读取。建议将其大小设置为服务器物理内存的60%-80%（如16GB内存可设置为10-12GB）：

innodb_buffer_pool_size = 10G  # 根据服务器内存调整
innodb_buffer_pool_instances = 8  # 缓冲池实例数（提升并发性能）

2. 查询缓存（MySQL 8.0前适用）

MySQL 5.7及以下版本的查询缓存（query_cache）可缓存SELECT查询结果，但MySQL 8.0已移除该功能（因效率低、易引发锁争用）。若使用MySQL 5.7，可调整以下参数：

query_cache_type = 1  # 开启查询缓存（1=开启，0=关闭）
query_cache_size = 64M  # 缓存大小（根据查询量调整）
query_cache_limit = 2M  # 单个查询缓存最大大小

3. 替代方案：使用Redis/Memcached

对于高并发场景，建议使用Redis（内存数据库）替代MySQL查询缓存，缓存频繁访问的数据（如商品信息、用户会话）。需安装Redis并配置PHP扩展（php-redis），在应用程序中实现缓存逻辑（如通过Redis::get()获取缓存数据，Redis::set()存储数据）。

四、其他优化技巧

CDN加速：将静态资源（图片、CSS、JS）上传至CDN（内容分发网络），利用CDN的全球节点缓存资源，减少用户访问延迟。
浏览器缓存：通过Nginx的expires指令设置浏览器缓存，提升重复访问速度（如上述静态资源缓存配置）。
应用层缓存：在应用程序中实现自定义缓存（如使用APCu扩展缓存数组、对象），适用于需要快速访问的小数据。

通过以上缓存策略的组合应用，可显著提升Ubuntu LNMP架构的网站性能，降低服务器负载。配置完成后，建议通过nginx -t测试配置语法，重启Nginx（sudo systemctl restart nginx）与PHP-FPM（sudo systemctl restart php7.x-fpm）使配置生效，并通过浏览器开发者工具（查看Network面板）或curl -I命令验证缓存是否命中。

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