ubuntu缓存如何适应高并发场景

Ubuntu 缓存适配高并发的实用方案

一 分层缓存总体策略

• 建议采用“多层缓存 + 连接复用 + 内核与存储优化”的组合：应用层（如 OPcache、APCu）、对象层（Redis/Memcached）、边缘层（Varnish/Nginx 反向代理缓存）、浏览器层（Cache‑Control/Expires），再配合 KeepAlive、HTTP/2 与内核参数、I/O 调度、SSD TRIM 等系统优化，形成端到端的高并发缓存体系。

二 应用与对象层缓存

• PHP 运行时缓存
  • 启用 OPcache（字节码缓存）与 APCu（用户态键值缓存）。示例关键配置（以 PHP 8.1 为例，路径如：/etc/php/8.1/fpm/php.ini 或 /etc/php/8.1/apache2/php.ini）：
    • OPcache：opcache.enable=1；opcache.memory_consumption=128；opcache.interned_strings_buffer=8；opcache.max_accelerated_files=4000；opcache.revalidate_freq=60；opcache.fast_shutdown=1
    • APCu：apcu.enable=1；apcu.shm_size=32M；apcu.ttl=7200；apcu.enable_cli=0（生产 CLI 建议关闭）
  • 安装与启用：sudo apt install php-opcache php-apcu；修改后重启 apache2 或 php8.1-fpm。
• 对象缓存选型
  • Redis：支持持久化与丰富数据结构，适合会话、通用对象缓存；安装：sudo apt install redis-server php-redis；在 php.ini 加入 extension=redis.so；生产务必设置 requirepass 并仅监听内网。
  • Memcached：简单高效，适合读多写少；安装：sudo apt install memcached php-memcached；在 php.ini 加入 extension=memcached.so；建议仅监听 127.0.0.1 或内网。
  • 会话存储优化：在 php.ini 设置 session.save_handler=redis/memcached；session.save_path=tcp://127.0.0.1:6379（或 127.0.0.1:11211）。

三 边缘层与 Web 服务器缓存

• Nginx 反向代理缓存
  • 示例：proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m；在 location 中使用 proxy_cache my_cache; proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 404 1m;
• Varnish 整页缓存
  • 安装：sudo apt install varnish；编辑 /etc/varnish/default.vcl 设置后端（如 .host=127.0.0.1; .port=80;），按需配置缓存策略与 Bypass Cookie；启动：sudo systemctl start varnish。
• Apache 层缓存与静态资源
  • 启用模块：sudo a2enmod cache cache_disk expires；配置示例：CacheEnable disk /static/；CacheRoot /var/cache/apache2/mod_cache_disk；CacheDefaultExpire 3600；ExpiresActive On；ExpiresByType text/css “access plus 1 month”；ExpiresByType application/javascript “access plus 1 month”。
  • 启用压缩与连接复用：sudo a2enmod deflate；KeepAlive On；MaxKeepAliveRequests 100；KeepAliveTimeout 5。

四 内核与存储层优化

• 内存与 VFS 缓存
  • 降低换页倾向：vm.swappiness=10（临时：sudo sysctl vm.swappiness=10；永久：写入 /etc/sysctl.conf）。
  • 适度保留 VFS 目录项/索引节点缓存：vm.vfs_cache_pressure=50（默认 100，值越高回收越积极）。
• I/O 调度与文件系统
  • 调度器选择：HDD 适合 deadline；SSD 适合 noop（查看：cat /sys/block/sda/queue/scheduler；临时设置：echo deadline > /sys/block/sda/queue/scheduler）。
  • 文件系统：性能敏感场景优先 XFS/ext4；SSD 开启 TRIM：sudo systemctl enable fstrim.timer。
• 顺序读场景预读
  • ext4 可调 readahead：blockdev --setra 8192 /dev/sda1（示例为 8MB）。

五 验证与运维要点

• 生效验证
  • PHP 层：phpinfo.php 查看 OPcache/APCu/Redis/Memcached；CLI 与 FPM 可能使用不同 php.ini，需分别检查。
  • 数据层：简单脚本验证 set/get；Memcached 可用 telnet localhost 11211 执行 stats/flush_all。
  • HTTP 层：curl -I 检查 Cache‑Control/Expires 与 X‑Cache/Varnish 等头。
• 监控与容量
  • 关注命中率、内存占用与驱逐（evictions）；Redis 用 INFO/慢查询日志；Memcached 用 stats；必要时调大内存或优化 TTL/键设计。
• 安全与网络
  • Redis 生产启用 requirepass 并绑定内网；Memcached 仅监听 127.0.0.1/内网；启用 HTTP/2、合理 KeepAlive 与 SSL 会话缓存 降低握手开销。
• 变更与压测
  • 每次仅调整 1–2 项并重启对应服务，配合监控与压测逐步验证效果，避免一次性大幅改动。