nginx缓存策略是什么

Nginx缓存策略概述
Nginx缓存是通过将后端响应或静态资源存储在本地（磁盘/内存），减少重复请求对后端的压力，提升响应速度的核心性能优化手段。其核心逻辑包括缓存键生成（标识缓存项）、缓存存储（路径/大小管理）、缓存有效期控制（存活时间）及缓存命中处理（直接返回/回源）。

一、基础缓存配置

1. 定义缓存路径与区域

通过proxy_cache_path指令配置缓存存储的核心参数，是启用缓存的前提：

• proxy_cache_path /path/to/cache：缓存文件的存储目录（如/var/cache/nginx）；
• levels=1:2：缓存目录的层级结构（1级目录数量:2级目录数量，避免单目录文件过多导致I/O瓶颈）；
• keys_zone=my_cache:10m：共享内存区域的名称（my_cache）和大小（10MB，用于存储缓存键的元数据，不影响缓存文件的总大小）；
• max_size=1g：缓存文件的最大总大小（超过后会自动清理最近最少使用的文件）；
• inactive=60m：缓存项在未被访问60分钟后失效（即使未过期也会被删除）。

2. 启用缓存并设置有效期

在location或server块中，通过以下指令启用缓存并控制有效期：

• proxy_cache my_cache：指定使用的缓存区域（需与keys_zone名称一致）；
• proxy_cache_valid：定义不同HTTP状态码的缓存时间（如200 302 10m表示200/302状态码缓存10分钟，404 1m表示404状态码缓存1分钟）。

二、常见缓存策略

1. 静态资源长期缓存

针对JS、CSS、图片等不常变化的静态资源，设置较长的缓存时间（如1年），并通过immutable指令告知浏览器资源不会修改，避免重复验证：

location ~* \.(js|css|png|jpg|jpeg|gif|ico|woff2|ttf)$ {
    expires 365d;  # 缓存1年
    add_header Cache-Control "public, immutable";  # 公共缓存，不可变
    access_log off;  # 关闭日志减少I/O
}

此策略可显著减少静态资源的重复请求，提升页面加载速度。

2. 动态内容短期缓存

针对API、动态页面等频繁变化的内容，设置较短的缓存时间（如5-10分钟），并允许使用过期缓存（stale）减少后端压力：

location /api/ {
    proxy_cache my_cache;
    proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";  # 缓存键（包含请求参数）
    proxy_cache_valid 200 5m;  # 200状态码缓存5分钟
    proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502;  # 缓存失效时可使用过期缓存（如后端错误、超时）
    proxy_pass http://backend;
}

此策略平衡了动态内容的实时性与后端负载。

3. 分层缓存（CDN+浏览器+Nginx）

结合CDN、浏览器缓存和Nginx代理缓存，构建多级缓存体系，减少回源次数：

• CDN缓存：将静态资源配置为CDN回源到Nginx（proxy_pass https://cdn.example.com），CDN节点缓存30天；
• 浏览器缓存：通过expires和Cache-Control指令让浏览器缓存静态资源；
• Nginx缓存：作为后端缓存，缓存动态内容和未命中CDN的静态资源。
  此策略可大幅降低源站压力，提升全球访问速度。

4. 缓存失效与清理

通过以下方式主动控制缓存更新：

• 缓存绕过：当请求携带特定参数（如nocache=1）或Cookie（如sessionid）时，跳过缓存：

  proxy_cache_bypass $cookie_sessionid $arg_nocache;  # 有sessionid或nocache参数时，不缓存
  proxy_no_cache $cookie_sessionid $arg_nocache;     # 同上，不缓存且不回源
  

• 主动刷新：通过Nginx的PURGE方法或管理接口删除指定URL的缓存（需配置map指令和proxy_cache_purge模块）。

三、高级缓存优化技巧

1. 使用Stale缓存

通过proxy_cache_use_stale指令，在缓存更新（如后端错误、超时）时，继续使用旧缓存响应，避免用户等待：

proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_503;  # 缓存失效时可使用过期缓存

此策略可提升用户体验，尤其在缓存更新期间。

2. 缓存分区

通过自定义proxy_cache_key，将缓存按用户角色（如cookie_user）或请求参数（如$arg_type）分区，避免不同用户的缓存互相干扰：

proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri$cookie_user";  # 包含用户cookie

此策略适用于个性化内容（如用户中心页面）的缓存。

3. 后台更新缓存

通过proxy_cache_background_update on指令（需商业版或第三方模块），在缓存过期时后台更新，不影响当前请求的响应速度：

proxy_cache_background_update on;  # 后台更新缓存

此策略可提升缓存的实时性，同时保持高并发性能。

四、缓存状态监控

通过stub_status模块或add_header指令，监控缓存命中情况：

• 添加缓存状态头：在location块中添加add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;，响应头会返回HIT（缓存命中）、MISS（未命中）、EXPIRED（过期）等信息；
• 查看缓存统计：配置stub_status模块，通过/nginx_cache_status路径查看缓存的命中率、大小等信息。