Nginx的Web缓存服务与新浪网的开源NCACHE模块

什么是web缓存

Web缓存位于内容源web服务器和客户端之间，当用户访问一个 URL时，web缓存服务器回去后端web源服务器取回要输出的内容，然后，当下一个请求到来时，如果访问的是相同的URL，web缓存服务器直接输出内容给客户端，而不是像源服务器再次发送请求。web缓存降低了内容源web服务器、数据库的负载，减轻了网络延迟，提高了用户的响应速度，增强了用户体验。
最著名的还要数Squid Cache，其主要在Unix一类系统运行。

Nginx的Web缓存服务

Nginx从0.7.48后支持类似于Squid的缓存模块。这个缓存是把URL及相关组合当做key，用md5算法对key进行希哈，得到硬盘上对应的希哈路径，从而将缓存内容保存在该目录内。支持任意URL链接。同时也支持404/301/302这样的非200状态码。
Nginx的Web缓存服务主要用于proxy_cache相关指令集和fastcgi相关指令集构成，前者用于反向代理时，对后端内容源进行缓存，后者主要用于对FastCDI的动态程序进行缓存。两者功能基本一样。

proxy_cache相关指令集

1、proxy_cache指令
语法：proxy_cache zone_name;
默认值：none
使用环境：http,server,location
该指令用于设置那个缓存区将被应用，zone_name的值为proxy_cache_path指令创建的缓存区明称。
2、proxy_cache_path指令
语法：proxy_cache_path path[levels=number] keys_zone=zone_name:zone_size[incative=time] [max_size=size];
默认值：none
使用环境：HTTP
eg：
proxy_cache_path /data0/proxy_cache_dir levels=1:2 keys_zone=cache_one: 500m inactive=1d max_size=30g;
注意该指令只能在http标签内配置，levels指定该缓存有两层hash目录，第一层为1个字母，第二层为2个字母，保存文件名类似于/data0/proxy_cache_dir/c/29/fdg35415fg35f4gsdf2g1535gh465h;key_zone参数用来为缓存区起名，500m指定内存空间大小为500MB；inactive的1d是如果缓存数据在1天之内没有被访问，将被删除；max_size的30g是指硬盘的缓存空间为30GB。
3proxy_cache_methods指令
语法：proxy_cache_methods [GET HEAD POST];
默认值：proxy_cache_methods GET HEAD;
使用环境：http，server，location
该指令用于设置用于缓存那些HTTP方法，默认缓存 HTTP GET/HEAD 方法，不缓存HTTP POST方法。
4proxy_cache_min_uses指令
语法：proxy_cache_min_uses the_number；
默认值：proxy_cache_min_uses 1；
使用环境：http，server，location
该指令设置缓存最小的使用次数，默认值是1.
5、proxy_cache_valid指令
语法：proxy_cache_valid reply_code [reply_code…]time;
默认值：none
使用环境：http，server，location
该指令用于对不同的返回状态码的URL设置不同的缓存时间，例如：
proxy_cache_valid 200 302 10m；
proxy_cache_valid 404 1m;
如果不指定状态吗，直接指定时间，则只有200、301、302状态的URL缓存5分钟。
6、proxy_cache_key指令
语法：proxy_cache_key line;
默认值：none
使用环境：http，server，location
该指令用来设置web缓存的key值，Nginx根据key值md5希哈存储缓存。一般根据 ‘$host(域名)、$request_uri(请求路径)’等组合变量合成proxy_cache_key.例如： proxy_cache_key "$host:$server_port$uri$is_args$args";

proxy_cache完整示例

  su
yum -y install pcre//安装pcre
wget http://labs.frickle.com/files/ngx_cache_purge-2.3.tar.gz
tar zxvf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz//获取nginx_cache_purge
cd nginx-1.6.3//进入你的nginx文件目录（nginx安装请参考前面的博客）
 ./configure --user=www --group=www --addmodule=../ngx_cache_purge-2.3 --prefix=/usr/local/webserver/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

配置nginx.conf
cd /usr/local/webserver/nginx/conf

  #user  www www;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    use epoll;
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #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;

    #charset utf-8;

    server_name_hash_bucket_size 128;
    client_header_buffer_size 32k;
    large_client_header_buffers 4 32k;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  30;

    tcp_nodely  on;

    proxy_temp_path /data0/proxy_temp_path;

    proxy_temp_path /data0/proxy_temp_path levels=1:2 key_zone=cache_one:200m inactive=1d max_size=30g;
    upstream my_sever_pool{
        server 192.168.1.2:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.4:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;

    }



    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Forward-For $remote_addr;
        proxy_pass http://my_server_pool;
       # root   html;
            #index  index.html index.htm;
        }
    location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$
    {
        #使用web缓存区cache_one
        proxy_cache cache_one;

        #对不同状态码设置不同缓存时间
        proxy_cache_valid 200 304 12h;
        proxy_cache_valid 301 302 1m;
        proxy_cache_valid any im;
        #设置web缓存的key值，nginx根据key值md5希哈存储缓存，这里根据“域名/URL 参数”组合成key。
        proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
        #反向代理，访问后端内容源服务器
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        proxy_pass http:my_server_pool;
    }
    #用于清除缓存，假设一个URL为http://my.domain.com/text.gif通过访问http://my.domain.com/purge/test.gif可以清除该URK缓存。
    location ~ /purge(/.*)
    {
        #设定只允许指定的IP或IP段才可以清除URL缓存。
        allow       127.0.0.1
        allow       192.168.0.0/16;
        deny        all;
        proxy_cache_purge cache_one $shot$1$is-args$args;
    }
    access_log 0ff

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

}