nginx 缓存配置

2025-11-27 10:38:22 分类：nginx 热度：17 评论： 0

nginx 缓存配置

一、静态文件缓存

静态文件缓存通常通过 expires 和 cache-control 头来实现，让浏览器或 CDN 缓存静态资源。

location /static/ {
    expires 30d;                     # 浏览器缓存时间
    add_header Cache-Control public; # 设置缓存策略
}
  • expires：设置资源在浏览器中的缓存时间，如 30d 表示 30 天。
  • add_header Cache-Control public：设置 HTTP 头，允许任何缓存服务器缓存资源。

二、反向代理缓存（Proxy Cache）

Nginx 可以作为反向代理，对后端服务器的响应进行缓存，大幅提升性能。

1. 启用缓存

# 定义缓存路径和参数
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:50m inactive=1d max_size=10g;

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_cache my_cache;                 # 使用名为 my_cache 的缓存区
        proxy_cache_valid 200 302 10m;        # 200/302 响应缓存 10 分钟
        proxy_cache_valid 404 1m;             # 404 响应缓存 1 分钟
        proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri"; # 缓存键
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status; # 缓存命中状态
    }
}
参数详解
  • proxy_cache_path：定义缓存目录、层级、缓存区名、最大大小等。
    • /data/nginx/cache：缓存文件存放路径。
    • levels=1:2：缓存文件目录层级（防止单目录文件过多）。
    • keys_zone=my_cache:50m：分配 50MB 内存给缓存区 my_cache。
    • inactive=1d：缓存内容 1 天无访问则自动清除。
    • max_size=10g：最大缓存空间 10GB。
  • proxy_cache：指定使用哪个缓存区。
  • proxy_cache_valid：指定不同响应码的缓存时间。
  • proxy_cache_key：定义缓存的唯一键，常用 $scheme$request_method$host$request_uri。
  • add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status：返回缓存命中状态（MISS, HIT, EXPIRED 等）。

2. 控制缓存行为

  • proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache;
    • 根据条件跳过缓存（如参数、Cookie 等）。
  • proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache;
    • 不缓存特定请求。

3. 清理缓存

Nginx 自身没有直接的缓存清理命令，通常通过删除缓存文件或使用第三方工具（如 nginx-cache-purge）实现。

三、常用优化建议

  1. 合理设置缓存时间：不同资源设置不同的缓存时间，动态页面短，静态资源长。
  2. 缓存键设计：确保缓存键能区分不同用户、参数等，避免缓存污染。
  3. 定期清理缓存：避免磁盘空间被缓存文件占满。
  4. 结合后端缓存头：如后端设置 Cache-Control: no-cache，Nginx 可据此不缓存。

四、完整示例

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=cache_zone:100m inactive=1h max_size=1g;

server {
    location /api/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        proxy_cache cache_zone;
        proxy_cache_valid 200 5m;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_key "$scheme$host$request_uri";
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;
        proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache;
        proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache;
    }
}

五、常见问题

  • 缓存不生效？

    • 检查 proxy_cache_path 和 proxy_cache 匹配。
    • 检查缓存键是否唯一。
    • 检查后端是否返回了 Cache-Control: no-cache 或 private。

  • 如何刷新缓存？

    • 删除缓存目录下对应文件。
    • 使用第三方 purge 模块。

六、缓存控制相关指令详解

1. proxy_cache_methods

指定哪些 HTTP 方法的请求可以被缓存，默认只缓存 GET 和 HEAD。

proxy_cache_methods GET HEAD POST;

一般不建议缓存 POST 请求，除非业务场景特殊。

2. proxy_cache_min_uses

设置某个资源被访问多少次后才进行缓存，防止缓存冷门资源。

proxy_cache_min_uses 3; # 第三次访问后才缓存

3. proxy_cache_lock

防止高并发下同一个资源被重复请求时，后端压力过大。第一个请求未完成时，后续请求等待第一个请求结果。

proxy_cache_lock on;
proxy_cache_lock_timeout 5s; # 最多等待 5 秒

4. proxy_cache_use_stale

后端服务器不可用时，是否使用过期缓存内容。

proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;

这样可以提升高可用性，后端宕机时用户还能看到旧内容。

5. proxy_ignore_headers

忽略后端返回的某些头部（如 Cache-Control），强制缓存。

proxy_ignore_headers "Cache-Control" "Expires";

某些后端总返回 no-cache，可以用此指令强制缓存。

七、缓存清理方案

1. 手动清理

直接删除缓存目录下的文件。

适合小规模、临时清理。

rm -rf /data/nginx/cache/*

2. nginx-cache-purge 模块

支持 HTTP 接口清理缓存。配置如下：

location ~ /purge(/.*) {
    allow 127.0.0.1;
    deny all;
    proxy_cache_purge my_cache $scheme$request_method$host$1;
}
  • 访问 /purge/xxx 即可清理缓存。
  • 需编译 Nginx 时加上该模块。

3. 定期清理

结合 Linux 定时任务（crontab）自动清理过期或无用缓存文件。

八、缓存命中分析与调试

1. 添加缓存命中头

add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
  • MISS：未命中，已缓存
  • HIT：命中缓存
  • EXPIRED：缓存过期
  • BYPASS：未缓存（如被 bypass）

2. 日志分析

可以在 a***ess_log 加入 $upstream_cache_status 字段，便于后期统计分析。

log_format cachelog '$remote_addr - $host $request $status $upstream_cache_status';
a***ess_log /var/log/nginx/cache_a***ess.log cachelog;

九、与后端协作

  1. 后端控制缓存
    后端可通过响应头控制 Nginx 缓存行为：

    • Cache-Control: no-cache 或 private：不缓存
    • Cache-Control: max-age=60：缓存 60 秒

  2. ETag/Last-Modified
    Nginx 支持 If-Modified-Since/If-None-Match 协议，减少流量。

十、常见业务场景举例

1. API 接口缓存

  • 对 GET 请求缓存 3 分钟，POST 请求不缓存。
  • 用户参数如 token、session 不纳入缓存键。

2. 静态资源 CDN 缓存

  • 图片、JS、CSS 缓存 30 天。
  • 文件更新时自动刷新缓存。

3. 多级缓存

  • 前端 CDN + Nginx 缓存 + 后端缓存（如 Redis），分层加速。

十一、配置模板（综合示例）

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=site_cache:200m inactive=12h max_size=5g;

server {
    location /api/ {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_cache site_cache;
        proxy_cache_key "$scheme$host$request_uri";
        proxy_cache_valid 200 301 302 10m;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_min_uses 2;
        proxy_cache_methods GET HEAD;
        proxy_cache_lock on;
        proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
        proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache;
        proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache;
    }
}

十二、高级应用技巧

1. 分用户/分参数缓存

有些接口需要根据用户身份或参数做缓存隔离，避免缓存串号。可以调整 proxy_cache_key：

# 例如按用户ID区分缓存
proxy_cache_key "$scheme$host$request_uri|$cookie_userid";

这样每个用户都会有独立缓存，适合个性化内容。

如果只对部分参数敏感，可以用 $arg_xxx 变量拼接缓存键。

2. 动态控制缓存（变量控制）

Nginx 支持用变量动态决定是否缓存：

set $skip_cache 0;
if ($request_method = POST) {
    set $skip_cache 1;
}
if ($arg_nocache = 1) {
    set $skip_cache 1;
}
proxy_cache_bypass $skip_cache;
proxy_no_cache $skip_cache;

这样可以灵活控制哪些请求缓存、哪些不缓存。

3. 缓存预热（Cache Warm-up）

上线新服务或重启后，缓存是冷的。可以用脚本提前批量请求热门资源，把缓存“预热”好，避免用户首次访问慢。

4. 多级缓存策略

前端 CDN 缓存 + Nginx 缓存 + 后端缓存（如 Redis/Memcached），实现多级加速和分流。

十三、缓存常见问题排查

1. 缓存未命中？

  • 检查 proxy_cache_path 和 proxy_cache 是否对应。
  • 检查 proxy_cache_key 是否唯一且合理，有无参数遗漏。
  • 检查 proxy_cache_bypass、proxy_no_cache 是否被触发。
  • 检查后端返回的 Cache-Control、Set-Cookie 是否禁止缓存。
  • 查看 X-Cache-Status 头部，区分 MISS、BYPASS、EXPIRED 等状态。

2. 缓存错乱/串号？

  • 检查缓存键是否包含所有影响内容的参数（如用户ID、设备类型等）。
  • 检查是否有 Cookie、Header 等影响内容但未纳入缓存键。

3. 缓存空间不足/缓存文件太多？

  • 调整 max_size、inactive 参数。
  • 定期清理缓存目录。
  • 检查磁盘空间，防止 Nginx 写入失败。

4. 缓存更新后用户还看到旧内容？

  • 检查缓存清理是否生效。
  • 检查 CDN 是否还缓存了旧内容。
  • 检查浏览器缓存是否未刷新。

十四、缓存与安全注意事项

  1. 敏感信息不缓存

    • 登录态、个人数据、支付信息等接口，务必设置 proxy_no_cache，防止缓存泄露。
    • 后端返回 Cache-Control: private, no-store，Nginx 配合 proxy_no_cache。

  2. 防止缓存污染

    • 缓存键要包含所有影响内容的参数，防止 A 用户看到 B 用户内容。
    • 不要缓存带有用户凭证的请求（如带 Cookie、Token）。

  3. 防止缓存穿透

    • 对 404/500 等错误响应设置较短缓存时间，避免恶意请求拖垮后端。

十五、典型场景配置模板

1. 防止用户信息串号 

proxy_cache_key "$scheme$host$request_uri|$cookie_sessionid";

2. 仅缓存 GET 请求，POST 不缓存 

proxy_cache_methods GET HEAD;
if ($request_method != GET) {
    set $skip_cache 1;
}
proxy_cache_bypass $skip_cache;
proxy_no_cache $skip_cache;

3. 缓存 404/500 响应 

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid 500 502 503 504 30s;

十六、缓存调优建议

  • 合理分配缓存空间，结合业务流量和磁盘容量设置 max_size。
  • 活跃数据优先缓存，用 inactive 控制冷数据自动淘汰。
  • 日志监控，关注 X-Cache-Status、磁盘空间、命中率等指标。
  • 高可用设计，启用 proxy_cache_use_stale，应对后端故障。
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