06 . Nginx静态资源缓存

Nginx静态资源

Nginx可以处理静态资源

非Web服务器可以运行处理而生成的文件，即服务器只需要从硬盘或者缓存中读取然后直接给客户端响应即可。

常见的静态资源

# 浏览器渲染: html文件，样式表CSS,JS脚本——浏览器需要读取样式格式和脚本，然后去渲染的.
#    图片文件： GIF、PNG、JPEG
#    视频文件： MP4、FLV、AVI、MPEG
#    其它文件： ISO、PDF、TXT、EXE

Nginx作为网站服务器，如何高效的处理静态资源，就需要让nginx速度变快，可以从以下几个方面考虑:

1.文件读取:nginx如何从硬盘上读取文件，然后交给socket
2.文件压缩
3.proxy缓存
4.浏览器缓存
php   php——> php
java    jsp——>  tomcat
python wsgi——> wsgi

静态缓存

缓存就是为了加快访问速度的，避免nginx和后端服务器进行交互，因为一交互就涉及到网络带宽，磁盘进行IO操作查找数据，回复数据也需要网络带宽，web查找数据还需要消耗cpu内存，nginx和后端服务器通讯,本地需要消耗cpu,内存,没有交互能省很多资源.proxy若无缓存就是miss,若有缓存就是hit命中.

缓存类型

1. 数据库缓存: memcache,redis
2. proxy网页缓存: client访问静态资源，代理有缓存就无需向后端web请求资源.
3. 客户端缓存即浏览器缓存: 根据Etag和Last-Modified来判断缓存的有效性.
4. Nginx反向代理缓存数据由两部分组成,第一部分叫缓存的元数据，包括缓存数据的名称，大小，有效期等，这一部分是存放在内存中的,需要在内存中开启一段空间，专门用于保存缓存的元数据。另外一部分就是缓存数据的本身，真正缓存下来的数据，这一部分的数据是存放在硬盘上的，需要设置缓存数据的存放路径.

综上: 设置Nginx的反向代理缓存主要设置两部分内容:

# 一、在内存里面开启一段空间用来缓存元数据.
# 二、在磁盘中指定目录用来缓存真正缓存下来的数据.

定义缓存空间

指令:

proxy_cache_path:    # 不能定义在server{}中.
    Example: 

- proxy_cache_path /nginx/cache/first levels=2:1:2  keys_zone=first:20m max_size=1G

参数详解:

1. 整个配置的作用就是在nginx服务器本地开辟了一段用来存储缓存数据的内存空间+磁盘空间
2. keys_zone=name:size # 定义存储键的区域(定义共享的名称)
3. keys_zone: # 在内存里面开辟一块区域，first是为开启的区域起的名字
4. 20m: # 开启的内存大小为20m,用来保存元数据.
5. /nginx/cache/first: # 一个目录名，重启nginx服务会在磁盘上自动产生，里面目录用来存放真正的缓存数据.
6. max_size: # 指定/nginx/cache/first中的1G空间用于存储数据，可根据自己的需求调整.
7. level 2:1:2 #nginx生成缓存数据在指定的目录下生成三级子目录，真正的缓存数据在最后一级目录存放,第一级，第二级和第三级子目录的名称分别是2个字符，1个字符和2个字符,且每一级子目录的名称最多2个字符，目录名称是随机生成的，这样配置的好处是: 缓存数据比较多的时候，分类存放，nginx查找速度快一点.

代理服务器缓存过期

proxy_cache_valid  200  302  10m;        # 返回值为200和302缓存10min；
proxy_cache_valid 404   1m;              # 返回值404缓存1min

缓存维度

# Syntax:    proxy_cache_key  string;
# Default:   proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
# nginx内部变量scheme是协议名，proxy_host 是缓存服务器主机名,$request_uri是请求的路径，将他们作为整体hash成一个key,缓存到目录.
# Context:        http,server,location

Nginx缓存配置示例

定义缓存存放路径为/web/cache,缓存级别为2级，即location后面匹配到的缓存两级目录，多了不缓存 缓存的内容最多使用1G空间; 并定义键值区域名称为first，名字占的空间大小为20m，60分钟之内没有人用就删掉

proxy_cache_path /web/cache levels=1:2 keys_zone=first:20m max_size=1g inactive=60m;
# 定义一段缓存空间之后，想要启用缓存功能，需要在某一个locaiton里面写下面两行
proxy_cache first; first就是上面定义的指定缓存元数据的区域空间名称
proxy_cache_valid 200 304 1m; 表示nginx只缓存状态码为200和304的响应数据，且数据在缓存时，有效期为1min
proxy_cache_valid any 10m;其他的缓存10分钟
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; 使用什么做key，可以不定义，系统自动定义名字

# 在httpd响应报文中添加额外项X-cache，用于查看缓存是否命中，可加可不加的
add_header x-cache "$upstream_cache_status by $server_addr";
# 添加一个头部名称为x-cache，头部里面的内容是：nginx内部的两个变量：
$upstream_cache_status: 用于记录缓存是否命中的状态 (HIT,MISS,EXPIRED)
$server_addr 服务器地址

在浏览器中F12-------->网络-------->查看HTTP响应报文
X-cache:HIT by 192.168.122.153信息，表示缓存命中
miss by 192.168.122.153信息，表示首次访问
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504; 收到50x代号，向上游服务器重新请求一次

具体操作

修改如下两个配置文件

vim /etc/nginx/nginx.conf
        upstream websrv {
        server 47.92.24.137 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 49.233.69.195 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 127.0.0.1:8080 backup;
    }
    proxy_cache_path /web/cache levels=1:2 keys_zone=first:20m max_size=1g;
    add_header x-cache "$upstream_cache_status by $server_addr";
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
  
vim /etc/nginx/conf.d/default.conf
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
        proxy_pass http://websrv/;
    proxy_cache first;
    proxy_cache_valid 200 304 12h;
    #proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
    add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
    }
mkdir /web/cache -p        # 缓存的path，文件夹需要创建，否则报语法错误

# 重新加载配置文件使其生效
systemctl restart nginx
elinks --dump 39.108.140.0
#   welcome to nginx
elinks --dump 39.108.140.0
#   welcome to nginx
elinks --dump 39.108.140.0
#   welcome to nginx

# 负载均衡没有生效，因为有缓存了
curl -I 39.108.140.0
# HTTP/1.1 200 OK
# Server: nginx/1.16.1
# Date: Fri,01 Nov 2019 14:52:19 GMT
# Content-Type: text/html
# Content-Length: 17
# Connection: keep-alive
# Last-Modified: Sat,19 Oct 2019 13:24:08 GMT
# ETag: "5dab0e78-11"
# Nginx-Cache: HIT                # HTI为有缓存的意思
# Accept-Ranges: bytes

接下来我们将缓存删掉

rm -rf /web/cache/*   
curl -I 39.108.140.0
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.16.1
Date: Fri,01 Nov 2019 14:52:49 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 8
Connection: keep-alive
Last-Modified: Fri,01 Nov 2019 10:51:39 GMT
ETag: "5dbc0e3b-8"
Nginx-Cache: MISS       # MISS表示没有缓存了