相关文章
聊聊高并发系统之HTTP缓存
应用多级缓存模式支撑海量读服务
应用级缓存——《亿级流量》
应用级缓存示例
应用级缓存之缓存使用模式实践—《亿级流量》
Nginx提供了expires、etag、if-modified-since指令来实现浏览器缓存控制。
如果我们使用Nginx作为静态资源服务器，那么可以使用expires进行缓存控制。
location /img {
alias /export/img/;
expires 1d;
}
当我们访问静态资源时，如http://192.168.61.129/img/1.jpg，将得到类似如下的响应头。
对于静态资源会自动添加ETag，可以通过添加etag off指令禁止生成ETag。如果是静态文件，那么Last-Modified值为文件的最后修改时间。Expires是根据当前服务器系统时间算出来的。如上Nginx配置的计算逻辑（实际计算逻辑比这个多，具体参考官方文档）。
if (expires == NGX_HTTP_EXPIRES_ACCESS||r->headers_out.last_modified_ time == -1) {
max_age = expires_time;
expires_time += now;
}
此指令用于指定Nginx如何拿服务端的Last-Modified和浏览器端的if-modified- since时间进行比较，默认“if_modified_since exact”表示精确匹配，也可以使用“if_modified_since _before”表示只要文件的最后修改时间早于或等于浏览器端的if-modified-since时间，就返回304。
使用Nginx作为反向代理时，请求会先进入Nginx，然后Nginx将请求转发给后端应用，如下图所示。
首先配置upstream。
upstream backend_tomcat {
server 192.168.61.1:9080max_fails=10 fail_timeout=10s weight=5;
}
接着配置location
location = /cache {
proxy_pass http://backend_tomcat/cache$is_args$args;
}
接下来，我们可以通过如http://192.168.61.129/cache?millis=1471349916709访问Nginx，Nginx会将请求转发给后端Java应用。也就是说Nginx只是做了相关的转发（负载均衡），并没有对请求和响应做什么处理。
假设对后端返回的过期时间需要调整，可以添加Expires指令到location。
location = /cache {
proxy_pass http://backend_tomcat/cache$is_args$args;
expires 5s;
}
然后再请求相关的URL，将得到如下响应。
过期时间相关的响应头被Expires指令更改了，但是last-modified是没有变的。
即使我们更改了缓存过期头，但Nginx自己没有对这些内容做代理层缓存，每次请求还是要到后端验证的，假设在过期时间内，这些验证在Nginx这一层验证就可以了，不需要到后端验证，这样可以减少后端很大的压力。即整体流程如下。
1．浏览器发起请求，首先到Nginx，Nginx根据URL在Nginx本地查找是否有代理层本地缓存。
2．Nginx没有找到本地缓存，则访问后端获取最新的文档，并放入到Nginx本地缓存中，返回200状态码和最新的文档给浏览器。
3．Nginx找到本地缓存，首先验证文档是否过期（Cache-Control:max-age=5），如果过期，则访问后端获取最新的文档，并放入Nginx本地缓存中，返回200状态码和最新的文档给浏览器；如果文档没有过期，即if-modified-since与缓存文档的last-modified匹配，则返回304状态码给浏览器。
内容不需要访问后端，即不需要后端动态计算/渲染等，直接Nginx代理层就把内容返回了，速度更快，内容越接近于用户速度越快。像ApacheTraffic Server、Squid、Varnish、Nginx等技术都可以用来进行内容缓存。还有CDN技术就是用来加速用户访问的。
即用户首先访问到全国各地的CDN节点（使用如ATS、Squid实现），如果CDN没命中，则会回源到中央Nginx集群，该集群做二级缓存，如果没有命中缓存（该集群的缓存不是必须的，要根据实际命中情况等决定），则最后回源到后端应用集群。
像我们商品详情页的一些服务就大量使用了Nginx缓存减少回源到后端的请求量，从而提升访问速度。可以参考“第11章 多级缓存”、“第16章
构建需求响应式亿级商品详情页
”和“第17章
京东商品详情页服务闭环实践
”。
Nginx代理层缓存
HTTP模块配置
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 5124k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
proxy_cache_path /export/cache/proxy_cachelevels=1:2 keys_zone=cache:512m inactive=5m max_size=8g use_temp_path=off;
#proxy timeout
proxy_connect_timeout 3s;
proxy_read_timeout 5s;
proxy_send_timeout 5s;
proxy_cache_path指令配置：
levels=1:2：表示创建两级目录结构，缓存目录的第一级目录是1个字符，第二级目录是2个字符，比如/export/cache/proxy_cache/7/3c/，如果将所有文件放在一级目录下的话，文件量很大，会导致文件访问慢。
keys_zone=cache:512m ：设置存储所有缓存key和相关信息的共享内存区，1M大约能存储8000个key。
inactive=5m ：inactive指定被缓存的内容多久不被访问将从缓存中移除，以保证内容的新鲜，默认为10分钟。
max_size=8g ：最大缓存阀值，“cache manager”进程会监控最大缓存大小，当缓存达到该阀值时，该进程将从缓存中移除最近最少访问的内容。
use_temp_path：如果为on，则内容首先被写入临时文件（proxy_temp_path ），然后重命名到proxy_cache_path指定的目录；如果设置为off，则内容直接被写入到proxy_cache_path指定的目录，如果需要cache建议off，则该特性是1.7.10提供的。
1．location配置
location = /cache {
proxy_cache cache;
proxy_cache_key$scheme$proxy_host$request_uri;
proxy_cache_valid 200 5s;
proxy_passhttp://backend_tomcat/cache$is_args$args;
add_header cache-status$upstream_cache_status;
}
2．缓存相关配置
proxy_cache：指定使用哪个共享内存区存储缓存信息。
proxy_cache_key ：设置缓存使用的key，默认为完整的访问URL，根据实际情况设置缓存key。
proxy_cache_valid ：为不同的响应状态码设置缓存时间。如果是proxy_cache_valid5s，则200、301、302响应都将被缓存。
3．proxy_cache_valid不是唯一设置缓存时间的，还可以通过如下方式（优先级从上到下）。
1．以秒为单位的“X-Accel-Expires”响应头来设置响应缓存时间。
2．如果没有“X-Accel-Expires”，则可以根据“Cache-Control”、“Expires”来设置响应缓存时间。
3．否则，使用proxy_cache_valid设置缓存时间。
如果响应头包含Cache-Control：private/no-cache/no-store、Set-Cookie或者只有一个Vary响应头且其值为*，则响应内容将不会被缓存。可以使用proxy_ignore_headers来忽略这些响应头。
add_header cache-status $upstream_cache_status在响应头中添加缓存命中的状态。
HIT：缓存命中，直接返回缓存中内容，不回源到后端。
MISS：缓存未命中，回源到后端获取最新的内容。
EXPIRED：缓存命中但过期了，回源到后端获取最新的内容。
UPDATING：缓存已过期但正在被别的Nginx Worker进程更新，配置了proxy_cache_use_stale updating指令时会存在该状态。
STALE：缓存已过期，但因后端服务出现了问题（比如后端服务挂了）返回过期的响应，配置了如proxy_cache_use_stale error timeout指令后会出现该状态。
REVALIDATED：启用proxy_cache_revalidate指令后，当缓存内容过期时，Nginx通过一次if-modified-since的请求头去验证缓存内容是否过期，此时会返回该状态。
BYPASS：proxy_cache_bypass指令有效时，强制回源到后端获取内容，即使已经缓存了。
