我们都知道,应用程序和网站一样,其性能关乎生存。但如何使你的应用程序或者网站性能更好,并没有一个明确的答案。代码质量和架构是其中的一个原因,但是在很多例子中我们看到,你可以通过关注一些十分基础的应用内容分发技术,来提高终端用户的体验。其中一个例子就是实现和调整应用栈(application stack)的缓存。这篇文章,通过几个例子来讲述如何使用NGINX缓存,此外,结尾处还列举了一些常见问题及解答。
基础一个web缓存坐落于客户端和“原始服务器(origin server)”中间,它保留了所有可见内容的拷贝。如果一个客户端请求的内容在缓存中存储,则可以直接在缓存中获得该内容而不需要与服务器通信。这样一来,由于web缓存距离客户端“更近”,就可以提高响应性能,并更有效率的使用应用服务器,因为服务器不用每次请求都进行页面生成工作。
在浏览器和应用服务器之间,存在多种“潜在”缓存,如:客户端浏览器缓存、中间缓存、内容分发网络(CDN)和服务器上的负载平衡和反向代理。缓存,仅在反向代理和负载均衡的层面,就对性能提高有很大的帮助。
举个例子说明,去年,我接手了一项任务,这项任务的内容是对一个加载缓慢的网站进行性能优化。首先引起我注意的事情是,这个网站差不多花费了超过1秒钟才生成了主页。经过一系列调试,我发现加载缓慢的原因在于页面被标记为不可缓存,即为了响应每一个请求,页面都是动态生成的。由于页面本身并不需要经常性的变更,并且不涉及个性化,那么这样做其实并没有必要。为了验证一下我的结论,我将页面标记为每5秒缓存一次,仅仅做了这一个调整,就能明显的感受到性能的提升。第一个字节到达的时间降低到几毫秒,同时页面的加载明显要更快。
并不是只有大规模的内容分发网络(CDN)可以在使用缓存中受益——缓存还可以提高负载平衡器、反向代理和应用服务器前端web服务的性能。通过上面的例子,我们看到,缓存内容结果,可以更高效的使用应用服务器,因为不需要每次都去做重复的页面生成工作。此外,Web缓存还可以用来提高网站可靠性。当服务器宕机或者繁忙时,比起返回错误信息给用户,不如通过配置NGINX将已经缓存下来的内容发送给用户。这意味着,网站在应用服务器或者数据库故障的情况下,可以保持部分甚至全部的功能运转。
下一部分讨论如何安装和配置NGINX的基础缓存(Basic Caching)。
如何安装和配置基础缓存我们只需要两个命令就可以启用基础缓存: 和。proxy_cache_path用来设置缓存的路径和配置,proxy_cache用来启用缓存。
proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m
use_temp_path=off;
server {
...
location /{
proxy_cache my_cache;
proxy_pass http://my_upstream;
}
}
proxy_cache_path命令中的参数及对应配置说明如下:
1.用于缓存的本地磁盘目录是/path/to/cache/
2.levels在/path/to/cache/设置了一个两级层次结构的目录。将大量的文件放置在单个目录中会导致文件访问缓慢,所以针对大多数部署,我们推荐使用两级目录层次结构。如果levels参数没有配置,则NGINX会将所有的文件放到同一个目录中。
3.keys_zone设置一个共享内存区,该内存区用于存储缓存键和元数据,有些类似计时器的用途。将键的拷贝放入内存可以使NGINX在不检索磁盘的情况下快速决定一个请求是`HIT`还是`MISS`,这样大大提高了检索速度。一个1MB的内存空间可以存储大约8000个key,那么上面配置的10MB内存空间可以存储差不多80000个key。
4.max_size设置了缓存的上限(在上面的例子中是10G)。这是一个可选项;如果不指定具体值,那就是允许缓存不断增长,占用所有可用的磁盘空间。当缓存达到这个上线,处理器便调用cache manager来移除最近最少被使用的文件,这样把缓存的空间降低至这个限制之下。