nginx 缓存策略优化通过合理配置提升网站性能和节省资源。1. 配置静态资源缓存需使用 proxy_cache_path 定义缓存区域，并在 location 或 server 块中启用 proxy_cache，设置缓存键、状态码及过期时间；2. 根据文件类型设置缓存时间可利用 expires 和 cache-control 头；3. 缓存键应根据业务需求定制，如加入参数或 cookie 以支持多版本内容；4. 缓存更新可通过版本号控制、手动清除或短时间缓存+验证机制实现；5. 监控命中率可使用 stub_status 模块或 prometheus + grafana 进行可视化；6. 缓存预热通过脚本或模块主动加载热门资源；7. 动态与静态内容混合缓存可使用 esi 或 micro-caching 技术；8. 避免缓存雪崩和穿透的方法包括设置随机过期时间、互斥锁、缓存空对象和布隆过滤器；9. 安全性方面需避免缓存敏感信息、防止缓存污染。
Nginx 缓存策略优化，简单来说，就是让你的网站更快，更省服务器资源。通过合理配置 Nginx，可以缓存静态资源，减少回源请求，提升用户体验。
Nginx 缓存策略优化
如何配置 Nginx 缓存静态资源？
配置 Nginx 缓存静态资源，核心在于 proxy_cache_path 和 proxy_cache 指令。首先，你需要定义一个缓存区域，指定缓存目录、大小、过期时间等。例如：
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
这个配置的意思是：
-
/data/nginx/cache：缓存目录。 -
levels=1:2：缓存目录层级，可以提高查找效率。 -
keys_zone=my_cache:10m：缓存区域名称和大小，用于存储缓存键和元数据。 -
max_size=10g：最大缓存空间。 -
inactive=60m：资源在缓存中保留的最长时间，即使它们没有被访问。 -
use_temp_path=off：直接将文件写入缓存目录，而不是先写入临时目录再移动。
然后在你的 server 或 location 块中启用缓存：
server {
location /static/ {
proxy_pass http://backend;
proxy_cache my_cache;
proxy_cache_valid 200 304 12h;
proxy_cache_valid any 1m;
proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
}
}这里解释下：
-
proxy_pass http://backend：将请求转发到后端服务器。 -
proxy_cache my_cache：启用名为my_cache的缓存区域。 -
proxy_cache_valid 200 304 12h：缓存 HTTP 状态码为 200 和 304 的响应 12 小时。 -
proxy_cache_valid any 1m：缓存所有其他状态码的响应 1 分钟。 -
proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri"：定义缓存键，确保每个 URL 都有唯一的缓存。 -
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status：添加响应头，显示缓存状态（HIT, MISS, BYPASS, EXPIRED, STALE）。
如何根据文件类型设置不同的缓存时间？
可以利用 location 块和 expires 指令，针对不同的文件类型设置不同的缓存时间。例如：
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|svg|js|css|woff2?)$ {
expires 30d;
add_header Cache-Control "public";
}这段配置表示，所有以 .jpg, .jpeg, .png, .gif, .svg, .js, .css, .woff2 或 .woff 结尾的文件，缓存 30 天，并设置 Cache-Control: public 头，允许浏览器和中间代理缓存。
缓存键的设置有什么讲究？
缓存键的设置至关重要，它决定了哪些请求会被视为相同并使用缓存。 默认情况下，Nginx 使用 $scheme$proxy_host$request_uri 作为缓存键。 但有时你需要更精细的控制。
比如，你的网站支持多语言，不同的语言版本使用不同的 URL 参数。 这时，你需要将语言参数也加入到缓存键中：
proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$uri?$arg_lang";
这样，只有相同语言版本的请求才会命中缓存。 另外，如果你的网站使用了 cookie 来区分用户，并且需要针对不同用户缓存不同的内容，那么你需要将 cookie 也加入到缓存键中（但要非常小心，避免缓存敏感信息）。
如何处理缓存更新问题？
缓存更新是个头疼的问题，因为一旦缓存了，即使源站内容更新了，用户看到的仍然是旧版本。 常见的解决方案有：
版本号控制：在静态资源 URL 中加入版本号，例如
style.css?v=1.0。 当文件内容更新时，修改版本号，强制浏览器重新下载。缓存清除：手动或自动清除缓存。 Nginx 本身没有提供缓存清除的接口，但你可以通过第三方模块，例如
ngx_cache_purge来实现。 或者，你可以通过发送PURGE请求来清除缓存（需要配置）。短时间缓存 + 验证：设置较短的缓存时间，同时使用
Cache-Control: must-revalidate指令，告诉浏览器每次使用缓存前都必须向服务器验证。
如何监控 Nginx 缓存的命中率？
监控缓存命中率是优化缓存策略的重要手段。 可以通过 ngx_http_stub_status_module 模块来获取 Nginx 的运行状态，包括连接数、请求数、以及缓存命中率。
首先，确保你的 Nginx 编译时包含了该模块。 然后在你的配置文件中添加一个 location 块：
location /nginx_status {
stub_status;
allow 127.0.0.1;
deny all;
}然后，你就可以通过访问 http://your_server_ip/nginx_status 来查看 Nginx 的状态信息。 其中，Requests 字段表示总请求数，Cache 字段表示缓存命中情况。
更高级的监控可以使用 Prometheus + Grafana，通过 Nginx 的 ngx_http_prometheus_module 模块暴露监控指标，然后用 Prometheus 收集，最后用 Grafana 可视化。 这样可以更直观地了解缓存的性能。
缓存预热是什么？如何实现？
缓存预热是指在服务上线或缓存失效后，主动将热门资源加载到缓存中，避免大量请求直接打到后端服务器。 实现缓存预热的方法有很多：
使用工具：编写脚本，模拟用户请求，访问热门资源，将其缓存到 Nginx 中。 可以使用
curl、wget等工具。分析日志：分析 Nginx 的访问日志，找出热门资源，然后编写脚本预热这些资源。
使用 Nginx 模块：有一些 Nginx 模块可以自动预热缓存，例如
ngx_cache_warmup_module。
预热时需要注意，避免瞬间大量请求导致服务器过载。 可以控制预热速度，分批次进行。
如何处理动态内容和静态内容的混合缓存？
动态内容通常不适合缓存，但有时可以对动态内容的部分片段进行缓存。 例如，一个电商网站的商品详情页，商品信息是动态的，但页面结构、样式等静态资源可以缓存。
可以使用 Edge Side Includes (ESI) 技术，将页面分成多个片段，静态片段由 Nginx 缓存，动态片段由后端服务器动态生成。 Nginx 支持 ESI，需要启用 esi on; 指令。
另外，还可以使用 micro-caching 技术，对动态内容设置非常短的缓存时间，例如 1 秒。 这样可以减少后端服务器的压力，同时保证用户看到的内容不会过时太久。
如何避免缓存雪崩和缓存穿透？
缓存雪崩是指缓存同时失效，导致大量请求直接打到数据库，造成数据库压力过大甚至崩溃。 缓存穿透是指请求的 key 根本不存在于缓存中，导致每次请求都要查询数据库。
避免缓存雪崩的方法：
设置不同的过期时间：避免所有缓存同时失效。 可以给不同的缓存设置随机的过期时间。
使用互斥锁：当缓存失效时，只允许一个请求去重建缓存，其他请求等待。
备份缓存：使用多级缓存，例如本地缓存 + 分布式缓存。
避免缓存穿透的方法：
缓存空对象：如果数据库中不存在对应的 key，则缓存一个空对象，避免每次都查询数据库。 但要注意，空对象也要设置过期时间，避免占用过多内存。
使用布隆过滤器：在缓存之前，使用布隆过滤器过滤掉不存在的 key，避免请求打到缓存。
Nginx 缓存策略的安全性考虑
虽然缓存可以提高性能，但也需要注意安全性。 避免缓存敏感信息，例如用户密码、信用卡信息等。 如果必须缓存包含敏感信息的内容，则需要对缓存进行加密。
另外，要防止缓存污染。 恶意用户可能会通过构造特殊的请求，将恶意内容缓存到 Nginx 中，导致其他用户受到攻击。 可以对请求进行严格的验证，避免恶意请求进入缓存。
总之，Nginx 缓存策略优化是一个复杂而重要的课题。 需要根据你的实际业务场景，选择合适的策略，并不断监控和调整，才能达到最佳效果。
