Nginx是大型架构核心，下面我详解Nginx缓存原理@mikechen
Nginx缓存
在高并发架构中，Nginx不仅是流量调度的“网关之王”，更是系统性能优化的“隐藏王牌”。
得益于其强大的缓存机制，Nginx可以显著降低后端服务器压力，让接口响应速度提升至原来的10倍以上。
Nginx缓存是指：Nginx在本地磁盘或内存中保存后端响应内容。
下一次相同请求直接返回缓存结果，而无需再次访问后端。
简单来说，它让Nginx“有记忆”。
当一个请求被缓存后，再有相同请求时，Nginx直接在本地返回数据，就像CDN一样快。
Nginx缓存原理
Nginx缓存的工作原理，可以概括为“请求拦截 → 缓存检索 → 内容响应 → 状态回写”四步。
1️⃣ 请求拦截阶段
当客户端发起请求时，Nginx首先判断该请求是否启用缓存（即是否命中 proxy_cache、fastcgi_cache 等规则）。
若命中，则进入缓存检索逻辑；否则正常转发至后端。
2️⃣ 缓存检索阶段
Nginx会根据配置生成缓存Key（通常是请求的URL、Host、参数等组合）：
proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;然后在本地缓存目录中查找对应缓存文件：
/var/cache/nginx/1/2/abcd1234…
若缓存存在且未过期 → 直接命中（HIT）
若缓存不存在或已过期 → 进入后端请求阶段（MISS）
3️⃣ 内容响应阶段
命中缓存：Nginx直接从本地磁盘/内存中读取缓存文件返回客户端，速度极快（通常毫秒级）。
未命中缓存：Nginx将请求转发给后端服务器（如Tomcat、PHP-FPM）。
后端生成响应后，Nginx会同时：把响应内容返回给客户端；
把结果写入缓存目录，供下次使用。
Nginx缓存配置
要让Nginx缓存真正“发挥极致性能”，必须掌握以下四大核心配置。
1.定义缓存存储区
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=cache_zone:100m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
参数详解：
| 参数 | 作用 |
|---|---|
levels=1:2 |
定义多级目录结构，避免单目录文件过多 |
keys_zone=cache_zone:100m |
定义缓存元数据存放区（内存100MB） |
max_size=10g |
限制磁盘最大缓存容量 |
inactive=60m |
文件1小时未访问则清理 |
use_temp_path=off |
直接写缓存目录，提升I/O性能 |
2.启用代理缓存
location /api/ {
proxy_pass <http://backend>;
proxy_cache cache_zone;
proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
}
关键点说明：
proxy_cache_valid：定义缓存时长；
proxy_cache_key：确保相同请求生成相同缓存；
X-Cache-Status：方便查看缓存命中情况。
实际效果：
热点接口响应时间从 250ms → 25ms，后端QPS降低90%，吞吐量提升10倍。
3.启用微缓存
location /hot {
proxy_pass <http://backend>;
proxy_cache cache_zone;
proxy_cache_valid 200 2s;
proxy_cache_lock on;
}
每个接口响应缓存2秒；
防止突发流量“打穿后端”；
proxy_cache_lock on 避免缓存失效瞬间的并发雪崩。
适用场景：秒杀抢购、榜单接口、新闻热点。
4.启用FastCGI缓存（动态内容加速）
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/fastcgi levels=1:2 keys_zone=php_cache:100m inactive=30m;
location ~ \\.php$ {
fastcgi_pass unix:/run/php/php8.2-fpm.sock;
fastcgi_cache php_cache;
fastcgi_cache_valid 200 10m;
add_header X-FastCGI-Cache $upstream_cache_status;
}
性能实测：首页访问速度从 400ms → 30ms，吞吐量提升 13倍。
陈睿mikechen
10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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