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如何使用Nginx進行HTTP請求的緩存控制

HTTP請求的緩存控制是一種優化網站性能的重要手段，它可以減少服務器處理請求的次數，提高網站的響應速度。Nginx作為一款高性能的Web服務器和反向代理服務器，提供了靈活的緩存控制功能，本文將介紹如何使用Nginx進行HTTP請求的緩存控制。

一、使用代理緩存

Nginx提供了代理緩存的功能，能夠緩存來自上游服務器的響應結果，減少對上游服務器的請求次數。要使用代理緩存，可以在Nginx的配置文件中添加以下配置：

http {
  proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;

  server {
    ...
    location / {
      proxy_cache my_cache;
      proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
      proxy_cache_valid 200 302 10m;
      proxy_cache_valid 404 1m;
      proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;
      proxy_ignore_headers Cache-Control;
      proxy_ignore_headers Set-Cookie;
      proxy_hide_header Set-Cookie;
      proxy_pass http://upstream_server;
    }
    ...
  }
}

登錄后復制

上述配置中，proxy_cache_path用于設置緩存的路徑和相關參數。levels=1:2表示在緩存路徑中創建1級目錄和2級目錄，以提高效率。keys_zone用于設置緩存區的名稱和內存大小，可以根據實際需要進行調整。max_size表示緩存區的最大容量，inactive表示緩存的過期時間，即60分鐘內沒有被訪問的緩存將被刪除。use_temp_path=off表示禁用臨時路徑，可以提高性能。

在具體的服務器配置中，通過location指令指定需要進行緩存的URL。proxy_cache指令表示啟用緩存，proxy_cache_key指令指定緩存的鍵值，可以使用多個變量拼接成緩存鍵值。proxy_cache_valid指定了不同HTTP狀態碼的緩存有效期，如200和302狀態碼的響應結果在10分鐘內有效，404狀態碼的響應結果在1分鐘內有效。proxy_cache_use_stale用于指定當上游服務器出現錯誤、超時或更新時，是否使用過期的緩存。proxy_ignore_headers和proxy_hide_header指令可用于忽略或隱藏響應頭中的某些屬性。

在配置完成后，重啟Nginx服務使配置生效。此時，Nginx將會對匹配的URL進行緩存，相同的URL再次被請求時，將會直接從緩存中獲取響應結果，而不需要再次請求上游服務器。

二、使用瀏覽器緩存

除了代理緩存，還可以使用瀏覽器緩存來減少網絡請求。Nginx可以通過設置響應頭中的Cache-Control和Expires來控制瀏覽器緩存的行為。

示例如下：

http {
  ...
  server {
    ...
    location /static/ {
      expires max;
      add_header Cache-Control public;
    }
    ...
  }
}

登錄后復制

上述配置中，expires指令設置了max，表示將響應結果的過期時間設置為最大值，即永不過期。add_header指令為響應結果添加了Cache-Control頭，并設置為public，表示允許公共緩存。

在具體的URL匹配規則中，可以根據不同的需求設置不同的緩存策略。比如，靜態資源通常不會經常發生改變，可以設置expires為較長的時間，讓瀏覽器緩存資源；而動態生成的頁面可以設置為不緩存或緩存時間較短。

三、使用條件緩存

條件緩存是一種在客戶端和服務器之間進行通信的機制，可以根據請求的條件決定是否使用緩存。Nginx通過設置響應頭中的Last-Modified和ETag，以及請求頭中的If-Modified-Since和If-None-Match來實現條件緩存。

示例如下：

http {
  ...
  server {
    ...
    location / {
      if_modified_since before;
      add_header ETag "123456";
      if_none_match $http_if_none_match;
      if_modified_since off;
      ...
    }
    ...
  }
}

登錄后復制

上述配置中，if_modified_since指令用于判斷請求頭中的If-Modified-Since是否早于服務器設置的Last-Modified；add_header指令添加了ETag頭，用于標識資源的唯一性；if_none_match指令用于判斷請求頭中的If-None-Match是否與服務器設置的ETag相匹配；if_modified_since和if_none_match指令分別對應了If-Modified-Since和If-None-Match請求頭的值。

通過配置條件緩存，可以在客戶端發送請求時，根據服務器返回的Last-Modified和ETag判斷是否使用緩存。如果資源沒有發生變化，服務器可以返回304 Not Modified，客戶端從緩存中獲取資源；如果資源已經發生變化，服務器返回新的資源。

四、緩存策略

為了更好地控制緩存的行為，可以根據不同的URL設置不同的緩存策略。通常，靜態資源的URL具有穩定的特點，可以設置較長時間的緩存失效期；而動態頁面的URL可能會頻繁變動，可以設置較短的緩存失效期。

示例如下：

http {
  ...
  server {
    ...
    location /static/ {
      expires 7d;
      add_header Cache-Control public;
    }

    location /dynamic/ {
      expires 1h;
      add_header Cache-Control no-cache;
    }
    ...
  }
}

登錄后復制

上述配置中，以/static/開頭的URL匹配靜態資源，設置了過期時間為7天，允許公共緩存；以/dynamic/開頭的URL匹配動態資源，設置了過期時間為1小時，并禁止緩存。

通過合理的緩存策略，可以在提高網站性能的同時，確保用戶獲取到最新的資源。

總結

使用Nginx進行HTTP請求的緩存控制是一種優化網站性能的有效手段。通過代理緩存、瀏覽器緩存和條件緩存，可以減少對服務器的請求次數，提高網站的響應速度。在具體的緩存策略中，需要根據不同的URL設置不同的緩存失效期，以提供更好的用戶體驗。

參考資料：https://nginx.org/

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