反向代理与缓存策略

NGINX 代理缓存将后端响应缓存到本地磁盘，相同请求直接返回缓存而不转发到后端，显著降低延迟和后端压力。

基础缓存配置

定义缓存区域

http {
    # 定义缓存存储
    proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
    
    server {
        location / {
            proxy_cache my_cache;
            proxy_pass http://backend;
            
            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;
        }
    }
}

缓存路径参数

proxy_cache_path 详解

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

• levels=1:2 — 缓存目录层级（1级1位:2级2位），避免单目录文件过多
• keys_zone — 共享内存区域名称和大小，存储缓存键和元数据
• max_size — 磁盘缓存上限，超出后淘汰最少使用
• inactive — 指定时间内未访问的缓存自动清除
• use_temp_path=off — 直接写入缓存目录，减少 I/O

10MB 的 keys_zone 可存储约 80000 个缓存键。inactive 不同于 max_age，即使缓存有效也会被清除。

缓存控制

按状态码设置缓存时间

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 301 1h;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid any 5m;

缓存键自定义

proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";

默认缓存键包含 $scheme + $proxy_host + $request_uri。自定义可区分不同协议或方法的缓存。

条件缓存

按请求参数控制

# 不缓存带 Cookie 的请求
proxy_cache_bypass $http_cookie $http_authorization;
proxy_no_cache $http_cookie $http_authorization;

# 仅缓存 GET 请求
map $request_method $no_cache {
    GET 0;
    default 1;
}

proxy_no_cache $no_cache;

后端控制缓存

# 尊重后端 Cache-Control 头
proxy_cache_revalidate on;
proxy_cache_min_uses 3;

proxy_cache_revalidate 使用 If-Modified-Since 验证过期缓存，减少不必要的数据传输。proxy_cache_min_uses 设定最少使用次数才缓存。

stale 缓存

后端故障时使用旧缓存

proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;
proxy_cache_lock on;
proxy_cache_lock_timeout 5s;

• proxy_cache_use_stale — 后端异常时返回过期缓存
• proxy_cache_lock — 多个相同请求仅一个回源，其余等待缓存
• proxy_cache_lock_timeout — 锁超时时间

stale 缓存在后端故障时提供降级服务，虽可能不是最新数据但比 502 好。

缓存状态头

查看缓存命中情况

add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;

$upstream_cache_status 值：

• MISS — 未命中，回源获取
• HIT — 命中，返回缓存
• EXPIRED — 过期，回源验证
• STALE — 返回过期缓存
• UPDATING — 正在更新旧缓存
• REVALIDDATED — 验证通过

要点总结

• proxy_cache_path 定义磁盘缓存和共享内存区域
• proxy_cache_valid 按状态码设置不同缓存时间
• proxy_cache_key 自定义缓存维度
• proxy_cache_bypass 和 proxy_no_cache 控制不缓存的条件
• proxy_cache_use_stale 在后端故障时提供降级服务
• proxy_cache_lock 防止缓存击穿
• 通过 $upstream_cache_status 头监控缓存命中情况