Nginx服务器中强制使用缓存的配置及缓存优先级的讲解

nginx代理做好了，缓存也配置好了，但是发现css、js、jpg这些静态文件统统都cached成功。但是偏偏页面文件依旧到源服务器取。
1. nginx不缓存原因
默认情况下，nginx是否缓存是由nginx缓存服务器与源服务器共同决定的, 缓存服务器需要严格遵守源服务器响应的header来决定是否缓存以及缓存的时常。header主要有如下：

Cache-control：no-cache、no-store

如果出现这两值，nginx缓存服务器是绝对不会缓存的

Expires：1980-01-01

如果出现日期比当前时间早，也不会缓存。

2. 解决不缓存方案
2.1 方法一：
修改程序或者源服务器web程序响应的header
 
2.2 方法二：
nginx代理直接加上如下一句：

proxy_ignore_headers X-Accel-Expires Expires Cache-Control Set-Cookie; 

3.缓存优先级
3.1架构图
client端  <------------------>   nginx cache <------------------>源服务器
经过大量测试发现：nginx的过期顺序是有一个优先级的。下面首先说明各个影响缓存过期的因素：
（1）inactive:在proxy_cache_path配置项中进行配置，说明某个缓存在inactive指定的时间内如果不访问，将会从缓存中删除。
（2）源服务器php页面中生成的响应头中的Expires，生成语句为：
header("Expires: Fri, 07 Sep 2013 08:05:18 GMT");
（3）源服务器php页面生成的max-age，生成语句为：
header("Cache-Control: max-age=60");
（4）nginx的配置项 proxy_cache_valid:配置nginx cache中的缓存文件的缓存时间，如果配置项为：proxy_cache_valid 200 304 2m;说明对于状态为200和304的缓存文件的缓存时间是2分钟，两分钟之后再访问该缓存文件时，文件会过期，从而去源服务器重新取数据。
3.2其次对需要注意的一点：源服务器的expires和nginx cache的expires配置项的冲突进行说明，场景如下
（1）源服务器端有php文件ta1.php内容如下：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2013 08:05:18 GMT");
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=60");
echo "ta1";
?>

（2）在nginx cache服务器端的配置信息如下：

…….
proxy_cache_path /data0/proxy_cache_dir levels=1:2  keys_zone=cache_one:200m inactive=5s max_size=30g;
……..
 
location ~ .*\.(php|jsp|cgi)$
{
  proxy_read_timeout 10s;
  proxy_connect_timeout 10s;
  proxy_set_header Host $host;
  proxy_cache_use_stale updating;
  proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
  proxy_cache cache_one;
  #proxy_ignore_headers "Cache-Control";
  #proxy_hide_header "Cache-Control";
  #proxy_ignore_headers "Expires";
  #proxy_hide_header "Expires";
  proxy_hide_header "Set-Cookie";
  proxy_ignore_headers "Set-Cookie";
  #add_header Cache-Control max-age=60;
  add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $server_addr';
  proxy_cache_valid 200 304 2m;
  #proxy_cache_valid any 0m;
  proxy_pass http://backend_server;
  expires 30s;
}
………….

从上面两项可以看出nginx cache 服务器中expires的配置是30s，该expires的值直接决定了在浏览器端看到的max-age以及expires的值。而源服务器断的代码中设置的响应头中的max-age为60，expires为Fri, 07 Sep 2013 08:05:18 GMT。这是源服务器的设置于nginx-cache的设置冲突了，那么着两个属性应该怎么设置呢？
这时client端的max-age与expires的值按照nginx cache中的expires配置项的设置，即:

Expires Fri, 07 Sep 2012 08:59:16 GMT
Cache-Controlmax-age=30

而nginx cache端的缓存的max-age与expire的值按照源服务器上的代码的设置。即：

Expires Fri, 07 Sep 2013 08:05:18 GMT
Cache-Controlmax-age=60

现在步入正题：
3.3经过大量测试发现：对缓存的过期与清除起作用的因素的优先级从高到低一次为：
inactive配置项、源服务器设置的Expires、源服务器设置的Max-Age、proxy_cache_valid配置项
下面通过几个实例对这几个优先级进行说明
实例1：
服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2012 08:03:18 GMT");//其实是3分钟之后
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=180");//2分钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 4m//4分钟
proxy_cache_valid 1m//1分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：

• 1分钟之后 ：HIT//这说明valid没有起作用
• 2分钟之后 ：HIT//这说明 源服务器设置的max-age没有起作用
• 3分钟之后：MISS//这说明源服务器设置的Expires起作用了
• 4分钟之后：MISS//这说明inactive起作用了

实例2：

服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2012 08:03:18 GMT");//3分钟之后
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=180");//2分钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 10s//10秒钟
proxy_cache_valid 1m//1分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：

• 5秒后访问：HIT
• 10秒后访问: MISS
• 15秒后访问：HIT
• 20秒后访问:MISS

通过实例1和实例2综合分析：如果inactive已经进行了设置，则缓存的过期时间以inactive设置的值为准

实例3：
服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 1977 08:03:18 GMT");//直接过期
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=120");//2分钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 4m//4分钟
proxy_cache_valid 1m//1分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：
每隔一秒访问一次：MISS//这说明源服务器端设置的Expires屏蔽了nginx的valide和源服务器端设置的max-age的作用
实例4：
服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2012 08:03:18 GMT");//3分钟之后
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=120");//2分钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 4m//4分钟

proxy_cache_valid 1m//1分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：

• 1分钟之后 ：   HIT//这说明valid没有起作用，因为源服务器设置的Expires将valid的效果屏蔽了
• 2分钟之后 ：   HIT//这说明 源服务器设置的max-age没有起作用，因为源服务器设置的Expires将max-age屏蔽了
• 3分钟之后：    MISS//这说明服务器端设置的expires起作用了

通过实例2和实例3的现象说明：如果inactive设置的比较大，在inactive到期之前，如果valid、服务器端设置的expires、服务器端设置的max-age都进行了设置，则以服务器端设置的expires为准。

实例5：
服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2012 08:03:18 GMT");//3分钟之后
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=120");//2分钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 4m//4分钟
#下面两行用于消除服务器端配置的Expires响应头的影响
proxy_ignore_headers "Expires";
proxy_hide_header "Expires";
proxy_cache_valid 1m//1分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：

• 1分钟之后   HIT //这说明valid的作用已经被服务器端的max-age屏蔽
• 2分钟之后   MISS//服务器端设置的max-age起作用

实例6：

服务器端php代码：

<?php
header("Expires: Fri, 07 Sep 2012 08:03:18 GMT");//3分钟之后
header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
header("Cache-Control: max-age=50");//50秒钟
//header("Cache-Control: post-check=0, pre-check=0", false);
echo "ta1";
?>

nginx cache 配置项

inactive 4m//4分钟
#下面两行用于消除服务器端配置的Expires响应头的影响
proxy_ignore_headers "Expires";
proxy_hide_header "Expires";
proxy_cache_valid 2m//2分钟

现象：第一次访问页面ta1.php之后，各个时间的访问结果：

• 50秒钟之后 ：   MISS//这说明服务器端配置的max-age起作用
• 1分钟之后 ：   HIT//
• 100秒钟之后：   MISS//这说明服务器端设置的max-age起作用了

通过实例5和实例6的现象说明：如果inactive设置的比较大，而且在nginx配置文件中取消服务器端Expires对缓存的影响。在同时设置了proxy_cache_valid和服务器端设置了max-age响应头字段的情况下，以服务器端设置的max-age的值为标准进行缓存过期处理。

3.4综上所述：
（1）在同时设置了源服务器端Expires、源服务器端max-age和nginx cahe端的proxy_cache_valid的情况下，以源服务器端设置的Expires的值为标准进行缓存的过期处理
（2）若在nginx中配置了相关配置项，取消原服务器端Expires对缓存的影响，在同时设置了源服务器端Expires、源服务器端max-age和nginx cahe端的proxy_cache_valid的情况下，以源服务器端max-age的值为标准进行缓存的过期处理
（3）若同时取消源服务器端Expires和源服务器端max-age对缓存的影响，则以proxy_cache_valid设置的值为标准进行缓存的过期处理
（4）   Inactive的值不受上述三个因素的影响，即第一次请求页面之后，每经过inactvie指定的时间，都要强制进行相应的缓存清理。因此inactive的优先级最高。
（5）所以对缓存过期影响的优先级进行排序为：inactvie、源服务器端Expires、源服务器端max-age、proxy_cache_valid

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