Nginx缓存Cache的配置方案以及相关内存占用问题解决

nginx缓存cache的5种方案
　1、传统缓存之一（404）
　　这个办法是把nginx的404错误定向到后端，然后用proxy_store把后端返回的页面保存。
　　配置：

　　location / {
　　root /home/html/;#主目录
　　expires 1d;#网页的过期时间
　　error_page 404 =200 /fetch$request_uri;#404定向到/fetch目录下
　　}
　　location /fetch/ {#404定向到这里
　　internal;#指明这个目录不能在外部直接访问到
　　expires 1d;#网页的过期时间
 alias /html/;
 proxy_store会将文件保存到这目录下
　　proxy_pass//www.jb51.net/;#后端upstream地址，/fetch同时是一个代理
　　proxy_set_header accept-encoding '';#让后端不要返回压缩（gzip或deflate）的内容，保存压缩后的内容会引发乱子。
　　proxy_store on;#指定nginx将代理返回的文件保存
　　proxy_temp_path /home/tmp;#临时目录，这个目录要和/home/html在同一个硬盘分区内

　　}

　　使用的时候还有要注意是nginx要有权限往/home/tmp和/home/html下有写入文件的权限，在linux下nginx一般会配置成nobody用户运行，这样这两个目录就要chown nobody，设成nobody用户专用，当然也可以chmod 777，不过所有有经验的系统管理员都会建议不要随便使用777。
　　2、传统缓存之二（!-e）
　　原理和404跳转基本一致，但更简洁一些：

　　location / {
　　root /home/html/;
　　proxy_store on;
　　proxy_set_header accept-encoding '';
　　proxy_temp_path /home/tmp;
　　if ( !-f $request_filename )
　　{
　　proxy_pass//www.jb51.net/;
　　}
　　}

　　可以看到这个配置比404节约了不少代码，它是用!-f来判断请求的文件在文件系统上存不存在，不存在就proxy_pass到后端，返回同样是用proxy_store保存。
　　两种传统缓存都有着基本一样的优点和缺点：
　　缺点1：不支持带参数的动态链接，比如read.php?id=1，因为nginx只保存文件名，所以这个链接只在文件系统下保存为read.php，这样用户访问read.php?id=2时会返回不正确的结果。同时不支持//www.jb51.net/这种形式的首页和二级目录//www.jb51.net/download/，因为nginx非常老实，会将这样的请求照链接写入文件系统，而这个链接显然是一个目录，所以保存失败。这些情况都需要写rewrite才能正确保存。
　　缺点2：nginx内部没有缓存过期和清理的任何机制，这些缓存的文件会永久性地保存在机器上，如果要缓存的东西非常多，那就会撑暴整个硬盘空间。为此可以使用一个shell脚本定期清理，同时可以撰写php等动态程序来做实时更新。
　　缺点3：只能缓存200状态码，因此后端返回301/302/404等状态码都不会缓存，假如恰好有一个访问量很大的伪静态链接被删除，那就会不停穿透导致后端承载不小压力。
　　缺点4：nginx不会自动选择内存或硬盘作为存储介质，一切由配置决定，当然在当前的操作系统里都会有操作系统级的文件缓存机制，所以存在硬盘上也不需要过分担心大并发读取造成的io性能问题。
　　nginx传统缓存的缺点也是它和squid等缓存软件的不同之特色，所以也可看作其优点。在生产应用中它常常用作和squid的搭档，squid对于带?的链接往往无法阻挡，而nginx能将其访问拦住，例如：http://jb51.net/?和http://jb51.net/在squid上会被当做两个链接，所以会造成两次穿透；而nginx只会保存一次，无论链接变成http://jb51.net/?1还是http://jb51.net/?123，均不能透过nginx缓存，从而有效地保护了后端主机。
　　nginx会非常老实地将链接形式保存到文件系统中，这样对于一个链接，可以很方便地查阅它在缓存机器上的缓存状态和内容，也可以很方便地和别的文件管理器如rsync等配合使用，它完完全全就是一个文件系统结构。
　　这两种传统缓存都可以在linux下将文件保存到/dev/shm里，一般我也是这么做的，这样可以利用系统内存来做缓存，利用内存的话，清理过期内容速度就会快得多。使用/dev/shm/时除了要把tmp目录也指向到/dev/shm这个分区外，如果有大量小文件和目录，还要修改一下这个内存分区的inode数量和最大容量：
　

　mount -o size=2500m -o nr_inodes=480000 -o noatime,nodiratime -o remount /dev/shm

　　上面的命令在一台有3g内存的机器上使用，因为/dev/shm默认最大内存是系统内存的一半就是1500m，这条命令将其调大成2500m，同时shm系统inode数量默认情况下可能是不够用的，但有趣的是它可以随意调节，这里调节为480000保守了点，但也基本够用了。
　　3、基于memcached的缓存
　　nginx对memcached有所支持，但是功能并不是特别之强，性能上还是非常之优秀。
　

　location /mem/ {
　　if ( $uri ~ "^/mem/([0-9a-za-z_]*)$" )
　　{
　　set $memcached_key "$1";
　　memcached_pass  192.168.1.2:11211;
　　}
　　expires 70;
　　}

　　这个配置会将http://jb51.net/mem/abc指明到memcached的abc这个key去取数据。
　　nginx目前没有写入memcached的任何机制，所以要往memcached里写入数据得用后台的动态语言完成，可以利用404定向到后端去写入数据。
　　4、基于第三方插件ncache
　　ncache是新浪兄弟开发的一个不错的项目，它利用nginx和memcached实现了一部分类似squid缓存的功能，我并没有使用这个插件的经验，可以参考：
　　http://code.google.com/p/ncache/
　　5、nginx新开发的proxy_cache功能
　　从nginx-0.7.44版开始，nginx支持了类似squid较为正规的cache功能，目前还处于开发阶段，支持相当有限，这个缓存是把链接用md5编码hash后保存，所以它可以支持任意链接，同时也支持404/301/302这样的非200状态。
　　配置：
　　首先配置一个cache空间：

　　proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=name:10m inactive=5m max_size=2m clean_time=1m;

　　注意这个配置是在server标签外，levels指定该缓存空间有两层hash目录，第一层目录是1个字母，第二层为2个字母，保存的文件名就会类似/path/to/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c；keys_zone为这个空间起个名字，10m指空间大小为10mb；inactive的5m指缓存默认时长5分钟；max_size的2m是指单个文件超过2m的就不缓存；clean_time指定一分钟清理一次缓存。

　　location / {
　　proxy_pass//www.jb51.net/;
　　proxy_cache name;#使用name这个keys_zone
　　proxy_cache_valid 200 302 1h;#200和302状态码保存1小时
　　proxy_cache_valid 301 1d;#301状态码保存一天
　　proxy_cache_valid any 1m;#其它的保存一分钟
　　}

　　ps：支持cache的0.7.44到0.7.51这几个版本的稳定性均有问题，访问有些链接会出现错误，所以这几个版本最好不要在生产环境中使用。nginx-0.7下目前所知较为稳定的版本是0.7.39。稳定版0.6.36版也是近期更新，如果在配置里没有使用到0.7的一些新标签新功能，也可以使用0.6.36版。

nginx缓存的内存占用问题的一般解决方法
1、前些日子某服务被刷，每分钟达到上几百万请求；当时采用了nginx cache来解决的；但是因为某服务不能缓存太久，当时设置了5s，那么带来的问题就是产生大量小文件，而且很快就删除了。
 
2、通过

free -m

会发现used是27g；但是通过top查看进程占的内存并没有那么多

那内存去哪了？
 
3、通过查阅资料会发现(cat /proc/meminfo)
slab: 22464312 kb
sreclaimable: 16474128 kb （这些是内核保持的但是可以释放的inode和dentry的缓存）
sunreclaim: 5990184 kb
 
4、这些内存为什么会不自动清理呢？
某机房机器系统版本：linux  2.6.32-431.el6.x86_64 #1 smp fri nov 22 03:15:09 utc 2013 x86_64 x86_64 x86_64 gnu/linux（正常，没出现内存快到100%的情况）
某机房机器系统版本：linux  2.6.32-279.el6.x86_64 #1 smp fri jun 22 12:19:21 utc 2012 x86_64 x86_64 x86_64 gnu/linux （不释放）
 
5、通过设置如下参数来设置内存阀值

sysctl -w vm.extra_free_kbytes=6436787
sysctl -w vm.vfs_cache_pressure=10000