ubuntu lamp缓存机制详解

Ubuntu LAMP 缓存机制全景与落地配置

一、缓存分层与适用场景

浏览器与 CDN 层：通过 Cache-Control / Expires 控制资源在客户端与边缘节点的缓存时效，适合图片、CSS、JS、视频等静态资源，显著降低往返延迟与源站压力。
Web 服务器层（Apache）：使用 mod_expires 设置资源过期策略；使用 mod_cache / mod_cache_disk 对可缓存响应做反向代理式页面/片段缓存，适合高并发读多写少场景。
PHP 层：启用 OPcache 缓存字节码；使用 APCu 做用户态数据缓存；使用 Memcached/Redis 做对象/会话/页面片段缓存，适合降低数据库与业务计算压力。
数据库层（MySQL）：以 InnoDB Buffer Pool 为核心的数据与索引缓存；传统 Query Cache 已在 MySQL 8.0 移除，5.7.20 起弃用，需改用其他优化手段（如 ProxySQL、查询重写、合理索引）。

二、Apache 层缓存配置

启用并配置浏览器缓存（mod_expires）

启用模块：sudo a2enmod expires

站点或全局配置示例：

<IfModule mod_expires.c>
  ExpiresActive On
  ExpiresDefault "access plus 2 months"
  ExpiresByType text/css "access plus 1 year"
  ExpiresByType application/javascript "access plus 1 year"
  ExpiresByType image/jpeg "access plus 1 year"
  ExpiresByType image/png "access plus 1 year"
</IfModule>

作用：在响应头写入 Expires / Cache-Control，指导浏览器与 CDN 缓存策略。

启用并配置页面/片段缓存（mod_cache_disk）
- 启用模块：sudo a2enmod cache；sudo a2enmod cache_disk
- 配置示例（仅缓存静态资源路径，避免误缓存含会话的动态页）：
```
<IfModule mod_cache.c>
  <IfModule mod_cache_disk.c>
    CacheEnable disk /static/
    CacheRoot /var/cache/apache2/mod_cache_disk
    CacheDirLevels 2
    CacheDirLength 1
    CacheDefaultExpire 3600
    CacheIgnoreHeaders Set-Cookie
    CacheIgnoreNoLastMod On
  </IfModule>
</IfModule>
```
- 要点：对含 Set-Cookie、个性化或频繁变更的内容禁用缓存；必要时结合 Vary 头控制变体。
验证：重启 Apache 后，用 curl -I 检查 Cache-Control / Expires / X-Cache 等头部是否生效。

三、PHP 层缓存配置

OPcache（字节码缓存，强烈建议开启）

安装：sudo apt install php-opcache

生产建议配置（/etc/php/7.x/apache2/php.ini 或 fpm/php.ini）：

[opcache]
opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=20000
opcache.validate_timestamps=0   ; 生产建议关闭，用部署流程触发刷新
opcache.revalidate_freq=0         ; 与上行配合，文件变更由部署脚本重置
opcache.fast_shutdown=1

作用：避免每次请求解析/编译 PHP 脚本，显著降低 CPU 与 I/O。

APCu（用户态数据缓存）
- 安装：sudo apt install php-apcu
- 配置示例：
```
[apcu]
extension=apcu.so
apcu.enable_cli=0
apcu.shm_size=64M
apcu.ttl=7200
```
- 适用：配置项、计算结果、局部页面片段等短期/中期数据。
Memcached / Redis（对象/会话/页面片段缓存）
- 安装与启用：
```
# Memcached
sudo apt install memcached php-memcached
# Redis
sudo apt install redis-server php-redis
sudo systemctl restart php**7.x**-fpm
```
- 适用：会话存储、热点数据、API 结果、全页或片段缓存（配合框架或自研逻辑）。

四、MySQL 层缓存与优化

InnoDB Buffer Pool（核心数据/索引缓存）
- 建议：在不超过物理内存与系统预留的前提下，将 innodb_buffer_pool_size 设为可用内存的较大比例（如 50%–70%，视业务而定），可显著减少磁盘 I/O。
- 示例：innodb_buffer_pool_size=1G（请结合实例规格与并发调优）。
Query Cache（历史特性）
- 状态：自 MySQL 5.7.20 起弃用，MySQL 8.0 已移除；不建议依赖。
- 替代：优化索引与 SQL、读写分离、连接池、使用 ProxySQL 做查询缓存/路由与结果集复用等。

五、部署与验证要点

配置生效与平滑更新
- Apache：sudo systemctl restart apache2
- PHP-FPM：sudo systemctl restart php7.x-fpm
- 变更 OPcache 后，生产环境可通过重启 PHP-FPM 或部署脚本触发重置（不建议频繁开启 validate_timestamps）。
验证方法
- 浏览器/网关：curl -I 查看 Cache-Control / Expires / Age / X-Cache 等头部；命中时 Age 递增。
- OPcache：php -r ‘var_dump(opcache_get_status());’ 查看命中率与缓存状态。
- MySQL：SHOW ENGINE INNODB STATUS\G 观察缓冲池命中与读写情况；结合性能模式/慢查询定位瓶颈。
缓存失效与更新策略
- 静态资源：采用 文件名哈希/版本号（如 app.a1b2c3.js）解决更新后缓存不失效问题。
- 页面/片段：为可缓存内容设置合理 max-age，变更时通过 Cache-Control: no-cache / must-revalidate 或主动清理后端缓存。
- OPcache：部署流程中执行 opcache_reset() 或重启 PHP-FPM，避免脏字节码。

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