LNMP在Ubuntu上的缓存策略如何设置

Ubuntu LNMP缓存策略实操指南

一整体思路与层级

建议按层级构建缓存：
1. Nginx 浏览器/内容缓存（静态资源长Cache-Control、动态内容可按需开启FastCGI或反向代理缓存）
2. PHP 运行时缓存（OPcache用于字节码，APCu用于用户数据，Memcached/Redis用于对象/会话）
3. MySQL 数据层缓存（以InnoDB缓冲池为核心，查询缓存仅在MySQL 5.7及以下考虑）
目标：让可缓存的内容尽量在边缘命中，减少后端PHP与数据库的重复计算与I/O。

二 Nginx缓存配置

静态资源长缓存（浏览器侧）

在 server 或 location 中对静态资源设置长期 Cache-Control，减少重复请求与回源。

示例：

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js|svg|woff2)$ {
    expires 30d;
    add_header Cache-Control "public, no-transform";
    access_log off;  # 可选：静态资源关闭日志
}

动态内容缓存（FastCGI/PHP）

在 http 块定义共享内存与磁盘缓存区，在 PHP location 启用缓存与命中状态头，便于观测。

示例：

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

    server {
        location ~ \.php$ {
            include fastcgi_params;
            fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
            fastcgi_pass unix:/var/run/php/php8.1-fpm.sock;  # 按实际版本调整

            fastcgi_cache php_cache;
            fastcgi_cache_valid 200 302 10m;
            fastcgi_cache_valid 404 1m;
            fastcgi_cache_valid any 5m;
            add_header X-FastCGI-Cache $upstream_cache_status;  # HIT/MISS/BYPASS
        }
    }
}

反向代理缓存（如 Nginx 作为反向代理）

使用 proxy_cache_path 定义缓存区，在 location 启用并区分状态码缓存时间。

示例：

http {
    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_pass http://127.0.0.1:9000;
            proxy_cache my_cache;
            proxy_cache_valid 200 302 10m;
            proxy_cache_valid 404 1m;
            add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status;
        }
    }
}

关键参数说明
- levels=1:2：两级目录分层，避免单目录文件过多导致性能下降。
- keys_zone=name:size：共享内存区，存放键与元数据；1M≈8000个key。
- max_size：缓存上限，超出后按LRU淘汰。
- inactive：未被访问的缓存清理时间（与过期不同）。
- use_temp_path=off：避免额外拷贝，提升性能。
- proxy_cache_valid / fastcgi_cache_valid：对不同状态码设置缓存有效期。

三 PHP缓存配置

OPcache（字节码缓存，强烈建议开启）

安装与启用（以 PHP 8.1 为例）：

sudo apt update
sudo apt install php8.1-opcache
sudo systemctl restart php8.1-fpm

建议基础配置（/etc/php/8.1/fpm/php.ini 或相应池配置）：

[opcache]
opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=10000
opcache.revalidate_freq=60
opcache.fast_shutdown=1

APCu（用户数据缓存，适合页面片段/计算结果）

安装与启用：

sudo apt install php-apcu
sudo systemctl restart php8.1-fpm

建议基础配置：

[apcu]
extension=apcu.so
apcu.enable_cli=0
apcu.shm_size=32M

对象/会话缓存（Memcached 或 Redis）

Memcached：

sudo apt install memcached php-memcached
sudo systemctl enable --now memcached
# php.ini 中确保 extension=memcached.so

Redis：

sudo apt install redis-server php-redis
sudo systemctl enable --now redis-server
# php.ini 中确保 extension=redis.so

应用侧将可缓存的数据（如热点查询结果、页面片段、会话）写入 Memcached/Redis，避免频繁访问数据库。

四 MySQL缓存配置

InnoDB缓冲池（核心）
- 建议将 innodb_buffer_pool_size 设为物理内存的50%～75%（专机更高），以提升热点数据与索引的命中率。
- 监控与计算命中率（理想值>95%）：
```
SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
# 命中率 = (1 - Innodb_buffer_pool_reads / Innodb_buffer_pool_read_requests) * 100%
```
- 可开启缓冲池快照加速冷启动：
```
SET GLOBAL innodb_buffer_pool_load_at_startup=ON;
SET GLOBAL innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown=ON;
```
查询缓存（仅 MySQL 5.7 及以下）
- 在高并发/高写入场景，查询缓存可能带来锁争用与失效抖动，命中率低时可考虑关闭；若使用，建议小容量并监控命中。
其他常用项
- table_open_cache、thread_cache_size 结合并发与表数量适当调大，减少打开表与线程创建开销。

五生效验证与运维要点

生效与验证
- 检查配置语法并热重载：sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx；PHP 变更后重启：sudo systemctl restart php8.1-fpm。
- 观察响应头：
  - FastCGI 缓存：响应头 X-FastCGI-Cache: HIT/MISS/BYPASS
  - 反向代理缓存：响应头 X-Proxy-Cache: HIT/MISS
- 观察缓存目录增长与命中情况，确认 /var/cache/nginx 按预期写入与淘汰。
缓存失效与更新
- 对动态内容使用合适的 Cache-Control / Expires 与 Vary，必要时在应用层生成缓存键（如含版本/参数哈希），变更时主动变更键或设置短TTL。
- 对 Nginx 层缓存，可通过删除对应缓存文件或借助第三方 purge 模块实现按需清理（需额外模块与策略）。
监控与容量规划
- 持续监控 Nginx 缓存命中率、PHP-FPM 进程与慢请求、MySQL 缓冲池命中率与慢查询；按业务增长调整 keys_zone 与 max_size、InnoDB 缓冲池大小等阈值。

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