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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