Nginx负载均衡中的Memcached缓存模块
作者：wyx学习k8s
Nginx 的 ngx_http_memcached_module 模块本身并没有提供缓存功能，它只是一个将用户请求转发到 Memcached 服务器的代理模块。
在以 Memcached 服务器为缓存应用的方案中，Memcached 作为内容缓存的存储服务器，用户通过 URL 为 Memcached 的 key 将 Web 请求数据缓存到 Memcached 服务器中，在客户端发起请求时，Nginx 通过一致的 URL 为 key，快速地从 Memcached 服务器中将缓存的内容作为用户的请求响应数据返回给客户端。
Memcached 是一个开源、高性能的内存对象缓存系统，使用 Memcached 服务器作为缓存存储服务器，充分利用了 Memcached 的高效缓存功能，减少了 Nginx 服务器磁盘 I/O 的操作，也可以通过 upstream 指令对多台 Memcached 做分布式集群负载，以便整体提升 Nginx 缓存服务器的性能。
Memcached 缓存模块配置指令如下表所示：
| 指令名称 | 指令值格式 | 默认值 | 指令说明 |
|---|---|---|---|
| memcached_bind | address[transparent] 或 off | -- | 设置从指定的本地 IP 地址及端口与 Memcached 服务器建立连接，指令值可以是变量。指令值参数为 transparent 时，允许将客户端的真实 IP 透传给被代理服务器，并以客户端真实 IP 为访问被代理服务器的源 IP，指令值为 off 时，则取消上一层指令域同名指令的配置 |
| memcached_buffer_size | size | 4k 或 8k | 设置用于读取 Memcached 服务器，读取响应数据缓冲区的大小，当 Nginx 收到响应数据后，将同步传递给客户端 |
| memcached_connect_timeout | time | 60s | Nginx 与 Memcached 服务器建立连接的超时时间，通常不应超过 75s |
| memcached_force_ranges | on 或 off | off | 启用来自 Memcached 服务器的缓存和未缓存响应的 byte-range 请求支持，而不考虑这些响应头中的 Accept-Ranges 字段 |
| memcached_gzip_flag | flag | -- | 启用对 Memcached 服务器缓存数据 fags 的测试，flags 为客户端写入缓存时的自定义标记，此处用以判断缓存数据是否被压缩存储，如果数据被压缩存储，则将响应头字段 Content-Encoding 设置为 gzip |
| memcached_next_upstream | error、timeout、 invalid_header、 not found 或 off... | error timeout | 当出现指令值中指定的条件时，将未返回响应的客户请求传递给 upstream 中的下一个服务器 |
| memcached_next_upstream_timeout | time | 0 | 设置将符合条件的客户端请求传递给 upstream 中下一个服务器的超时时间。0 为不做超时限制，遍历完所有上游服务器组中的服务器为止 |
| memcached_next_upstream_tries | number | 0 | 设置符合条件的客户端请求传递给upstream中下一个服务器的尝试次数，包括第一次失败的次数。0为不做尝试次数限制，遍历完所有上游服务器组中的服务器为止 |
| memcached_pass | address | -- | 设置 Memcached 服务器的地址及端口，地址可以是 IP、域名或 UNIX 套接字 |
| memcached_read_timeout | time | 60s | 在连续两个从 Memcached 服务器接收数据的读操作之间的间隔时间超过设置的时间时，将关闭连接 |
| memcached_send_timeout | time | 60s | 在连续两个发送到 Memcached 服务器的写操作之间的间隔时间超过设置的时间时，将关闭连接 |
| memcached_socket_keepalive | on 或 off | off | 设置 Nginx 与 Memcached 服务器的 TCP keepalive 行为的心跳检测机制，默认使用操作系统的 socket 配置，若指令值为 on，则开启 SO_KEEPALIVE 选项进行心跳检测 |
配置样例如下:
server {
location / {
set $memcached_key "$uri?$args"; # 设置Memcached缓存key
memcached_pass 127.0.0.1:11211; # 设置被代理Memcached地址
error_page 404 502 504 = @fallback; # 返回状态码404、502、504时跳入内部请求
}
location @fallback {
proxy_pass http://backend; # 将请求转发给后端服务器
}
}为了提高动态网站的响应速度，有时会采用将动态网站转换成静态化文件的方式进行优化，而相对于磁盘存储，使用 Memcached 进行静态文件的存储则可以进一步提升网站的响应速度。Memcached 是基于内存的高性能对象缓存系统，因为存储数据都是在内存中的，所以减少了系统的 I/O 操作，从而避免了因磁盘性能带来的影响。
使用 Memcached 作为缓存存储服务器，可以直接利用 Memcached 缓存的过期机制实现缓存的自动化过期管理，且利用 Nginx 的负载机制和 Memcached 分布式特性，可以非常方便地横向扩展，以提升处理性能。Memcached 缓存应用场景如下图所示。
Web 服务器将动态文件以请求 URI 作为 Memcached 的 key 初始化到 Memcached 服务器中；Nginx 将用户请求转发到 Memcached 服务器中，并将以请求 URI 作为 Memcached key 的数据返回给用户；当 Memcached 的请求失败后，则将请求转发给后端 Web 服务器的接口动态生成对应的静态文件，返回响应数据并更新 Memcached。
Memcached 的安装非常简单，在 CentOS 7 系统下使用 yum 安装即可，安装方法如下:
yum -y install memcached cat /etc/sysconfig/memcached PORT="11211" # 端口 USER="memcached" MAXCONN="1024" # 最大连接数 CACHESIZE="64" # 使用内存大小为64M OPTIONS="" systemctl start memcached
Nginx 服务器配置样例如下:
upstream backend {
server 192.168.2.145:8190; # 后端PHP服务器IP
}
upstream memcached {
hash $host$request_uri consistent; # 一致性hash
server 192.168.2.145:11211; # Memcached服务器IP
server 192.168.2.109:11211; # Memcached服务器IP
}
server {
listen 8181;
access_log logs/mem_access.log;
set $memcached_key $host$request_uri; # 设置Memcached的key
location / {
memcached_connect_timeout 5s; # 与Memcached建立连接超时时间为5s
memcached_read_timeout 2s; # 连续两次读的超时时间为2s
memcached_send_timeout 2s; # 连续两次写的超时时间为2s
memcached_pass memcached; # 代理到Memcached集群
add_header X-Cache-Satus HIT; # 显示缓存命中状态
add_header Content-Type 'text/html; charset=utf-8'; # 强制响应数据格式为html
}
error_page 404 502 504 = @fallback;
location @fallback {
proxy_set_header X-Memcached-Key $memcached_key; # 将memecached key传递
# 给PHP服务器
proxy_pass http://backend; # PHP服务器
}
}到此这篇关于Nginx负载均衡之Memcached缓存模块的文章就介绍到这了,更多相关Nginx Memcached缓存模块内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！