nginx+memcache实现页面缓存应用

一.前言

nginx的memcached_module模块可以直接从memcached服务器中读取内容后输出，后续的请求不再经过应用程序处理，如php-fpm、django，大大的提升动态页面的速度。nginx只负责从memcached服务器中读取数据，要往memcached写入数据还得需要后台的应用程序来完成，主动的将要缓存的页面缓存到memcached中，可以通过404重定向到后端去处理的。 
ngx_http_memcached_module可以操作任何兼用memcached协议的软件。如ttserver、membase等。

结构图如下：

memcached的key可以通过memcached_key变量来设置，如以$uri。如果命中，那么直接输出内容，没有命中就意味着nginx需要从应用程序请求页面。同时，我们还希望该应用程序将键值对写入到memcached，以便下一个请求可以直接从memcached获取。
如果键值不存在，nginx将报告not found错误。最好的方法是使用error_page指定和location请求处理。同时包含"Bad Gateway"错误和"Gateway Timeout"错误，如：error_page 404 502 504 = @app ;。
注意：需要设置default_type，否则可能会显示不正常。

2. 模块指令说明：

memcached_bind 
语法: memcached_bind address | off; 
默认值: none 
配置段: http, server, location 
指定从哪个IP来连接memcached服务器

memcached_buffer_size
语法: memcached_buffer_size size;
默认值: 4k|8k;
配置段: http, server, location
读取从memcached服务器接收到响应的缓冲大小。尽快的将响应同步传给客户端。

memcached_connect_timeout
语法：memcached_connect_timeout time;
默认值：60s;
配置段：http, server, location
与memcached服务器建立连接的超时时间。通常不超过75s。

memcached_gzip_flag
语法：memcached_gzip_flag flag;
默认值：none
配置段：http, server, location
测试memcached服务器响应标志。如果设置了，将在响应头部添加了Content-Encoding：gzip。

memcached_next_upstream
语法: memcached_next_upstream error | timeout | invalid_response | not_found | off ...;
默认值： error timeout;
配置段: http, server, location
指定在哪些状态下请求将转发到另外的负载均衡服务器上，仅当memcached_pass有两个或两个以上时使用。

memcached_pass
语法：memcached_pass address:port or socket；
默认值：none
配置段：location, if in location
指定memcached服务器地址。使用变量$memcached_key为key查询值，如果没有相应的值则返回error_page 404。

memcached_read_timeout
语法：memcached_read_timeout time;
默认值：60s;
配置段：http, server, location
定义从memcached服务器读取响应超时时间。

memcached_send_timeout
语法：memcached_send_timeout
默认值：60s
配置段：http, server, location
设置发送请求到memcached服务器的超时时间。

$memcached_key变量：
memcached key的值。

3. nginx memcached的增强版ngx_http_enhanced_memcached_module

基于nginx memcached 模块的，添加的新特性有： 
1. 自定义HTTP头，如Content-Type, Last-Modified。 
2. hash键可超过250个字符，memcached受限。 
3. 通过HTTP请求将数据存储到memcached。 
4. 通过HTTP请求从memcached删除数据。 
5. 通过HTTP请求清除所有memcached缓存数据。 
6. 通过HTTP请求获取memcached状态数据。 
7. 键名空间管理，来部分刷新缓存。 
8. 缓存通过If-Modified-Since头和内容Last-Modified来回复304Not Modified请求。

4. 应用实例

nginx配置实例：

upstream memcacheds {
        server 10.1.240.166:22222;
}
server  {
        listen       8080;
        server_name  nm.ttlsa.com;
        index index.html index.htm index.php;
        root  /data/wwwroot/test.ttlsa.com/webroot;

        location /images/ {
                set $memcached_key $request_uri;
                add_header X-mem-key  $memcached_key;
                memcached_pass  memcacheds;
                default_type text/html;
                error_page 404 502 504 = @app;
        }

        location @app {
                rewrite ^/.* /nm_ttlsa.php?key=$request_uri;
        }

        location ~ .*\.php?$
        {
                include fastcgi_params;
                fastcgi_pass  127.0.0.1:10081;
                fastcgi_index index.php;
                fastcgi_connect_timeout 60;
                fastcgi_send_timeout 180;
                fastcgi_read_timeout 180;
                fastcgi_buffer_size 128k;
                fastcgi_buffers 4 256k;
                fastcgi_busy_buffers_size 256k;
                fastcgi_temp_file_write_size 256k;
                fastcgi_intercept_errors on;
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
        }
}

nm_ttlsa.php实例：

addServers($servers);

	$r=$m->set($_GET['key'],$data);
	header('Content-Length: '.filesize($fn)."\r\n");
	header('Content-Type: image/gif'."\r\n");
	header('X-cache: MISS'."\r\n");
	print $data;
}else{
	header('Location: http://www.ttlsa.com'."\r\n");
}

5. 测试

第一次访问：（需要经过php处理）

再次访问：（直接从memcached读取）

哈，这个实例并不好。
1. 地球人都知道memcached不是持久化的，如果是永久性的图片应用，选用可以持久化存储方案合适，如riak、membase、ttserver、mongodb GridFS等等。
2. 如果是用户头像的应用，用memcached来做缓存也不合适。因为用户更改头像又得刷新缓存，鉴于此，一步到位的用ttserver或mongodb GridFS来做用户头像的存储岂不是更好么。
ttserver+nginx构建高并发高可用性应用参见：http://www.ttlsa.com/html/1429.html
这个实例改改或许可以用来在线迁移图片到key-value存储的过渡方案。