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作者：牧客 Jeson
你好，我是 Jeson，今天我们来了解一个问题，客户端如何直观的看到大部分缓存（浏览器缓存、代理缓存、ssl 缓存）优化效果呢？
缓存优化
我们先来讲解缓存优化配置，基于缓存元素存放的位置，再对我们所需要讲的缓存作一个分类。 
如果缓存的元素在客户端的，那么主要有浏览器缓存和 HTTPS 缓存，你可别认为缓存文件是在客户端，这两部分缓存效果都可以 Nginx 这种代理来进行设置并作主要优化。 
另外一个种类代理端的缓存（也就是缓存文件存放在代理服务的节点中），那 Nginx 作为反向代理服务的时候，可以支持代理缓存设置。 
最后一个种类是将缓存文件放入后台服务（通过后台服务中程序逻辑来实现）。
例如我们可以将一部分数据通过此方式缓存，比如将用户最长查看的数据（网站中登录状态、连接数等）缓存到 Memcache、Redis 中，避免直接请求关系型数据库或其他服务。
因为效用效率更高所以可以降低后端的延迟，也减少请求对数据库的依赖度，从而整个网站的性能也会有很大的提升。 
只考虑缓存最优的话，我有三点经验可以分享给你：
  1. 缓存越靠前越好，通常情况下整个网站的元素内容越靠前越好，也就是说能放在客户端的就放在客户端，而不要放到后端去频繁请求。
  2. 缓存的数据越多越好，也就是能在本层级缓存的数据越多，就越可以减少对后端的请求。
  3. 缓存的命中率越高越好，如果设置了很多缓存，但命中率不高，同样还是会造成穿透到后端访问，此时还需要考虑将缓存的命中率设置的越高，这时观察指标，会发现缓存效果越优。
通常而言，一个网站如果做了缓存优化可以比没做缓存优化的性能提升几倍以上。
刚刚介绍的缓存分类，接下来我们再结合 Nginx 具体了解一下，如何来设置缓存。

浏览器缓存

第一个就是浏览器缓存，浏览器缓存通常是缓存到客户端(如：浏览器、客户端 app)，这就是浏览器缓存。 
对于浏览器这部分缓存数据，我们通常可以把静态元素，比如用户请求的图片、CSS 、JS 等元素缓存到客户端。
这种缓存可以通过 Nginx配置中的 expires 配置项进行设置，expires 后面可以加具体的时间，也可以加对应的特定意义的数值。
比如 -1 表示永久缓存，max 设置最大周期缓存（默认缓存周期为 10 年），需要做具体的时间的设置可以写入具体的时间周期，比如一个小时或是一天。 

HTTPS 配置优化

第 2 个缓存设置方式需要对 HTTPS 访问进行缓存优化，因为当前我们很多网站通常在开启 HTTPS ，当开启 https 后客户端访问服务端打开一次浏览器，通过 https 方式会比 HTTP 请求握手会要增加很多次从而延迟也增加了。
这时就需要考虑 HTTPS 是否有更好的优化方案来减少客户端和服务端请求。 
如图中是一个 https 请求过程，实际在进行 HTTPS 请求之前的需要进行TCP 的三次握手过程，而这里我只是描述 HTTPS 的建连过程，客户端发送 hello 报文，服务端发送证书，客户端进行加密，服务端验证加密。
这时开始进行服务端与客户端的传输。我们看到整个 HTTPS 建连增加了部分的证书加密的协商。 
多次的连接对于用户及服务端而言，性能和延迟都会增加很多。并且如果每一次浏览器跟服务端断开连接以后，又要进行一次整体的建立连接的过程。
为了减少客户端和服务端的断开重连过程，这时就需要 在 Nginx 中配置 ssl_session_cache 发挥作用。 
下面我们来说下这个配置原理，当浏览器跟服务端建立第一次加密证书验证的会话后，服务端会给客户端浏览器缓存一个 SessionKey，如果客户端跟服务端再次断开连接，这时浏览器就可以拿 SessionKey 直接跟服务端进行交互。
只需要进行一次校验，就可以开始数据传输。我们看到有了 SessionKey 这种方式后，就可以避免浏览器跟服务端频繁的进行 HTTPS 会话的建联。
通过在 Nginx 中添加 ssl_session_cache 配置，配置中分配 Nginx 在处理 SSL 会话所需要开辟的共享内存的空间，我这里这里设置值为 10 MB，第二个参数就是设置 SSL SessionKey 的超时时间。 
好了，上面就是对 HTTPS 在会话层进行的缓存优化示例。

打开文件缓存

第 3 个就是打开文件缓存，打开文件缓存设置在 Nginx 端，通常而言我们会把一些静态元素（如：JPG、CSS、GS）在代理端通过这种方式进行设置，这里 Nginx 缓存的是静态元素的元数据。
那么把元数据缓存到 Nginx 端有什么好处？元数据的作用就是缓存打开用户所请求的静态元素的文件路径等信息，那么如果在本地频繁地查找之前请求过的静态元素文件而没有缓存元数据时效率比较低。
而如果我们把一部分索引数据缓存到 Nginx 的 Cache 下，这种频繁访问就可以很大地提高访问效率。 
我们来看 open_file_cache 具体的设置策略，max 表示最大能够缓存的文件个数，inactive 表示最少的用户使用次数。
我们结合看一下，这个表示在 20 秒内最小需要使用两次。如果没有使用的话，就会把元数据删掉，也这就是一个淘汰元数据的策略。
open_file_cache_valid 是设置主动更新和检查的时间，表示每隔 30 秒检查缓存文件的元信息有没有对应的更新，如果有更新就需要去做对应的更新，它是一个更新的策略。

代理缓存优化

最后一个内容就是代理缓存的优化了，代理缓存比较常见，比如说代理 访问 PHP 后台服务并作缓存，也可以代理 JAVA 服务，缓存 JAVA 后台服务的返回数据，注意这里不局限于通过 http_proxy 来作代理缓存，只要 Nginx 支持的代理模式(UWSGI、SGI)都可以设置代理缓存。
代理缓存的特性是什么呢？首先通过 Nginx 作代理，可以支持实现动静态的分离，静态元素直接交给 Nginx 来处理，再把后端动态数据适当作缓存。
通常做这种代理+缓存的架构，是能有效的提高整体网站的访问并发性能。 
对于我们提到的服务端的缓存优化大多交给开发来做，这里就不再做非 Nginx 的缓存配置的讲解了。
好了，对于 Nginx 整体的缓存优化，本课时的内容就讲到这里，下一课时我将讲解 Nginx 负载均衡应用架构以及常见问题。
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