Nginx+Redis 搭建高性能缓存利器

2022-01-12 14:35:55

一. OpenResty

OpenResty是一个基于 Nginx与 Lua的高性能 Web平台，其内部集成了大量精良的 Lua库、第三方模块以及大多数的依赖项。用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态Web 应用、Web 服务和动态网关。

接入层缓存技术就是使用OpenResty的技术用Lua语言进行二次开发。

二.Nginx +redis

下图左边是常用的架构，http请求经过nginx负载均衡转发到tomcat，tomcat再从redis读取数据，整个链路过程是串行的，当tomcat挂掉或者tomcat线程数被消耗完，就无法正常返回数据。

使用OpenResty的lua-resty-redis模块使nginx具备直接访问redis的能力，不占用tomcat线程，Tomcat暂时挂掉仍可正常处理请求，减少响应时长，提高系统并发能力。

三.压缩减少带宽

数据大于1K，nginx压缩再保存到redis:

提高redis的读取速度
减少带宽的占用

压缩会消耗cpu时间，小于1K的数据不压缩tps更高。

OpenResty并没有提供redis连接池的实现，需要自己用lua实现redis的连接池，在网上已有实现的例子http://wiki.jikexueyuan.com/project/openresty/redis/out_package.html，直接参照使用。

Redis的value值用json格式保存{length:xxx,content:yyy},content是压缩后的页面内容，length是content压缩前的大小，length字段是为了在读取redis时，根据length的大小来判断是否要解压缩content的数据。

使用lua-zlib库进行压缩。

四. 定时更新

按下图第1和第2步定时执行，nginx lua定时器定时请求tomcat页面的url，返回的页面html保存在redis。

缓存有效期可设置长些，比如1个小时，可保证1个小时内tomcat挂掉，仍可使用缓存数据返回，缓存的定时更新时间可设置短些，比如1分钟，保证缓存快速更新

五.请求转发

浏览器打开页面:

nginx先从redis获取页面html
redis不存在数据时，从tomcat获取页面，同时更新redis
返回页面HTML给浏览器

六. 单进程定时更新

Nginx的所有worker进程都可以处理前端请求转发到redis,只有nginx worker 0才运行定时任务定时更新redis,lua脚本中通过ngx.worker.id()获取worker进程编号。

七 . 可配置化

通过管理后台配置需要缓存的URL,可配置缓存URL、缓存有效期、定时更新时间,比如modify?url=index&&expire=3600000&&intervaltime=300000&sign=xxxx,sign的值是管理后台secretkey对modify?url=index&&expire=3600000&&intervaltime=300000签名运算得到的，nginx端用相同的secretkey对modify?url=index&&expire=3600000&&intervaltime=300000签名运算，得到的值与sign的值相同则鉴权通过,允许修改nginx的配置。