LNMP架構中緩存策略優化指南

1. Nginx緩存優化

Nginx作為反向代理和靜態資源服務器，其緩存配置能有效減少后端請求，提升響應速度。

• 靜態資源緩存：針對圖片、CSS、JS等靜態文件，通過expires指令設置過期時間（如expires 30d），并添加Cache-Control: public, no-transform頭，讓瀏覽器和CDN直接緩存，避免重復請求。
• 代理緩存：使用proxy_cache_path定義緩存路徑（如/var/cache/nginx）、層級（levels=1:2）、共享內存區域（keys_zone=my_cache:10m）及最大大?。?code>max_size=1g）；通過proxy_cache指令啟用緩存，proxy_cache_valid設置不同狀態碼的緩存時間（如200 302 10m、404 1m），并添加add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status監控緩存命中狀態（HIT/MISS）。
• FastCGI緩存：針對PHP動態請求，使用fastcgi_cache_path配置緩存路徑，fastcgi_cache指令啟用緩存，fastcgi_cache_valid設置緩存時間（如PHP頁面緩存10分鐘），減少PHP-FPM的重復解析和數據庫查詢。

2. PHP緩存優化

PHP腳本的編譯和執行是動態請求的性能瓶頸，緩存編譯結果和常用數據能顯著提升效率。

• OPcache：PHP內置的操作碼緩存擴展，通過opcache.enable=1開啟，設置opcache.memory_consumption（如128MB，根據腳本大小調整）、opcache.max_accelerated_files（如4000，覆蓋項目所有PHP文件）、opcache.revalidate_freq（如60秒，代碼更新后自動失效），緩存編譯后的字節碼，避免重復編譯。
• APCu：用戶空間緩存擴展，適合緩存數據庫查詢結果、會話數據等，通過apcu.enable_cli=1開啟，設置apcu.shm_size（如32MB，根據緩存數據量調整），使用apcu_store()和apcu_fetch()存儲和獲取數據。
• Memcached/Redis：分布式緩存系統，適合緩存熱點數據（如商品信息、用戶權限），通過php-memcached或php-redis擴展連接，將頻繁訪問的數據存儲在內存中，減少數據庫壓力。

3. MySQL緩存優化

MySQL的緩存配置直接影響數據庫查詢性能，需結合InnoDB特性和外部緩存優化。

• InnoDB緩沖池：innodb_buffer_pool_size是核心參數，設置為物理內存的60%-80%（如64GB內存設為32GB-51.2GB），緩存數據和索引頁，減少磁盤I/O。
• 查詢緩存（棄用）：MySQL 5.7及以上版本已棄用查詢緩存（query_cache_type=0），因其在高并發下易成為瓶頸，建議用Redis/Memcached替代。
• 外部緩存：使用Redis或Memcached緩存熱點數據（如熱門商品詳情、用戶會話），在PHP代碼中通過客戶端庫（如Predis、phpredis）操作，減少直接訪問MySQL的次數。

4. 應用層緩存優化

應用層緩存能針對業務場景優化，提升數據訪問效率。

• CDN緩存：將靜態資源（圖片、CSS、JS）上傳至CDN節點，利用CDN的全球分布式緩存，讓用戶從最近的節點獲取資源，減少源站壓力和延遲。
• 瀏覽器緩存：通過Cache-Control（如public, max-age=31536000）和Expires頭，讓瀏覽器緩存靜態資源，避免重復下載，提升頁面加載速度。
• 自定義緩存：在應用代碼中實現緩存邏輯（如用Redis緩存分頁結果、用APCu緩存計算密集型結果），針對高頻訪問且變化少的數據，減少數據庫和計算開銷。

5. 緩存一致性維護

緩存一致性是保證數據準確性的關鍵，需根據業務場景選擇合適的策略。

• 過期時間：為緩存設置合理的過期時間（如靜態資源30天、動態數據10分鐘），避免長期使用舊數據。
• 主動失效：當數據更新時（如商品價格修改、用戶信息變更），通過代碼主動刪除或更新緩存（如apcu_delete()、Redis->del()），確保下次請求獲取最新數據。
• 版本控制：為緩存數據添加版本號（如product_123_v2），更新數據時遞增版本號，使緩存自動失效，避免臟數據。

6. 監控與調優

持續監控緩存性能，根據實際情況調整策略。

• 緩存命中率：通過Nginx的$upstream_cache_status、Redis的INFO stats、APCu的apcu_cache_info()監控命中率（如Nginx緩存命中率應保持在80%以上），若命中率低，需調整緩存時間或大小。
• 內存使用：監控Redis/Memcached的內存占用（如used_memory），避免內存溢出；調整maxmemory策略（如allkeys-lru），淘汰不常用的緩存數據。
• 慢查詢：通過MySQL的slow_query_log分析慢查詢，優化SQL語句（如添加索引、避免SELECT *），減少數據庫壓力，降低緩存失效頻率。