• 本文目录导读：
• 1、Nginx作为反向代理服务器
• 2、Memcached作为分布式内存对象缓存系统
• 3、结合Nginx和Memcached进行高效率缓存设计

在Web应用程序中，缓存是提高性能和可扩展性的关键因素之一。Nginx是一个流行的Web服务器，而Memcached是一个广泛使用的分布式内存对象缓存系统。结合使用这两个工具可以实现高效且可扩展的缓存设计。

Nginx作为反向代理服务器

Nginx作为反向代理服务器可以帮助我们实现负载均衡、静态内容缓存等功能。当客户端请求某个URL时，Nginx会将请求转发给后端应用程序或者其他Web服务器，并将响应返回给客户端。在这种情况下，我们可以利用Nginx本身提供的静态内容缓存功能来减轻后端应用程序的负担。

配置静态内容缓存非常简单，只需要在nginx.conf文件中添加以下指令：

“`

http {

…

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m inactive=60m;

}

server {

location /static/ {

proxy_pass

proxy_cache my_cache;

proxy_cache_valid 200 60m;

expires 1d;

}

上面代码中我们通过proxy_cache_path指定了Nginx使用/var/cache/nginx目录作为静态内容缓存路径，levels=1:2表示缓存目录结构是一级目录和二级目录。keys_zone=my_cache:10m表示我们创建了一个名为my_cache的缓存区域，并且该缓存区域占用的内存大小为10MB。inactive=60m表示如果一个对象在60分钟内没有被访问，则被认为是“不活跃”的并从缓存中删除。

接下来我们在location块中添加了proxy_pass指令，将请求转发给后端服务器；proxy_cache my_cache指定使用名为my_cache的缓存区域；proxy_cache_valid 200 60m表示对于HTTP响应码为200的请求结果可以被缓存在my_cache中，并且保持有效期限为60分钟；expires 1d则指定客户端浏览器可以将该静态文件保存在本地并在24小时内直接使用它而不需要再向服务器发送请求。

Memcached作为分布式内存对象缓存系统

Nginx提供了一种简单而高效的静态内容缓存方案，但是对于动态内容或者数据库查询结果等无法使用这种方式进行优化。这时候我们就需要利用Memcached这样一种分布式内存对象缓存系统来实现高效率地数据访问。

Memcached最初是由Danga Interactive开发出来作为LiveJournal网站的键值对（key-value）快速查找服务。它可以帮助我们将常用的数据缓存到内存中，从而减轻数据库的负担。它支持多个客户端同时连接，并且可以自动分配和管理内存，非常适合在高并发环境下使用。

在使用Memcached之前，我们需要安装和配置Memcached服务器。以Ubuntu为例，可以通过以下命令安装：

sudo apt-get install -y memcached

安装完成后，我们需要修改配置文件/etc/memcached.conf来配置监听IP地址、端口号、内存大小等参数。默认情况下Memcached会占用64MB内存空间。

接着，在Web应用程序中连接和使用Memcached也非常简单。以PHP为例：

“`php

$memcache = new Memcache;

$memcache->connect(‘localhost’, 11211) or die (“Could not connect to Memcached”);

$data = $memcache->get($key);

if ($data === false) {

$data = fetch_data_from_database();

$memcache->set($key, $data, 0, $ttl);

上面代码中我们首先创建了一个名为$memcache的Memcache对象，并通过connect方法连接到本地主机上的11211端口（默认情况下）。然后通过get方法尝试获取$key对应的缓存数据。如果$get返回false，则说明该数据未被缓存在内存中，则从数据库中读取并将其保存到缓存区域中。

结合Nginx和Memcached进行高效率缓存设计

Nginx和Memcached可以结合使用来实现高效率地缓存设计。以一个简单的Web应用程序为例，其处理流程如下：

1. 客户端请求某个URL；

2. Nginx作为反向代理服务器将请求转发给后端应用程序；

3. 如果该URL对应的数据已经被缓存在Memcached中，则直接从缓存中获取数据并返回给客户端；

4. 如果该URL对应的数据未被缓存在Memcached中，则后端应用程序从数据库中读取数据，并将其保存到Memcached中，然后将结果返回给Nginx；

5. Nginx将结果保存在本地静态内容缓存区域，并返回结果给客户端。

这样一来，我们既可以利用Nginx本身提供的静态内容缓存功能来减轻后端服务器负担，又可以利用Memcached帮助我们实现高效率地动态内容访问。同时，由于Nginx和Memcached都是高性能、可扩展且易于部署的工具，在大规模Web应用程序开发过程中也非常适合使用。

Nginx和Memcached是两个广泛使用并得到社区认可的工具。它们分别提供了静态内容缓存和分布式内存对象缓存功能，在Web应用程序优化方面有着重要作用。通过结合使用这两个工具，我们可以实现高效率地缓存设计，并在高并发环境下提供快速的数据访问服务。