nginx 的缓存功能配合 proxy_pass 生效，核心在于使用 proxy_cache_path 定义磁盘存储位置，并在 location 块中通过 proxy_cache 启用缓存、设置 proxy_cache_key 区分请求。当客户端请求匹配该 location 时，nginx 会先检查本地缓存是否命中；若命中则直接返回缓存内容并跳过后端请求，若未命中则向后端发起代理请求，并将响应体按规则存入缓存供后续请求使用。
如何配置 proxy_cache_path 和 proxy_cache 指令
要启用缓存，必须在 http 上下文中定义缓存路径，并在 server 或 location 中激活它。关键步骤是设置 proxy_cache_path 指定目录和参数，然后在 location 中使用 proxy_cache 指向该名称，同时必须配置 proxy_cache_key 以确保缓存的唯一性。
http {
# 定义缓存路径，levels=1:2 表示两级目录结构
# keys_zone=my_cache:10m 分配 10MB 内存用于存储键值索引
# max_size=1g 限制磁盘最大占用 1GB
# inactive=60m 60分钟未被访问的缓存项将被清除
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m;
server {
listen 80;
server_name example.com;
location /api/ {
# 启用缓存，使用上面定义的 my_cache
proxy_cache my_cache;
# 设置缓存键，通常包含 URI 和查询参数
proxy_cache_key $scheme$request_method$host$request_uri;
# 设置后端代理地址
proxy_pass http://backend_servers;
# 可选：设置缓存状态码，只缓存 200 和 301
proxy_cache_valid 200 301 10m;
}
}
}
上述配置中，proxy_cache_path 定义了全局缓存元数据的位置和策略。proxy_cache 指令在 location 中激活特定区域的缓存。proxy_cache_key 决定了哪些请求被视为相同从而共享缓存。proxy_cache_valid 控制不同 HTTP 状态码的缓存时长。如果未设置 proxy_cache_key，Nginx 默认使用 $scheme$proxy_host$request_uri，但显式声明更可控。
如何处理缓存命中与未命中的行为差异
缓存命中时，Nginx 直接从磁盘读取文件并返回给客户端，不经过后端服务器，此时响应头中会包含 X-Cache-Status: HIT。缓存未命中时，Nginx 将请求转发给后端，获取响应后将其保存到缓存目录，然后返回给客户端，此时响应头为 X-Cache-Status: MISS。可以通过日志格式记录这些状态以监控缓存效率。
# 在 http 块中定义日志格式，包含缓存状态
log_format cache_log '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $body_bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'cache_status=$upstream_cache_status';
server {
listen 80;
server_name example.com;
access_log /var/log/nginx/cache_access.log cache_log;
location /api/ {
proxy_cache my_cache;
proxy_cache_key $scheme$request_method$host$request_uri;
proxy_pass http://backend_servers;
# 添加自定义头部显示缓存状态，方便调试
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
}
}
在实际操作中，开发者应检查 /var/cache/nginx 目录下的文件结构是否符合 levels 设置的层级。若发现缓存不生效，需确认 Nginx 进程用户对缓存目录有读写权限。此外，$upstream_cache_status 变量仅在启用缓存时可用，其值可能是 HIT、MISS、EXPIRED 或 STALE。通过观察日志中的 cache_status 字段，可以量化缓存命中率，进而调整 inactive 或 max_size 参数。
当后端返回 404 时缓存会如何处理
当后端服务器返回 404 Not Found 状态码时，Nginx 默认不会缓存该响应，因为 proxy_cache_valid 默认只缓存 200、301、302 等成功状态码。这意味着每次请求都会穿透到后端，导致后端重复处理无效资源。如果需要缓存 404 以避免后端压力，必须显式配置 proxy_cache_valid 包含 404 状态码。
location /api/ {
proxy_cache my_cache;
proxy_cache_key $scheme$request_method$host$request_uri;
proxy_pass http://backend_servers;
# 显式缓存 404 状态码，例如缓存 5 分钟
proxy_cache_valid 404 5m;
# 同时保留其他正常状态的缓存时间
proxy_cache_valid 200 301 10m;
}
在此配置下，如果后端返回 404，Nginx 会将该响应存入缓存，并在接下来的 5 分钟内直接返回缓存的 404 页面，不再询问后端。这有助于减轻后端负载，特别是在处理大量不存在资源的请求时。需要注意的是，缓存 404 可能导致用户暂时无法看到资源恢复后的正确内容，因此应根据业务需求谨慎设置缓存时长。
