【Redis】多级缓存之OpenResty：nginx查询Tomcat与Redis以及nginx本地缓存

系统管理员 2023-10-12 20:33 38阅读 0赞

**目录**

一、认识OpenResty

二、请求参数处理

三、查询Tomcat

四、Redis缓存预热

五、查询Redis缓存

六、nginx本地缓存

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## 一、认识OpenResty ##

OpenResty是一个基于nginx的高性能Web平台，他用于方便的搭建能够处理高并发、扩展性极高的动态Web应用、Web服务和动态网关。他具备以下特点：1.具备nginx的完整功能 2.基于Lua语言进行扩展，集成了大量精良的Lua库、第三方模块 3.允许使用Lua自定义业务逻辑、自定义库

## 二、请求参数处理 ##

OpenResty提供了各种API来获取不同类型的请求参数

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>参数格式</td> 
 <td>示例</td> 
 <td>获取代码示例</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>路径占位符</td> 
 <td>/test/101</td> 
 <td> 利用正则表达式匹配：location ~ /test/(\d+) { content_by_lua_file lua/test.lua;获取后转向该路径下的test.lua文件，在该lua文件中可以通过ngx.var[1]获取到参数101 } </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>请求头</td> 
 <td>id:101</td> 
 <td> 在lua脚本中使用 local header = ngx.req.get_headers() 可以获取到请求头header是一个table类型 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Get请求</td> 
 <td>?id=101</td> 
 <td> 与上述相同 local params = ngx.req.get_uri_args() 其中params也是一个table类型 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Post请求</td> 
 <td>id=101</td> 
 <td> 首先需要读取请求体通过以下代码 ngx.req.read_body() 然后获取参数 local post = ngx.req.get_post_args() 其结果也是table类型 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>JSON数据</td> 
 <td>{"id":101}</td> 
 <td> 首先需要读取请求体通过以下代码 ngx.req.read_body() 然后获取参数 local json=ngx.req.get_body_data()返回结果是一个string类型是json数据，后续会提到如何序列化与反序列化 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 三、查询Tomcat ##

nginx提供了内部的API用以发送http请求

> local resp = ngx.location.capture("/path",\{
> 
> method=ngx.HTTP\_GET, -- 请求方式
> 
> args=\{id=1,age=10\}, -- get请求的传参方式
> 
> body="id=1&age=10" -- post请求的传参方式
> 
> \})
> 
> 上述代码中的path是路径但是这个路径并不包含IP与端口，这个请求会被nginx内部的server监听并处理，我们这里要将去查询tomcat所以要在nginx中编写一个server对这个路径反向代理到Tomcat
> 
> location /path\{
> 
> proxy\_pass http://IP:8080
> 
> \}
> 
> 其中返回的resp包含以下内容：
> 
> resp.status:响应状态码
> 
> resp.header:响应头，是一个table数据
> 
> resp.body:响应体，也就是数据

我们可以将http查询的请求封装为一个函数，放到OpenResty的库中后续可以之间使用，首先我们需要在对应的目录下创建common.lua文件，然后在该文件中封装该方法并导出

-- 封装方法发送http请求
    local function read_http(path, params)
        local resp = ngx.location.capture(path,{
            method=ngx.HTTP_GET,
            args=params
        })
        
        -- 处理响应
        if not resp then
            -- 打印日志返回404
            ngx.log(ngx.ERR,"error")
            ngx.exit(404)
        end
        -- 返回数据
        return resp.body
    end
    
    -- 将方法导出
    local _M = {
        read_http = read_http
    }
    return _M

此时我们可以查询Tomcat中的信息

-- 导入所需要的库
    local common = require('common')
    -- 序列化与反序列化库
    local cjson = require('cjson')
    
    -- 获取之前封装的方法
    local read_http = common.read_http
    
    -- 获取get请求里的id：/item?id=101
    local id = ngx.req.get_uri.args().id
    
    -- 查询Tomcat
    local itemJson = read_http("/item",id)
    
    -- 将Tomcat返回的json数据转为table类型
    local item = cjson.decode(itemJson)
    
    -- 给数据中加入一个属性比如状态：state=1
    item.state = 1
    
    -- 将数据转为json格式返回
    ngx.say(cjson.encode(item))

在多级缓存的实战中Tomcat不止一个通常会有集群，那么这个时候我们需要去配置负载均衡，那么 默认的轮询机制是否可以呢，假设此时有俩台Tomcat查询同一个id对应的信息按照轮询机制则两台Tomcat会各查询一次，也就是说JVM进程缓存会在两台Tomcat上缓存2次，但是这两个数据是同一个，这就导致Tomcat集群的性能低，那么我们可以不可以通过修改负载均衡的策略让同一id对应的请求去查询统一Tomcat呢，那么两次查询去同一给Tomcat，第二次之间从JVM进程缓存里获取提高性能。我们可以通过设置达到这样的效果![c342821a1f254e9480dd09cff695848b.png][]

> 配置反向代理，将指定路径代理到Tomcat集群
> 
> location /path\{
> 
> proxy\_pass http://tomcat-cluster;
> 
> \}
> 
> 集群
> 
> upstream tomcat-cluster\{
> 
> hash $request\_uri;
> 
> server ip:端口
> 
> ……
> 
> \}

## 四、Redis缓存预热 ##

服务刚启动时，Redis中并没有缓存，如果所有的商品数据在第一次查询时添加缓存，则可能会给数据库带来比较大的压力，也叫做冷启动，在实际的开发过程中，通常会利用大数据统计用户访问的热点数据，在项目启动时将这些热点数据提前查询并缓存，这就是缓存预热

@Component
    public class RedisHandler implements InitializingBean{
        
        @Autowired
        private StringRedisTemplate redis;
    
        @Override
        public void afterPropertiesSet(){
            // 查询数据库进行缓存
        }
    
    }

## 五、查询Redis缓存 ##

在上述我们了解了如何查询Tomcat，在业务中我们首先会去查询nginx的本地缓存，然后查询Redis缓存，如果都没有数据那才去查询Tomcat那么我们如何查询Redis呢，OpenResty提供了操作Redis的模块，我们只需要引入模块即可使用

> \-- 引入redis模块
> 
> local redis = require('resty.redis')
> 
> \-- 初始化redis对象
> 
> local red = redis:new()
> 
> \-- 配置redis超时时间
> 
> red:set\_timeouts(1000,1000,1000)

接着我们可以继续在common.lua里封装redis的相关方法并导出

-- 引入Redis模块
    local redis = require('resty.redis')
    local red = redis:new()
    red:set_tiemouts(1000,1000,1000)
    
    -- 封装关闭Redis连接的方法：放入连接池中
    local function close_redis(red)
        local pool_max_idle_tiem = 10000 -- 连接空闲时间
        local pool_size = 100  -- 连接最大数
        local ok,err = red:set_keepalive(pool_max_idle_time,pool_size)
        if not ok then
            ngx.log(ngx.ERR,'放入Redis连接池失败')
        end
    end
    
    -- 封装查询Redis方法
    local function read_redis(ip,port,key)
        -- 获取连接
        local ok,err = red:connect(ip, port)
        if not ok then
            ngx.log(ngx.ERR,"连接失败")
            return nil
        end
    
        -- 查询redis
        local resp,err = red:get(key)
        if not resp then
            ngx.log(ngx.ERR,"查询失败")
        end
    
        -- 处理数据为空
        if resp == ngx.null then
            resp = nil
            ngx.log(ngx.ERR,"查询为空")
        end
    
        -- 关闭连接
        close_redis(red)
        return resp
    end
       
    
    -- 封装方法发送http请求
    local function read_http(path, params)
        local resp = ngx.location.capture(path,{
            method=ngx.HTTP_GET,
            args=params
        })
        
        -- 处理响应
        if not resp then
            -- 打印日志返回404
            ngx.log(ngx.ERR,"error")
            ngx.exit(404)
        end
        -- 返回数据
        return resp.body
    end
    
    -- 将方法导出
    local _M = {
        read_http = read_http,
        read_redis = read_redis
    }
    return _M

## 六、nginx本地缓存 ##

OpenResty为nginx提供了shared dict的功能，可以在nginx的多个worker之间共享数据，实现缓存功能

> 首先我们需要开启共享词典，在nginx.conf的http下配置
> 
> lua\_shared\_dict cache 200m; \# 名为cache 大小200m
> 
> 然后我们可以在lua文件中编写业务
> 
> \-- 获取本地缓存
> 
> local cache = ngx.shared.cachae
> 
> \-- 存入，第三参数为过期时间单位是秒，默认是0永不过期
> 
> cache.set('key','value',1000)
> 
> \-- 读取
> 
> local value = cache.get('key')

[c342821a1f254e9480dd09cff695848b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c342821a1f254e9480dd09cff695848b.png