前几篇文章我们介绍了Nginx的配置、OpenResty安装配置、基于Redis的动态路由以及Nginx的监控。
Nginx技术研究系列1-通过应用场景看Nginx的反向代理
[原创]Nginx监控-Nginx+Telegraf+Influxb+Grafana
在分布式环境下，我们要考虑高可用性和性能：
1. 不能因为Redis宕机影响请求的反向代理
2. 每次请求如果都访问Redis，性能有一定的损耗，同时Redis集群的压力随着流量的激增不断增加。
因此，我们要升级一下动态路由的设计方案。 我们还是先从应用场景出发：
1.提升性能，降低Redis的访问频率
2.Redis宕机不影响Nginx反向代理
实现上述两个应用场景，我们采用本地缓存+Redis缓存的双缓存配合机制。
- 第一次请求时，从Redis中获取路由地址，然后放到本地缓存中，同时设置本地缓存项的有效时间
- 后续请求时，从本地缓存直接获取路由地址，如果本地缓存已经失效，则再次从Redis获取路由地址，再放到本地缓存中。
确定了上述实现方案后，我们回顾一下我们已有的Redis动态路由实现：
upstream redis_cluster { server 192.0.1.*:6379; server 192.0.1.*:6379; server 192.0.1.*:6379; } location = /redis { internal; set_unescape_uri $key $arg_key; redis2_query get $key; redis2_pass redis_cluster; } location / { set $target ''; access_by_lua ' local query_string = ngx.req.get_uri_args() local sid = query_string["RequestID"] if sid == nil then ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN) end local key = sid local res = ngx.location.capture( "/redis", { args = { key = key } } ) if res.status ~= 200 then ngx.log(ngx.ERR, "redis server returned bad status: ", res.status) ngx.exit(res.status) end if not res.body then ngx.log(ngx.ERR, "redis returned empty body") ngx.exit(500) end local parser = require "redis.parser" local server, typ = parser.parse_reply(res.body) if typ ~= parser.BULK_REPLY or not server then ngx.log(ngx.ERR, "bad redis response: ", res.body) ngx.exit(500) end if server == "" then server = "default" end server = server .. ngx.var.request_uri ngx.var.target = server '; resolver 255.255.255.0; proxy_pass http://$target; }
我们要在上述代码中增加一层本地缓存实现，因此，我们需要找一个本地缓存的实现Lib。
我们在OpenResty的官网上找了一遍已提供的组件，发现了：lua-resty-lrucache - Lua-land LRU Cache based on LuaJIT FFI
Git Hub的地址：https://github.com/openresty/lua-resty-lrucache
尝试写了一下，发现这个cache实现是worker进程级别的，我们Nginx是Auto的进程数配置，一般有4~8个，这个缓存每个进程都New一个，貌似不符合我们的要求，同时，这个cache是预分配好缓存的大小和数量，启动的时候如果数量太多，分配内存很慢。
测试了一下，果真是这样，因此，我们继续查找新的Cache实现。
ngx.shared.DICT，https://github.com/openresty/lua-nginx-module#ngxshareddict
这个 cache 是 nginx 所有 worker 之间共享的，内部使用的 LRU 算法（最近经常使用）来判断缓存是否在内存占满时被清除。同时提供了如下方法：
然后，我们基于这个组件实现了我们升级版的Redis动态路由，直接上代码Show：
upstream redis_cluster { server 192.0.1.*:6379; server 192.0.1.*:6379; server 192.0.1.*:6379; } lua_shared_dict localcache 10m;—— location = /redis { internal; set_unescape_uri $key $arg_key; redis2_query get $key; redis2_pass redis_cluster; } location / { set $target ''; access_by_lua ' local query_string = ngx.req.get_uri_args() local sid = query_string["RequestID"] if sid == nil then ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN) end local key = sid local cache = ngx.shared.localcache local server = cache:get(key) if server == nil then local res = ngx.location.capture( "/redis", { args = { key = key } } ) if res.status ~= 200 then ngx.log(ngx.ERR, "redis server returned bad status: ", res.status) ngx.exit(res.status) end if not res.body then ngx.log(ngx.ERR, "redis returned empty body") ngx.exit(500) end local parser = require "redis.parser" local serveradr, typ = parser.parse_reply(res.body) if typ ~= parser.BULK_REPLY or not serveradr then ngx.log(ngx.ERR, "bad redis response: ", res.body) ngx.exit(500) end server = serveradr cache:set(key, server,3600) end if server == "" then server = "default" end server = server .. ngx.var.request_uri ngx.var.target = server '; resolver 255.255.255.0; proxy_pass http://$target; } }
重点说一下上面的代码：
首先，定义了一个本地缓存：
lua_shared_dict localcache 10m;
然后，从本地缓存中获取路由地址
local cache = ngx.shared.localcache local server = cache:get(key)
如果本地缓存中没有，从Redis中获取，从Redis中获取到之后，加入到本地缓存中，缓存有效时间3600s：
server = serveradr cache:set(key, server, 3600)
升级后的Redis+本地缓存的动态路由方案，压测性能提升1.4倍，同时解决了Redis宕机的问题。
以上这个方案和实现都分享给大家。
周国庆
2017/11/13