LNMP架构——OpenResty实现php缓存前移（将memcache移到nginx前端层面）

Dear 丶 2023-07-06 11:40 2阅读 0赞

本次实验是在[LNMP架构——给php页面添加memcache缓存优化，搭建nginx+php+memcache+mysql][LNMP_php_memcache_nginx_php_memcache_mysql]搭建lnmp+memcache环境基础上进行的，接下来我将配置OpenResty。

## 一、认识OpenResty ##

#### 1、什么是OpenResty？ ####

OpenResty由中国人章亦春发起，是一个可伸缩的基于Nginx的Web平台，其内部集成了大量精良的 Lua 库、第三方模块以及大多数的依赖项。使用 Lua 脚本语言调动 Nginx 支持的各种 C 以及 Lua 模块，可以快速构造出足以胜任10K以上并发连接响应的超高性能Web应用系统。

`OpenResty的目标是让你的Web服务直接跑在 Nginx 服务内部`，充分利用 Nginx 的非阻塞 I/O 模型，不仅仅对 HTTP 客户端请求,甚至于对远程后端诸如 MySQL、PostgreSQL、Memcached 以及 Redis 等都进行一致的高性能响应。

OpenResty使我们可以借助于Nginx的异步非阻塞达到使用Lua异步并发访问后端DB等服务。

#### 2、OpenResty功能 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

传统服务器工作模式是：客户发请求到nginx反向代理，nginx找到tomcat浏览器，tomcat到mysql和redis获取数据，响应到浏览器，送到客户端。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
openresty并不是说替换tomcat，而是当浏览器对服务器发送请求时，在nginx上添加openresty，`openresty直接对客户端请求进行响应。或在nginx嵌入一些lua脚本（即openresty）跨过tomcat直接访问数据库。`不过目前tomcat中做的一些复杂操作并不能被openresty完全替代。

对于一些高性能的服务，当缓存每没有数据时，直接使用 OpenResty 访问 Mysql或Redis等，而不需要通过第三方语言（PHP、Python、Ruby）等来访问数据库再返回，这大大提高了应用的性能。这样不用等待第三方返回，

#### 2、OpenResty运行原理 ####

Nginx 采用的是 master-worker 模型，一个 master 进程管理多个 worker 进程，基本的事件处理都是放在 woker进程中，master 负责全局初始化，以及对 worker 的管理。

在OpenResty中，每个 woker 使用一个 LuaVM，当请求被分配到 woker 时，将在这个 LuaVM 里创建一个 coroutine(协程)，协程之间数据隔离，每个协程具有独立的全局变量。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

#### 3、OpenResty处理请求流程 ####

Nginx会把一个请求分成不同阶段，第三方模块可以根据自己的行为，挂在到不同阶段中以达到自身目的。OpenResty采用了同样的特性，不同阶段有着不同的处理行为。

#### 4、ngx\_lua模块的原理 ####

*  每个worker（工作进程）创建一个Lua VM，worker内所有协程共享VM；
 *  将Nginx I/O原语封装后注入 Lua VM，允许Lua代码直接访问；
 *  每个外部请求都由一个Lua协程处理，协程之间数据隔离；
 *  Lua代码调用I/O操作等异步接口时，会挂起当前协程（并保护上下文数据），而不阻塞worker；
 *  I/O等异步操作完成时还原相关协程上下文数据，并继续运行；

## 二、配置OpenResty ##

#### 实验思想 ####

当客户端访问nginx时，由于openresty的作用，让缓存memcache直接跑在 Nginx 服务内部，客户端首先访问到memcache，大大提高了应用的性能。

#### 实验环境 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主机名</th> 
   <th>ip</th> 
   <th>服务</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>server1</td> 
   <td>172.25.1.101</td> 
   <td>lnmp、memcache、openresty</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>真机</td> 
   <td>172.25.1.250</td> 
   <td>客户端</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 实验 ####

在server1上：  
步骤一：先关闭之前配置好的nginx，因为openresty是一个类似于nginx的服务，调用都是80端口

nginx -s stop
    netstat -antuple

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
步骤二：在网上下载openresty安装包

tar zxf openresty-1.13.6.1.tar.gz

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
步骤三：编译安装

cd openresty-1.13.6.1
    ./configure --prefix=/usr/local/openresty
    gmake && gmake install

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
步骤四：拷贝memcache压缩包自带的php文件到openresty默认发布

cd /usr/local/openresty/nginx/html
    cp /usr/local/lnmp/nginx/html/index.php .
    cp /usr/local/lnmp/nginx/html/example.php .

![在这里插入图片描述][20200218152359658.png]  
步骤五：编辑openresty的nginx配置文件

注意：配置文件第一行，必须设置nginx用户

vim /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
    
    17  http {
        
    18         upstream memcache {
        
    19         server localhost:11211;
    20         keepalive 512;
    21         }
    22 	
    	#upstream属于handler，只是他不产生自己的内容，而是通过请求后端服务器得到内容，所以才称为upstream（上游）。请求并取得响应内容的整个过程已经被封装到nginx内部，所以upstream模块只需要开发若干回调函数，完成构造请求和解析响应等具体的工作。
    	# nginx将memcache缓存前移，客户端请求到来，先查看memcache缓存
    
    23     include       mime.types;
    24     default_type  application/octet-stream;
    
    69         location /memc {
        
    70                 internal;   # 只接收内部访问，不接受外部http访问。比较安全
    71                 memc_connect_timeout 100ms;
    72                 memc_send_timeout 100ms;  # 后端服务器数据回传时间
    73                 memc_read_timeout 100ms;  # 连接成功后，后端服务器响应时间
    74                 set $memc_key $query_string;  # 键值对的形式存储
    75                 set $memc_exptime 300;
    76                 memc_pass memcache;
    77         }
    78 
    79         location ~ \.php$ {
        
    80             set $key $uri$args; 
                  # http的GET方法表示get、PUT方法表示set
    81             srcache_fetch GET /memc $key;
    82             srcache_store PUT /memc $key;
    				# 这两个配置的作用是：请求php页面时，先会去memcache中找，如果没有，正常访问；访问结束后将结果存到memcache，下次访问时直接从缓存中
    83             root           html;
    84             fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    85             fastcgi_index  index.php;
    86         #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
    87             include        fastcgi.conf;
    88         }

![在这里插入图片描述][20200218152414757.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
步骤六：检查语法规范并开启nginx服务

/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -t
    /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx
    netstat -antuple

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
步骤七： 复制之前更改过的/usr/local/lnmp/nginx/html/memcache.php到/usr/local/openresty/nginx/html目录下

cp /usr/local/lnmp/nginx/html/memcache.php  /usr/local/openresty/nginx/html

![在这里插入图片描述][20200218152515307.png]  
在真机上：  
打开浏览器访问http://172.25.2.1/memcache.php，可查看缓存命中率

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
模拟5000请求量测试命中率和访问时间：

ab -c 10 -n 5000 http://172.25.1.101/index.php
    ab -c 10 -n 5000 http://172.25.1.101/example.php

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]  
可以看出访问的是openstry，且访问速度明显比memcache单独作用加快。index.php页面没有缓存，openstry去后端取数据，访问速度也比之前加快，并且没有错误。

[LNMP_php_memcache_nginx_php_memcache_mysql]: https://blog.csdn.net/CapejasmineY/article/details/104355739
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200218125256179.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200218125532781.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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