怎样在OpenResty中设置缓存的大小和过期时间？以及共享内存与LRU缓存的容量控制策略

一、为什么需要关注缓存配置？

想象一下你正在运营一个日活百万的电商平台，每次用户查询商品详情都要从数据库读取数据，数据库就像被无数人同时按门铃的快递小哥，迟早会崩溃。这时候缓存就像小区门口的快递柜，能临时存放热门商品数据。但快递柜如果太小（缓存容量不足）或者包裹过期不清理（缓存时间过长），要么新包裹塞不进去，要么用户拿到过期的商品信息——这就是我们今天要解决的OpenResty缓存配置难题。

二、OpenResty缓存基础套餐

OpenResty提供两大缓存神器：

1. 共享字典（ngx.shared.DICT） - 类似小区公共储物柜，所有租户共享空间
2. lua-resty-lrucache - 就像每家每户的私人储物箱，独立管理

2.1 共享字典容量设置

在nginx.conf里配置共享内存，就像给小区采购储物柜：

http {
    lua_shared_dict my_cache 200m;
    
    server {
        listen 80;
        location / {
            content_by_lua_block {
                local cache = ngx.shared.my_cache
                -- 存入缓存（有效期60秒）
                cache:set("iphone15", "{price:6999}", 60)
                -- 读取缓存
                ngx.say(cache:get("iphone15"))
            }
        }
    }
}

容量陷阱：实际可用空间约为配置值的95%（预留空间给元数据）

2.2 LRU缓存容量控制

当需要精细化控制时，lua-resty-lrucache更适合：

local lrucache = require "resty.lrucache"
-- 创建最多存储1000个元素的缓存池
local cache, err = lrucache.new(1000)

if not cache then
    ngx.log(ngx.ERR, "创建缓存失败: ", err)
    return
end

-- 设置缓存（带30秒有效期）
cache:set("user_123", "{name:'老王'}", 30)

-- 获取时自动检查过期
local user = cache:get("user_123")

三、过期时间的花式玩法

3.1 被动过期（懒人模式）

local function get_product(id)
    local product = cache:get(id)
    if not product then
        -- 缓存穿透保护
        product = query_db(id)
        cache:set(id, product, 60) -- 设置60秒保鲜期
    end
    return product
end

适合场景：商品详情页等低频变更数据

3.2 主动过期（强迫症模式）

local function update_product(id, new_data)
    -- 先更新数据库
    db_update(id, new_data)
    -- 立即让旧缓存失效
    cache:delete(id)
    -- 或者设置0秒立即过期
    cache:set(id, new_data, 0)
end

适合场景：秒杀库存等需要实时性的数据

四、实战中的组合拳

案例：API限速防护

location /api {
    access_by_lua_block {
        local limit = 100 -- 每分钟100次
        local client_ip = ngx.var.remote_addr
        
        -- 使用共享字典计数
        local counter = ngx.shared.api_limit
        local current = counter:get(client_ip) or 0
        
        if current >= limit then
            ngx.exit(429)
        end
        
        -- 原子操作递增（设置60秒过期自动清理）
        counter:incr(client_ip, 1, 0, 60)
    }
}

这个配置实现：每个IP每分钟最多100次请求，计数器60秒自动清零

五、技术选型指南

六、避坑备忘录

1. 雪崩预防：批量设置缓存时，给过期时间加随机数（如60±5秒）
2. 穿透防护：对空结果设置较短有效期（建议5-10秒）
3. 内存监控：定期检查shared dict使用率

   local free_bytes = ngx.shared.my_cache:free_space()
   ngx.log(ngx.INFO, "剩余内存:", free_bytes)
   

七、性能参数对照表

八、终极总结

缓存配置就像给程序做饮食管理——缓存太小容易"营养不良"（缓存命中率低），缓存过大导致"肥胖症"（内存溢出）。通过合理搭配共享内存与LRU缓存，配合主动/被动过期策略，就像给程序制定了科学的健身计划。记住三个黄金法则：监控内存水位、避免集中过期、关键数据主动更新。