WordPress缓存：如何利用`APC`或`Varnish`提升整个站点的加载速度？ - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

好的，我们开始。

WordPress 缓存：利用 APC/OPcache 和 Varnish 提升站点加载速度

各位朋友，大家好！今天我们来聊聊 WordPress 缓存这个话题，重点关注如何利用 APC/OPcache 和 Varnish 来显著提升站点的加载速度。WordPress 作为一个流行的内容管理系统，性能优化一直是开发者和站长关注的重点。缓存是优化性能的关键策略之一，它能有效地减少服务器的负载，缩短响应时间，从而改善用户体验。

一、缓存的重要性与类型

在深入了解 APC/OPcache 和 Varnish 之前，我们先来简单回顾一下缓存的重要性以及 WordPress 中常见的缓存类型。

缓存的重要性：
- 降低服务器负载： 缓存可以避免重复计算和数据查询，减轻服务器压力。
- 提升加载速度： 从缓存中读取数据比从数据库或文件系统中读取数据快得多。
- 改善用户体验： 更快的加载速度意味着更好的用户体验，更高的用户满意度和转化率。
WordPress 缓存类型：
- 页面缓存： 将整个 HTML 页面缓存起来，直接返回给用户，避免每次都重新生成页面。
- 对象缓存： 缓存数据库查询结果、API 调用结果等，减少数据库访问次数。
- 片段缓存： 缓存页面中的部分内容，例如侧边栏、导航栏等，可以灵活地更新页面内容。
- OPcode 缓存： 缓存 PHP 编译后的字节码，避免每次都重新编译 PHP 代码。
- 浏览器缓存： 浏览器缓存静态资源，如图片、CSS、JavaScript 文件，减少服务器请求。

二、APC/OPcache：PHP 的 OPcode 缓存

APC (Alternative PHP Cache) 和 OPcache 都是 PHP 的 OPcode 缓存。OPcode 缓存的工作原理是将 PHP 脚本编译后的字节码 (OPcode) 存储在共享内存中。当 PHP 脚本再次被执行时，如果 OPcode 已经存在于缓存中，PHP 引擎就可以直接执行缓存中的 OPcode，而无需重新编译脚本。这可以显著提升 PHP 脚本的执行速度。

在 PHP 5.5 及之前的版本中，通常使用 APC 作为 OPcode 缓存。而在 PHP 5.5 之后的版本中，OPcache 成为 PHP 内置的 OPcode 缓存，推荐使用 OPcache。

1. OPcache 的配置

OPcache 的配置主要通过 php.ini 文件进行。以下是一些常用的 OPcache 配置选项：

配置选项	描述	推荐值
`opcache.enable`	启用 OPcache。	`1`
`opcache.enable_cli`	在 CLI 模式下启用 OPcache。	`1`
`opcache.memory_consumption`	OPcache 使用的共享内存大小，单位为 MB。	根据服务器内存和应用规模调整，通常设置为 128MB 或更高。
`opcache.interned_strings_buffer`	用于存储 interned strings 的内存大小，单位为 MB。Interned strings 是 PHP 中用于存储字符串的优化机制，可以减少字符串的内存占用。	根据应用中使用字符串的数量调整，通常设置为 8MB 或更高。
`opcache.max_accelerated_files`	OPcache 可以缓存的最大文件数量。	根据应用中的 PHP 文件数量调整，通常设置为 4000 或更高。
`opcache.validate_timestamps`	是否检查文件的时间戳，如果文件被修改，则重新编译。	在开发环境中设置为 `1`，以便及时更新缓存。在生产环境中可以设置为 `0`，以提高性能，但需要定期手动清除缓存。
`opcache.revalidate_freq`	检查文件时间戳的频率，单位为秒。仅在 `opcache.validate_timestamps` 设置为 `1` 时有效。	根据应用的需求调整，通常设置为 2 或更高。
`opcache.fast_shutdown`	启用快速关闭机制，可以加快 PHP 进程的关闭速度。	`1`
`opcache.save_comments`	是否保存代码中的注释。	在生产环境中可以设置为 `0`，以减少内存占用。
`opcache.load_comments`	是否加载代码中的注释。	在生产环境中可以设置为 `0`，以减少内存占用。

配置示例 (php.ini)：

opcache.enable=1
opcache.enable_cli=1
opcache.memory_consumption=256
opcache.interned_strings_buffer=16
opcache.max_accelerated_files=10000
opcache.validate_timestamps=0
opcache.revalidate_freq=60
opcache.fast_shutdown=1
opcache.save_comments=0
opcache.load_comments=0

2. 验证 OPcache 是否启用

可以通过以下方法验证 OPcache 是否已启用：

通过 phpinfo() 函数： 在 PHP 脚本中调用 phpinfo() 函数，查看 OPcache 的配置信息。
通过命令行： 运行 php -v 命令，查看 PHP 版本信息，其中应该包含 OPcache 的信息。
通过 OPcache GUI 工具： 有一些 OPcache GUI 工具可以显示 OPcache 的状态信息，例如 OPcache Control Panel。

3. 清除 OPcache 缓存

在更新 PHP 代码后，可能需要清除 OPcache 缓存，以确保新的代码生效。可以通过以下方法清除 OPcache 缓存：

重启 PHP-FPM： 重启 PHP-FPM 可以清除 OPcache 缓存。
使用 opcache_reset() 函数： 在 PHP 脚本中调用 opcache_reset() 函数可以清除 OPcache 缓存。需要注意的是，opcache_reset() 函数只能在 CLI 模式下使用。

<?php
if (PHP_SAPI === 'cli') {
  if (opcache_reset()) {
    echo "OPcache 已成功重置。n";
  } else {
    echo "OPcache 重置失败。n";
  }
} else {
  echo "此脚本只能在 CLI 模式下运行。n";
}
?>

4. WordPress 中使用 OPcache 的注意事项

确保 OPcache 已启用并正确配置。
定期检查 OPcache 的状态，确保缓存命中率较高。
在更新 PHP 代码后，清除 OPcache 缓存。
避免在生产环境中频繁修改 PHP 代码，以减少缓存失效的次数。

三、Varnish：HTTP 反向代理缓存

Varnish 是一款高性能的 HTTP 反向代理缓存服务器。它位于客户端和 Web 服务器之间，接收客户端的 HTTP 请求，并将响应缓存起来。当客户端再次请求相同的内容时，Varnish 可以直接从缓存中返回响应，而无需向 Web 服务器发送请求。这可以显著降低 Web 服务器的负载，并提高响应速度。

1. Varnish 的工作原理

客户端发送 HTTP 请求到 Varnish。
Varnish 检查缓存中是否存在对应的响应。
如果缓存命中 (Cache Hit)，Varnish 直接从缓存中返回响应给客户端。
如果缓存未命中 (Cache Miss)，Varnish 将请求转发到 Web 服务器。
Web 服务器处理请求，并将响应返回给 Varnish。
Varnish 将响应缓存起来，并返回给客户端。

2. Varnish 的安装与配置

Varnish 的安装和配置因操作系统而异。以下以 Debian/Ubuntu 为例，介绍 Varnish 的安装和配置步骤：

安装 Varnish：

sudo apt update
sudo apt install varnish

配置 Varnish：

Varnish 的主要配置文件是 /etc/varnish/default.vcl。该文件使用 VCL (Varnish Configuration Language) 编写，用于定义 Varnish 的缓存策略。以下是一个简单的 default.vcl 配置文件示例：

vcl 4.0;

backend default {
    .host = "127.0.0.1";
    .port = "8080";
}

sub vcl_recv {
    if (req.http.Authorization || req.http.Cookie) {
        return (pass);
    }

    if (req.url ~ ".(png|jpg|jpeg|gif|css|js)$") {
      unset req.http.Cookie;
      return (hash);
    }

    return (hash);
}

sub vcl_backend_response {
  if (beresp.http.Set-Cookie) {
    return (pass);
  }
  set beresp.ttl = 1h;
  return (deliver);
}

sub vcl_deliver {
    set resp.http.X-Cache = if(cache.hits > 0, "HIT", "MISS");
    return (deliver);
}

配置说明：

backend default: 定义后端 Web 服务器的地址和端口。
vcl_recv: 处理客户端请求的函数。
- 如果请求包含 Authorization 头或 Cookie 头，则跳过缓存 (pass)。这是为了避免缓存需要身份验证或用户特定的内容。
- 如果请求的 URL 匹配静态资源的文件扩展名（png, jpg, jpeg, gif, css, js），则移除 Cookie 并进行缓存。
vcl_backend_response: 处理后端服务器响应的函数。
- 如果响应包含 Set-Cookie 头，则跳过缓存 (pass)。
- 设置缓存的 TTL (Time To Live) 为 1 小时。
vcl_deliver: 在将响应返回给客户端之前执行的函数。
- 添加 X-Cache 头，指示缓存是否命中。
配置 Varnish 监听端口：

默认情况下，Varnish 监听 6081 端口。可以通过修改 /etc/default/varnish 文件来修改监听端口。例如，将 Varnish 监听端口设置为 80：

DAEMON_OPTS="-a :80 
             -T localhost:6082 
             -f /etc/varnish/default.vcl 
             -S /etc/varnish/secret 
             -s malloc,256m"

配置 Web 服务器监听端口：

由于 Varnish 监听 80 端口，Web 服务器需要监听其他端口，例如 8080。修改 Web 服务器的配置文件，将监听端口设置为 8080。以 Apache 为例，修改 /etc/apache2/ports.conf 文件：

Listen 8080

重启 Varnish 和 Web 服务器：

sudo systemctl restart varnish
sudo systemctl restart apache2

3. WordPress 中使用 Varnish 的注意事项

配置 Varnish 缓存策略，避免缓存动态内容。
使用 WordPress 插件或代码来清除 Varnish 缓存。
监控 Varnish 的性能，确保缓存命中率较高。
处理 Cookie 和身份验证，避免缓存用户特定的内容。

4. WordPress 插件与 Varnish 集成

有许多 WordPress 插件可以帮助你更好地与 Varnish 集成，例如：

Varnish HTTP Purge: 这个插件允许你在发布、更新或删除文章时自动清除 Varnish 缓存。
W3 Total Cache: W3 Total Cache 是一款强大的 WordPress 缓存插件，它支持页面缓存、对象缓存、浏览器缓存和 Varnish 集成。
WP Super Cache: WP Super Cache 也是一款流行的 WordPress 缓存插件，它支持多种缓存方式，包括 Varnish。

使用 Varnish HTTP Purge 插件的示例：

安装并激活 Varnish HTTP Purge 插件。
在 WordPress 管理后台的 "Settings" -> "Varnish" 页面中配置 Varnish 服务器的地址和端口。
插件会自动在发布、更新或删除文章时清除 Varnish 缓存。

5. Varnish 的高级配置

Grace 模式： Grace 模式允许 Varnish 在后端服务器不可用时，仍然从缓存中提供过期的内容。这可以提高站点的可用性。

sub vcl_backend_fetch {
  set beresp.grace = 1h;
}

ESI (Edge Side Includes)： ESI 允许你将页面分割成多个片段，并分别缓存这些片段。这可以提高缓存的灵活性和效率。

四、OPcache 和 Varnish 结合使用

OPcache 和 Varnish 可以结合使用，以获得更好的性能。OPcache 缓存 PHP 脚本的 OPcode，减少 PHP 脚本的编译时间。Varnish 缓存 HTTP 响应，减少 Web 服务器的负载。

结合使用的优势：

更快的 PHP 执行速度： OPcache 可以显著提升 PHP 脚本的执行速度。
更低的 Web 服务器负载： Varnish 可以减少 Web 服务器的请求数量。
更快的页面加载速度： 结合使用 OPcache 和 Varnish 可以显著提升页面加载速度。

配置方法：

启用并正确配置 OPcache。
安装并配置 Varnish。
配置 Varnish 缓存策略，避免缓存动态内容。
使用 WordPress 插件或代码来清除 Varnish 缓存。

五、缓存策略的制定

有效的缓存策略是优化 WordPress 站点性能的关键。以下是一些制定缓存策略的建议：

识别可缓存的内容： 静态资源（图片、CSS、JavaScript 文件）和不经常更新的页面适合缓存。
设置合适的缓存 TTL： 根据内容的更新频率设置缓存的 TTL。对于不经常更新的内容，可以设置较长的 TTL。对于经常更新的内容，可以设置较短的 TTL。
避免缓存动态内容： 需要身份验证或用户特定的内容不适合缓存。
使用 CDN： CDN (Content Delivery Network) 可以将静态资源分发到全球各地的服务器，从而提高用户的访问速度。
定期监控缓存性能： 监控缓存命中率、缓存大小等指标，并根据需要调整缓存策略。

六、一些优化技巧

除了使用 OPcache 和 Varnish 之外，还有一些其他的优化技巧可以帮助你提升 WordPress 站点的性能：

选择高性能的主机： 主机的性能对 WordPress 站点的性能有很大的影响。选择高性能的主机可以显著提升站点的性能。
使用轻量级的主题和插件： 主题和插件的代码质量对 WordPress 站点的性能有很大的影响。使用轻量级的主题和插件可以减少服务器的负载。
优化数据库： 定期优化数据库可以提高数据库的查询速度。可以使用 WordPress 插件或手动执行 SQL 语句来优化数据库。
压缩图片： 压缩图片可以减少图片的大小，从而提高页面的加载速度。可以使用 WordPress 插件或在线工具来压缩图片。
启用 Gzip 压缩： 启用 Gzip 压缩可以减少 HTTP 响应的大小，从而提高页面的加载速度。
使用 HTTP/2： HTTP/2 是一种新的 HTTP 协议，它可以提高页面的加载速度。需要服务器和浏览器都支持 HTTP/2。
减少 HTTP 请求数量： 减少 HTTP 请求数量可以减少服务器的负载，并提高页面的加载速度。可以通过合并 CSS 和 JavaScript 文件、使用 CSS Sprites 等方法来减少 HTTP 请求数量。
使用延迟加载： 延迟加载是指在页面加载完成后再加载图片和视频。这可以提高页面的初始加载速度。

七、总结

今天我们讨论了如何利用 APC/OPcache 和 Varnish 来提升 WordPress 站点的加载速度。OPcache 作为 PHP 的 OPcode 缓存，能够显著提升 PHP 脚本的执行速度。Varnish 是一款高性能的 HTTP 反向代理缓存服务器，能够减少 Web 服务器的负载。结合使用 OPcache 和 Varnish，并制定合理的缓存策略，可以显著提升 WordPress 站点的性能，改善用户体验。此外，还有一些其他的优化技巧可以帮助你提升 WordPress 站点的性能，例如选择高性能的主机、使用轻量级的主题和插件、优化数据库、压缩图片、启用 Gzip 压缩、使用 HTTP/2、减少 HTTP 请求数量、使用延迟加载等。希望这些信息能对大家有所帮助。谢谢大家！

WordPress 缓存：利用 APC/OPcache 和 Varnish 提升站点加载速度

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