如何设计CDN缓存失效策略以保证内容更新及时并减少回源压力？

题目

如何设计CDN缓存失效策略以保证内容更新及时并减少回源压力？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

CDN缓存原理,HTTP缓存头机制,缓存失效策略,性能优化

快速回答

核心策略要点：

• 基于HTTP缓存头控制：通过Cache-Control max-age和s-maxage定义缓存周期
• 版本化资源命名：在URL中添加内容哈希（如style.a1b2c3.css）实现永久缓存
• 主动失效机制：使用CDN提供的Purge API强制刷新特定内容
• 分级缓存策略：动态内容设置较短缓存（5-10分钟），静态资源设置长缓存（1年+）
• 验证型缓存：配合ETag/Last-Modified实现304协商缓存

1. 原理说明

CDN缓存失效涉及两个核心机制：

• 被动失效：依赖HTTP缓存头定义的TTL（Time-To-Live），到期后自动失效
• 主动失效：通过CDN服务商API手动触发缓存清除（Purge）

优化关键在于平衡内容新鲜度与回源压力：

2. 最佳实践与代码示例

场景1：静态资源缓存（永久缓存+版本化）

# Nginx 配置示例
location ~* \.(js|css|png)$ {
  add_header Cache-Control "public, max-age=31536000, immutable";
  # 配合Webpack输出：bundle.[contenthash].js
}

场景2：动态内容缓存（短周期+验证）

location /api/data {
  add_header Cache-Control "public, max-age=300, must-revalidate";
  # 配合ETag验证
}

场景3：主动刷新缓存（Python示例）

import requests
# 调用CDN Purge API
def purge_cdn(urls):
    resp = requests.post(
        "https://api.cdnprovider.com/purge",
        auth=(API_KEY, ""),
        json={ "files": urls } # 支持URL/目录/通配符
    )
    return resp.status_code == 202

3. 常见错误

• 错误1：设置Cache-Control: no-cache却未配置ETag，导致每次请求都回源
• 错误2：频繁使用全局刷新（Purge All），引发回源风暴
• 错误3：忽略Vary头，导致设备类型或语言缓存混乱
• 错误4：动态内容设置过长缓存（如用户个人信息）

4. 性能优化策略

5. 扩展知识

• 缓存键（Cache Key）：CDN通过URL+请求头（如Accept-Encoding）生成唯一缓存标识
• 分层缓存：边缘节点 → 区域中心 → 源站的三级回源机制
• 流量削峰：当大量边缘节点同时失效时，CDN会阶梯式回源避免源站崩溃
• 新兴标准：Cache-Control: stale-while-revalidate=600允许旧数据服务期间异步更新