视频字幕
我们来构建一个基于Nginx Lua的高并发网关系统。该架构采用一二级缓存设计，能够实现微秒级响应和每秒十万以上的请求处理能力。系统包含客户端、Nginx Lua网关、一级内存缓存、二级Redis缓存和后端服务五个核心组件。
一级缓存是整个系统的核心优化点。它使用Nginx的共享内存字典作为存储介质，每个Worker进程可以无锁访问，速度比Redis快十倍。采用LRU策略自动淘汰数据，设置较短的过期时间确保数据新鲜度。Key的设计包含服务名和版本号，有效解决脏读问题。
缓存协调器是整个系统的大脑，负责协调一二级缓存的查询逻辑。当请求到来时，首先检查一级缓存，命中则直接返回。如果一级缓存未命中，则查询二级缓存并回种到一级缓存。只有当二级缓存也未命中时，才会回源查询后端服务，并将数据双写到两级缓存中，设置不同的过期时间。
为了确保系统的高可用性，我们实施了四大关键优化技术。首先是防缓存击穿的Lua协程锁机制，确保单个Key只有一个请求回源。其次是防雪崩的随机过期时间策略。第三是Redis Pipeline批量查询优化，减少网络延迟。最后是基于Pub/Sub的实时失效广播机制，保证缓存一致性。
该架构在实际应用中表现优异，单节点可支撑十万以上QPS，响应延迟小于1毫秒，缓存命中率达到99%。已成功应用于电商秒杀系统、API网关、内容分发CDN和实时推荐引擎等高并发场景。通过合理的缓存策略和优化技术，有效解决了高并发访问的性能瓶颈问题。