django2.2——18. 缓存框架

文章目录

一、Django 缓存框架
二、设置缓存
- 2.1 Memcached
- - 2.1.1 准备工作
  - 2.1.2 设置Memcached
  - 2.1.3 使用多个Memcached服务器
  - 2.1.4 Memcached的缺点
- 2.2 数据库缓存
- - 创建缓存表
- 2.3 文件系统缓存
- 2.4 本地内存缓存
- 2.5 虚拟缓存（用于开发模式）
- 2.6 自定义缓存后端
- 2.7 缓存参数
三、缓存站点
四、缓存视图
- 在路由中指定视图缓存
五、缓存模板片段

一、Django 缓存框架

动态网站在收到每一个用户请求时，都会执行查询数据库、渲染模板等操作，这些操作比单纯地从文件系统中读取文件所花费的代价昂贵的多，且不一定是必须的。

因此，我们可以将计算结果保存下来，下次直接返回保存的文件。这中节约资源的方法就是缓存。

django自带了缓存系统，提供了不同级别的缓存粒度：可以缓存特定视图的输出、计算量比较大的部分、甚至是缓存整个网站。

二、设置缓存

我们需要进行设置，告诉django缓存数据应该放在哪里。这关系到缓存的性能。

2.1 Memcached

Memcached是一个完全基于内存的缓存服务器，是 Django 原生支持的最快、最高效的缓存类型。Facebook 和 Wikipedia 等网站使用它来减少数据库访问并显著提高网站性能。

Memcached以一个守护进程的形式运行，并且被分配了指定数量的 RAM。它所做的就是提供一个快速接口用于在缓存中添加，检索和删除数据。所有数据都直接存储在内存中，因此不会产生数据库或文件系统使用的开销。

2.1.1 准备工作

Memcached需要我们自己安装，安装方法很简单，按照官方文档来就可以。

之后，还要安装python的memcached客户端，Django支持的两个客户端是pylibmc和pymemcache（django 3.2版本新增）。

2.1.2 设置Memcached

根据安装的客户端，设置BACKEND为：

django.core.cache.backends.memcached.PyMemcacheCache
django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache

将LOCATION设置为下面的其中一个：

ip:port 值：

ip 是 Memcached 守护进程的 IP 地址，port 是 Memcached 运行的端口，
unix:path 值：

path 是 Memcached Unix socket 文件的路径。

举例来说：

Memcached 运行在“127.0.0.1:11211”，使用pymemcache 客户端：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyMemcacheCache',
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
}

Memcached 通过本地 Unix 套接字文件 /tmp/memcached.sock 使用pymemcache` 客户端：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyMemcacheCache',
        'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
    }
}

2.1.3 使用多个Memcached服务器

Memcached可以在多台服务器上共享一个缓存，这意味着我们可以在多台机器上运行 Memcached 守护进程，而程序将会把这组机器当作一个单一的缓存，不需要在每台机器上重复缓存值。

要使用这个特性，只需在LOCATION中设置多个地址即可：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyMemcacheCache',
        'LOCATION': [
            '172.19.26.240:11211',
            '172.19.26.242:11211',
        ]
    }
}

2.1.4 Memcached的缺点

因为Memcached缓存的数据存储在内存中，如果服务器崩溃，数据将丢失。所以不要依赖基于内存的缓存作为你唯一的数据存储或者存储。

2.2 数据库缓存

Django 可以在数据库中存储缓存数据。如果你有一个快速、索引正常的数据库服务器，这种缓存效果最好。

设置方法如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
        'LOCATION': 'my_cache_table',  # 缓存表的名称
    }
}

创建缓存表

使用数据库缓存之前，必须通过下面的命令创建缓存表：

python manage.py createcachetable

django将在数据库中创建一个表，表的表名取自LOCATION 。

如果正在使用多个数据库缓存， createcachetable 会为每个缓存创建一个表。

2.3 文件系统缓存

基于文件的缓存系统会序列化缓存数据，并将每个缓存数据保存为单独的文件。显然这种缓存十分的慢，但如果没有更好的选择，也可以勉强用一下。

设置如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FilebasedCache',
        'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',  # 缓存文件的保存路径
    }
}

如果使用 Windows 系统，将驱动器号放在路径开头，如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FilebasedCache',
        'LOCATION': 'c:/foo/bar',
    }
}

目录路径应该是绝对路径——因此，它应该以文件系统根目录开始。无需担心是否需要以斜杠结尾。

2.4 本地内存缓存

如果你的本地主机内存够大够快，也可以直接使用它作为缓存，并且这也是Django默认使用的缓存后端。设置如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
        'LOCATION': 'unique-snowflake',
    }
}

LOCATION 被用于标识各个内存存储。如果只有一个 locmem 缓存，你可以忽略 LOCATION。但是如果有多个本地内存缓存，那么至少要为其中一个起个名字，以便将它们区分开。

2.5 虚拟缓存（用于开发模式）

虚拟缓存只是实现了缓存接口，并不会做其他操作。如果我们需要用到缓存，但在开发过程中不想用或没法用到对应的缓存系统支持，那么就可以使用虚拟缓存。设置如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',
    }
}

2.6 自定义缓存后端

如果上面的缓存后端都不能满足我们的要求，那我们还可以自定义缓存后端。设置时只需要将后端设置为自定义的后端即可：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'path.to.backend',
    }
}

而关于缓存后端的自定义方法，建议参照官方文档中的API：传送门

2.7 缓存参数

缓存参数用来控制缓存的行为，它们依旧是设置在CACHES中。参数详情如下：

TIMEOUT：

缓存的默认过期时间，以秒为单位，默认是300秒。

设置成None表示永远不会过期；设置成0表示立即失效(没意义了)。
OPTIONS：
- MAX_ENTRIES ：删除旧值之前允许缓存的最大条目。默认是 300 。
- CULL_FREQUENCY ：当达到 MAX_ENTRIES 时被淘汰的部分条目，实际比率为 1 / CULL_FREQUENCY 。
  
  设置为2时，当达到 MAX_ENTRIES 就会淘汰一半的条目（即 1 / 2 1/2 1/2）。这个参数应该是一个整数，默认为3。
  
  设置为 0 时，意味着当达到 MAX_ENTRIES ，整个缓存都会被清空。
KEY_PREFIX：

所有缓存键的前缀，是一个字符串。
VERSION：

Django 服务器生成的缓存键的默认版本号。
KEY_FUNCTION：
一个字符串，包含一个函数的点分隔路径，该函数定义了如何将前缀、版本和键组成一个最终的缓存键。

下面是一个基于 pymemcache 的后端配置实例，它启用了客户端池（通过保持客户端连接来提高性能），将 memcache／网络错误视为缓存失效，并在连接的 socket 上设置了 TCP_NODELAY 标志：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyMemcacheCache',
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        'OPTIONS': {
            'no_delay': True,
            'ignore_exc': True,
            'max_pool_size': 4,
            'use_pooling': True,
        }
    }
}

三、缓存站点

设置完毕后，使用缓存最简单的方式就是缓存整个网站。这需要在中间件（MIDDLEWARE）中添加下面两项：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',
    ……
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
]

注意：“update” 中间件必须在列表的第一位，而“fetch”中间件必须在最后！

然后，在项目配置文件中添加下面的内容：

CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS : 用于存储的缓存的别名
CACHE_MIDDLEWARE_SEConDS : 每个page需要被缓存多少秒
CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX : key的前缀，当有多个站点使用同一个配置的时候，这个可以设置可以避免发生冲突

四、缓存视图

缓存框架最常用的方法是缓存视图的结果。django.views.decorators.cache 定义了一个 cache_page 装饰器，它将自动缓存视图的响应：

rom django.views.decorators.cache import cache_page

@cache_page(60 * 15)  # 缓存有效期，单位为秒
def my_view(request):
    ...

和缓存站点一样，视图缓存也是以 URL 为键。假如路由配置是这样的：

urlpatterns = [
    path('foo//', my_view),
]

那么那么 /foo/1/ 和 /foo/23/ 的请求将被分别缓存。

在路由中指定视图缓存

上面的方法将视图和缓存框架强行绑定在了一起，增加了系统的耦合度。django提供了另外一种缓存方法，让缓存框架与url绑定，从而使视图解脱出来，让其他想用该视图而不想用缓存的站点也可以安心使用该视图。

在 URLconf 中使用 cache_page ：

urlpatterns = [
    path('foo//', my_view),
]

将 my_view 包含在 cache_page 中：

from django.views.decorators.cache import cache_page

urlpatterns = [
    path('foo//', cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

五、缓存模板片段

django在模板语法中，也提供了对缓存的支持。使用cache 模板标签(tag)可以缓存页面中的一部分：

{% load cache %}  这一句要放在最顶部


{% cache 500 sidebar %}
    .. sidebar ..
{% endcache %}

其中，500是缓存有效期（单位是秒），“sidebar”是对片段起的名字，必须是全局唯一的。

django2.2——18. 缓存框架

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