当前位置: 移动技术网 > IT编程>开发语言>PHP > 系统的讲解 - PHP 缓存技术

系统的讲解 - PHP 缓存技术

2019年04月30日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

概述

缓存已经成了项目中是必不可少的一部分,它是提高性能最好的方式,例如减少网络i/o、减少磁盘i/o 等,使项目加载速度变的更快。

缓存可以是cpu缓存、内存缓存、硬盘缓存,不同的缓存查询速度也不一样(cpu缓存 > 内存缓存 > 硬盘缓存)。

接下来,给大家逐一进行介绍。

浏览器缓存

浏览器将请求过的页面存储在客户端缓存中,当访问者再次访问这个页面时,浏览器就可以直接从客户端缓存中读取数据,减少了对服务器的访问,加快了网页的加载速度。

强缓存

用户发送的请求,直接从客户端缓存中获取,不请求服务器。

根据 expires 和 cache-control 判断是否命中强缓存。

代码如下:

header('expires: '. gmdate('d, d m y h:i:s', time() + 3600). ' gmt');
header("cache-control: max-age=3600"); //有效期3600秒

cache-control 还可以设置以下参数:

  • public:可以被所有的用户缓存(终端用户的浏览器/cdn服务器)
  • private:只能被终端用户的浏览器缓存
  • no-cache:不使用本地缓存
  • no-store:禁止缓存数据

协商缓存

用户发送的请求,发送给服务器,由服务器判定是否使用客户端缓存。

代码如下:

$last_modify = strtotime($_server['http_if_modified_since']);
if (time() - $last_modify < 3600) {
    header('last-modified: '. gmdate('d, d m y h:i:s', $last_modify).' gmt');
    header('http/1.1 304'); //not modified
    exit;
}
header('last-modified: '. gmdate('d, d m y h:i:s').' gmt');

用户操作行为对缓存的影响

操作行为 expires last-modified
地址栏回车 有效 有效
页面跳转 有效 有效
新开窗口 有效 有效
前进/后退 有效 有效
f5刷新 无效 有效
ctrl+f5刷新 无效 无效

文件缓存

数据文件缓存

将更新频率低,读取频率高的数据,缓存成文件。

比如,项目中多个地方用到城市数据做三级联动,我们就可以将城市数据缓存成一个文件(city_data.json),js 可以直接读取这个文件,无需请求后端服务器。

全站静态化

cms(内容管理系统),也许大家都比较熟悉,比如早期的 dede、phpcms,后台都可以设置静态化html,用户在访问网站的时候读取的都是静态html,不用请求后端的数据库,也不用ajax请求数据接口,加快了网站的加载速度。

静态化html有以下优点:

  • 有利于搜索引擎的收录(seo)
  • 页面打开速度快
  • 减少服务器负担

cdn缓存

cdn(content delivery network)内容分发网络。

用户访问网站时,自动选择就近的cdn节点内容,不需要请求源服务器,加快了网站的打开速度。

缓存主要包括 html、图片、css、js、xml 等静态资源。

nosql缓存

memcached 缓存

memcached 是高性能的分布式内存缓存服务器。

一般的使用目的是,通过缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,以提高动态web应用的速度、提高可扩展性。

它也能够用来存储各种格式的数据,包括图像、视频、文件等。

memcached 仅支持k/v类型的数据,不支持持久化存储。

memcache 与 memcached 的区别

  • memcached 从0.2.0开始,要求php版本>=5.2.0,memcache 要求php版本>=4.3。
  • memcached 最后发布时间为2018-12-24,memcache 最后发布时间2013-04-07。
  • memcached 基于libmemcached,memcache 基于pecl扩展。

可以将 memcached 看作是 memcache 的升级版。

php memcached 使用手册:

memcached 经常拿来与 redis 做对比,接下来介绍下 redis 缓存。

redis缓存

redis 是一个高性能的 k/v 数据库。

redis 很大程度补偿了 memcached k/v存储的不足,比如 list(链表)、set(集合)、zset(有序集合)、hash(散列),既可以将数据存储在内存中,也可以将数据持久化到磁盘上,支持主从同步。

总的来说,可以将 redis 看作是 memcached 的扩展版,更加重量级,功能更强大。

redis 在日常工作中使用的居多。

redis 学习网址:

mongodb缓存

mongodb 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 c++ 语言编写。

旨在为 web 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

mongodb 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。

mongodb 学习网址:

web服务器缓存

apache缓存

利用 mod_expires ,指定缓存的过期时间,可以缓存html、图片、js、css 等。

打开 http.conf,开启模块:

loadmodule expires_module modules/mod_expires.so

指定缓存的过期时间:

<ifmodule expires_module>
     #打开缓存
     expiresactive on 

     #css缓存(8640000秒=10天)
     expiresbytype text/css a8640000

     #js缓存
     expiresbytype application/x-javascript a8640000
     expiresbytype application/javascript a8640000

     #html缓存
     expiresbytype text/html a8640000

     #图片缓存
     expiresbytype image/jpeg a8640000
     expiresbytype image/gif a8640000
     expiresbytype image/png a8640000
     expiresbytype image/x-icon a8640000

 </ifmodule>

nginx缓存

利用 expire 参数,指定缓存的过期时间,可以缓存html、图片、js、css 等。

打开 nginx.conf

//以图片为例:
location ~\.(gif|jpg|jepg|png|bmp|ico)$ { #加入新的location
    root html;
    expires 1d; #指定缓存时间
}

大家也可以了解下:proxy_cache_path 和 proxy_cache,进行缓存的设置。

opcode缓存

opcode(operate code)操作码。

php程序运行完后,马上释放所有内存,所有程序中的变量都销毁,每次请求都要重新翻译、执行,导致速度可能会偏慢。

当解释器完成对脚本代码的分析后,便将它们生成可以直接运行的中间代码,也称为操作码。

操作码 的目地是避免重复编译,减少cpu和内存开销。

apc缓存

apc(alternative php cache)可选 php 缓存。

apc 的目标是提供一个自由、 开放,和健全的框架,用于缓存、优化 php 中间代码。

apc 可以去掉 php 动态解析以及编译的时间,使php脚本可以执行的更快。

apc 扩展最后的发布时间为 2012-09-03。

感兴趣可以了解下,官方介绍:

eaccelerator

eaccelerator:a php opcode cache。

感兴趣可以了解下,官方介绍:

xcache

xcache 是一个又快又稳定的 php opcode 缓存器。

感兴趣可以了解下,官方介绍:

小结

文章主要简单的介绍了 浏览器缓存、文件缓存、nosql缓存、web服务器缓存、opcode缓存。

每一种缓存都可以深入研究,从介绍 -> 安装 -> 使用 -> 总结应用场景。

大家可以思考下,通过上面的介绍,工作中我们使用了哪些缓存?

还可以再使用哪些缓存,可以对我们的项目有帮助?

关于缓存的常见问题

用过缓存,大家肯定遇到过比较头痛的问题,比如数据一致性,雪崩,热点数据缓存,缓存监控等等。

给大家列出几个问题,纯属抛转引玉。

当项目中使用到缓存,我们是选择 redis 还是 memcached ,为什么?

举一些场景:

一、比如实现一个简单的日志收集功能或发送大量短信、邮件的功能,实现方式是先将数据收集到队列中,然后有一个定时任务去消耗队列,处理该做的事情。

直接使用 redis 的 lpush,rpop 或 rpush,lpop。

//进队列
$redis->lpush(key, value);

//出队列
$redis->rpop(key);

memcached 没有这种数据结构。

二、比如我们要存储用户信息,id、姓名、电话、年龄、身高 ,怎么存储?

方案一:key => value

key = user_data_用户id

value = json_encode(用户数据)

查询时,先取出key,然后进行json_decode解析。

方案二:hash

key = user_data_用户id

hashkey = 姓名,value = xx

hashkey = 电话,value = xx

hashkey = 年龄,value = xx

hashkey = 身高,value = xx

查询时,取出key即可。

//新增
$redis->hset(key, hashkey, value);
$redis->hset(key, hashkey, value);
$redis->hset(key, hashkey, value);

//编辑
$redis->hset(key, hashkey, value);

//查询
$redis->hgetall(key); //查询所有属性
$redis->hget(key, hashkey); //查询某个属性

方案二 优于 方案一。

三、比如社交项目类似于新浪微博,个人中心的关注列表和粉丝列表,双向关注列表,还有热门微博,还有消息订阅 等等。

以上都用 redis 提供的相关数据结构即可。

四、memcached 只存储在内存中,而 redis 既可以存储在内存中,也可以持久化到磁盘上。

如果需求中的数据需要持久化,请选择 redis 。

个人在工作中没有用到 memcached ,通过查询资料得到 memcached 内存分配时优于 redis。

memcached 默认使用 slab allocation 机制管理内存,按照预先规定的大小,将分配的内存分割成特定长度的块以存储相应长度的key-value数据记录,以完全解决内存碎片问题。

如何保证,缓存与数据库的数据一致性?

新增数据:先新增到数据库,再新增到缓存。

编辑数据:先删除缓存数据,再修改数据库中数据,再新增到缓存。

删除数据:先删除缓存数据,再删除数据库中数据。

查询数据:先查询缓存数据,没有,再查询数据库,再新增到缓存。

强一致性是很难保证的,比如事务一致性,时间点一致性,最终一致性等。

具体问题具体分析吧。

缓存穿透怎么办?

用户请求缓存中不存在的数据,导致请求直接落在数据库上。

一、设置有规则的key值,先验证key是否符合规范。

二、接口限流、降级、熔断,请研究 istio:

三、布隆过滤器。

四、为不存在的key值,设置空缓存和过期时间,如果存储层创建了数据,及时更新缓存。

雪崩怎么办?

一、互斥锁,只允许一个请求去重建索引,其他请求等待缓存重建执行完,重新从缓存获取数据。

二、双缓存策略,原始缓存和拷贝缓存,当原始缓存失效请求拷贝缓存,原始缓存失效时间设置为短期,拷贝缓存设置为长期。

已上,纯属抛转引玉,结合自己的情况,具体问题,具体分析吧。

本文欢迎转发,转发请注明作者和出处,谢谢!

如对本文有疑问,请在下面进行留言讨论,广大热心网友会与你互动!! 点击进行留言回复

相关文章:

验证码:
移动技术网