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django的缓存机制

2019年10月12日 | 移动技术网IT编程 | 我要评论

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django设置缓存

一、设置缓存

django支持基于数据库的、文件的和内存的缓存。通常我们首先要对其进行设置。django关于缓存的设置都位于settings.py中的caches配置项中。
django支持下面几种缓存系统：

1. memcached

memcached是django原生支持的缓存系统，速度快，效率高。memcached是一种基于内存的缓存服务，起初是为了解决livejournal.com社交网站的负载问题而开发的，后来由danga公司开源。它被类似facebook和维基百科这种大型网站使用，用来减少数据库访问次数，显著地提高了网站的性能。
memcached会启动一个守护进程，并分配单独的内存块。其主要工作就是为缓存提供一个快速的添加，检索，删除的接口。所有的数据直接存储在内存中，所以它不能取代数据库或者文件系统的功能。如果你对缓存很熟悉，这些内容都很好理解。

如果你是新手，那么要清楚：

memcached不是django自带的软件，而是一个独立的软件，需要你自己安装、配置和启动服务；
memcached安装好了后，还要安装python操作memcached的依赖库，最常用的是python-memcached和pylibmc；
上面两个条件都满足了后，还要在django中进行配置。

配置方法：

根据你安装的python依赖库不同，将caches的backend设置为

django.core.cache.backends.memcached.memcachedcache
或者django.core.cache.backends.memcached.pylibmccache

设置location为你的memecached守护进程所在的主机ip和进程端口，格式为ip:port的字符串。或者unix:path的形式，在unix操作系统中。

下面是一个参考例子，memcached运行在localhost (127.0.0.1) port 11211，使用了python-memcached库：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.memcachedcache',
        'location': '127.0.0.1:11211',
    }
}

下面的memcached运行在本地的unix socket上：/tmp/memcached.sock，依赖python-memcached：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.memcachedcache',
        'location': 'unix:/tmp/memcached.sock',
    }
}

下面的memcached运行在/tmp/memcached.sock，不带unix:/前缀，依赖pylibmc库：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.pylibmccache',
        'location': '/tmp/memcached.sock',
    }
}

memcached支持分布式服务，可能同时在几台机器上运行，将它们的ip地址都加入到location中，如下所示：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.memcachedcache',
        'location': [
            '172.19.26.240:11211',
            '172.19.26.242:21423',
            '172.19.26.244:11213',
        ]
    }
}

基于内存的缓存系统有个明显的缺点就是断电数据丢失，尤其是memcached这种不支持序列化的缓存，所以请大家务必要注意数据的安全性。

其实对于当下，redis作为缓存更好，还支持序列化。

2. 数据库缓存

我们使用缓存的很大原因就是要减少数据库的操作，如果将缓存又存到数据库，做了无用功。所以，尽量不要使用基于数据库的缓存，这里也不做具体介绍，给个简单的配置范例吧：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.db.databasecache',
        'location': 'my_cache_table',  # 数据库表名字
    }
}
# 注：执行创建专门用于存储缓存数据表命令 python manage.py createcachetable

但是在某些情况下，还是有一些用途的，比如你有一个高速、高效索引的数据库。

redis缓存

准备软件：django-redis第三方模块
开始使用：
安装：pip install django-redis

配置：

caches = {
    "default": {
        "backend": "django_redis.cache.rediscache",
        "location": "redis://127.0.0.1:6379/1",
        "options": {
           "client_class": "django_redis.client.defaultclient",
        }
    }
}

作为session backend使用配置

session_engine = "django.contrib.sessions.backends.cache"
session_cache_alias = "default"

3. 文件系统缓存

连数据库我们都觉得慢，那么基于文件系统的呢？更慢！不过在你手里没有redis、memcached和数据库的时候，也可以勉为其难的用一下。下面给出两个配置案例：

基于unix系统：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.filebased.filebasedcache',
        'location': '/var/tmp/django_cache',
    }
}

基于windows操作系统，需要带盘符路径：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.filebased.filebasedcache',
        'location': 'c:/foo/bar',
    }
}

4. 基于本地内存的缓存

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。配置如下：

caches = {
    'default': {
      'backend': 'django.core.cache.backends.locmem.locmemcache',
      'location': 'unique-snowflake',
         # 缓存超时时间（默认300，none表示永不过期，0表示立即过期）
      'timeout': 300, 
      'options':{
                  # 最大缓存个数（默认300）
                    'max_entries': 300,   
                  # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/cull_frequency（默认3）
                    'cull_frequency': 3,  
                },
          } 
      }

# 缓存视图
from django.views.decorators.cache import cache_page@cache_page(5)  # 参数超时时间，5秒后过期
def student_list(request, *args, **kwargs):　　
    students = models.student.objects.all()　　
    print('students')　　
    return render(request, 'student_list.html', {'students': students})

5. 开发调试用的缓存

django很贴心的为我们设计了一个开发用的缓存。当你的生产环境是个大型的缓存系统，而你在开发的时候又没有相应的缓存系统支持，或者不想用那种笨重的大家伙进行开发。但实际开发过程中，你又不得不接入缓存系统，使用缓存的api，这种情况下，开发用的缓存就很顺手了。

配置如下：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.dummy.dummycache',　　　　
        'timeout': 300, # 缓存超时时间（默认300，none表示永不过期，0表示立即过期）
　　　　 'options':{
                  # 最大缓存个数（默认300）
                    'max_entries': 300,   
                  # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/cull_frequency（默认3）
                    'cull_frequency': 3,  
                },
      'key_prefix': '',        # 缓存key的前缀（默认空）
         'version': 1,            # 缓存key的版本（默认1）
         'key_function': 函数名   # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
    }
}

6. 自定义缓存后端

最高境界当然是使用自己开发的缓存系统了，django是支持的，但前提是你要有那能力！配置很简单：
```
caches = {
    'default': {
        'backend': 'path.to.backend',
    }
}
```

7. 缓存参数

上述每一个缓存后端都可以设置一些额外的参数来控制缓存行为，可以设置的参数如下：
- timeout：缓存的默认过期时间，以秒为单位，默认是300秒none表示永远不会过期。设置成0将造成缓存立即失效(缓存就没有意义了)。
- options：可选参数，根据缓存后端的不同而不同。
- key_prefix：django服务器使用的所有缓存键的字符串。
- version：由django服务器生成的默认版本号。
- key_function：一个字符串，其中包含一个函数的点路径，该函数定义了如何将前缀，版本和密钥组合成最终缓存密钥。

下面例子中配置了一个基于文件系统的缓存后端，缓存过期时间被设置为60秒，最大条目为1000.

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.filebased.filebasedcache',
        'location': '/var/tmp/django_cache',
        'timeout': 60,
        'options': {
            'max_entries': 1000
        }
    }
}

以下示例配置了一个基于python-memcached库的后端，其对象大小限制为2mb：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.memcachedcache',
        'location': '127.0.0.1:11211',
        'options': {
            'server_max_value_length': 1024 * 1024 * 2,
        }
    }
}

以下是基于pylibmc库的后端配置，该后端启用二进制协议、sasl认证和ketama行为模式：

caches = {
    'default': {
        'backend': 'django.core.cache.backends.memcached.pylibmccache',
        'location': '127.0.0.1:11211',
        'options': {
            'binary': true,
            'username': 'user',
            'password': 'pass',
            'behaviors': {
                'ketama': true,
            }
        }
    }
}

二、全站应用缓存

缓存系统最简单的使用方法是缓存整个网站。

这需要额外将'django.middleware.cache.updatecachemiddleware'和'django.middleware.cache.fetchfromcachemiddleware'添加到middleware设置中，如下所示：

middleware = [
    'django.middleware.cache.updatecachemiddleware',  # 必须放在最上面  
　　　　# 其他中间件...
    'django.middleware.cache.fetchfromcachemiddleware', # 必须放在最后]

注意： update中间件必须放在列表的开始位置，而fectch中间件，必须放在最后。这是django使用中间件的规则，它们是有顺序关系的，从上到下依次执行。请求到来先执行中间件process_request方法，这个时候要先看缓存中有没有数据，在fectch中间件，中有一个process_request方法，用于获取缓存数据，如果有就不进行路由匹配了，直接将数据返回，所以要放在最后。当数据将要返回给浏览器的时候，更新一下缓存，将数据放到缓存中，所以在update中间件中有一个process_response方法，用来更新缓存数据的，所以放在最上面。

然后，添加下面这些需要的参数到settings文件里:

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 : 密钥前缀

三、视图应用缓存

另一个使用缓存框架的方法是对视图的输出进行缓存。在django.views.decorators.cache定义了一个自动缓存视图响应结果的装饰器cache_page，使用非常简单:
```
from django.views.decorators.cache import cache_page

@cache_page(60 * 15)
def my_view(request):
    ...
```
cache_page接受一个参数：timeout，秒为单位。在上例中，my_view()视图的结果将被缓存15分钟(为了提高可读性写成了60 * 15)
和站点缓存一样，视图缓存与url无关。如果多个url指向同一视图，每个url将会分别缓存。继续my_view的例子，如果urlconf如下所示：
```
urlpatterns = [
    url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', my_view),
]
```
那么发送到/foo/23/和/foo/1/的请求会被分别缓存。但是一旦一个明确的url(例如/foo/23/) 已经被请求过了，之后再度发出的指向该url的请求将使用缓存的内容。
cache_page也可以使用一些额外的参数，比如cache，这个参数指示具体使用的缓存后端。
```
@cache_page(60 * 15, cache="special_cache")
def my_view(request):
    ...
```
还可以采用可选的关键字参数key_prefix在每个视图中指定具体的缓存前缀，如下所示：
```
@cache_page(60 * 15, key_prefix="site1")
def my_view(request):
    ...
```

四、缓存模板片段

我们还可以使用cache模板标签来缓存模板的一个片段。要使用这个标签，首先要在模版的顶部位置添加{% load cache %}。
模板标签{% cache %}将在设定的时间内，缓存标签块中包含的内容。它最少需要两个参数：缓存时间（以秒为单位）以及给缓存片段起的名称。像这样：
```
{% load cache %}
{% cache 500 sidebar %}
    .. sidebar ..
{% endcache %}
```
还可以依据片段内的动态内容缓存多个版本。如上个例子中，可以给站点的每个用户生成不同版本的sidebar缓存。只需要给{% cache %}标签再传递一个参数来标识区分这个缓存片段，如下所示：
```
{% load cache %}
{% cache 500 sidebar request.user.username %}
    .. sidebar for logged in user ..
{% endcache %}
```
缓存超时参数可以是个模板变量，只要模板变量可以解析为整数值即可。例如，如果模板变量my_timeout设置为值600，则以下两个示例是等效的：
```
{% cache 600 sidebar %} ... {% endcache %}
{% cache my_timeout sidebar %} ... {% endcache %}
```

注：来源https://blog.csdn.net/weixin_39726347/article/details/88035356

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