Django為什么要緩存Cache

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Django為什么要緩存Cache，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

緩存(Cache)對(duì)于創(chuàng)建一個(gè)高性能的網(wǎng)站和提升用戶體驗(yàn)來說是非常重要的，然而對(duì)我們這種只用得起拼多多的碼農(nóng)而言最重要的是學(xué)會(huì)如何使用緩存。今天我們就來看看緩存Cache應(yīng)用場景及工作原理吧，并詳細(xì)介紹如何在Django中設(shè)置Cache并使用它們。

什么是緩存Cache

緩存是一類可以更快的讀取數(shù)據(jù)的介質(zhì)統(tǒng)稱，也指其它可以加快數(shù)據(jù)讀取的存儲(chǔ)方式。一般用來存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)，常用介質(zhì)的是讀取速度很快的內(nèi)存。一般來說從數(shù)據(jù)庫多次把所需要的數(shù)據(jù)提取出來，要比從內(nèi)存或者硬盤等一次讀出來付出的成本大很多。對(duì)于中大型網(wǎng)站而言，使用緩存減少對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)是提升網(wǎng)站性能的關(guān)鍵之一。

為什么要使用緩存Cache

在Django中，當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)視圖后，視圖會(huì)先從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)放到模板中進(jìn)行動(dòng)態(tài)渲染，渲染后的結(jié)果就是用戶看到的網(wǎng)頁。如果用戶每次請(qǐng)求都從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)并渲染，將極大降低性能，不僅服務(wù)器壓力大，而且客戶端也無法即時(shí)獲得響應(yīng)。如果能將渲染后的結(jié)果放到速度更快的緩存中，每次有請(qǐng)求過來，先檢查緩存中是否有對(duì)應(yīng)的資源，如果有，直接從緩存中取出來返回響應(yīng)，節(jié)省取數(shù)據(jù)和渲染的時(shí)間，不僅能大大提高系統(tǒng)性能，還能提高用戶體驗(yàn)。

我們來看一個(gè)實(shí)際的博客例子。每次當(dāng)我們?cè)L問首頁時(shí)，下面視圖都會(huì)從數(shù)據(jù)庫中提取文章列表，并渲染的模板里去。大多數(shù)情況下，我們的博客不會(huì)更新得那么頻繁，所以文章列表是不變的。這樣用戶在一定時(shí)間內(nèi)多次訪問首頁時(shí)都從數(shù)據(jù)庫重新讀取同樣的數(shù)據(jù)是一種很大的浪費(fèi)。

from django.shortcuts import render
def index(request):
    # 讀取數(shù)據(jù)庫等并渲染到網(wǎng)頁
    article_list = Article.objects.all()
    return render(request, 'index.html', {'article_list': article_list})

使用緩存Cache就可以幫我們解決這個(gè)問題。當(dāng)用戶首次訪問博客首頁時(shí)，我們從數(shù)據(jù)庫中提取文章列表，并將其存儲(chǔ)到緩存里(常用的是內(nèi)存，這取決于你的設(shè)置)。當(dāng)用戶在單位時(shí)間內(nèi)再次訪問首頁時(shí), Django先檢查緩存是否過期(本例是15分鐘), 再檢查緩存里文章列表資源是否存在，如果存在，直接從緩存中讀取數(shù)據(jù), 并渲染模板。

from django.shortcuts import render
from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(60 * 15)  # 秒數(shù)，這里指緩存 15 分鐘
def index(request):
    article_list = Article.objects.all()
    return render(request, 'index.html', {'article_list': article_list})

注意：在Django中使用緩存前，我們必需先做必要的設(shè)置。

緩存Cache的應(yīng)用場景

緩存主要適用于對(duì)頁面實(shí)時(shí)性要求不高的頁面。存放在緩存的數(shù)據(jù)，通常是頻繁訪問的，而不會(huì)經(jīng)常修改的數(shù)據(jù)。我們來舉幾個(gè)應(yīng)用例子:

博客文章。假設(shè)用戶一天更新一篇文章，那么可以為博客設(shè)置1天的緩存，一天后會(huì)刷新。

購物網(wǎng)站。商品的描述信息幾乎不會(huì)變化，而商品的購買數(shù)量需要根據(jù)用戶情況實(shí)時(shí)更新。我們可以只選擇緩存商品描述信息。

緩存網(wǎng)頁片段。比如緩存網(wǎng)頁導(dǎo)航菜單和腳部(Footer)。

Django緩存設(shè)置

Django中提供了多種緩存方式，如果要使用緩存，需要先在settings.py中進(jìn)行配置，然后應(yīng)用。根據(jù)緩存介質(zhì)的不同，你需要設(shè)置不同的緩存后臺(tái)Backend。

Memcached緩存

Memcached是基于內(nèi)存的緩存，Django原生支持的最快最有效的緩存系統(tǒng)。對(duì)于大多數(shù)場景，我們推薦使用Memcached，數(shù)據(jù)緩存在服務(wù)器端。使用前需要通過pip安裝memcached的插件python-memcached和pylibmc，可以同時(shí)支持多個(gè)服務(wù)器上面的memcached。

下面是使用pyhon-memcached的設(shè)置。

# localhost
CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
}
# unix soket
CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
        'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
    }
}   
CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
        'LOCATION': [
            '172.19.26.240:11211',
            '172.19.26.242:11211',
        ]
        # 我們也可以給緩存機(jī)器加權(quán)重，權(quán)重高的承擔(dān)更多的請(qǐng)求，如下
        'LOCATION': [
            ('172.19.26.240:11211',5),
            ('172.19.26.242:11211',1),
        ]
    }
 }

數(shù)據(jù)庫緩存

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
        'LOCATION': 'my_cache_table',
    }

文件系統(tǒng)緩存

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',#這個(gè)是文件夾的路徑
        #'LOCATION': 'c:\foo\bar',#windows下的示例
    }
}

本地內(nèi)存緩存

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

Django代碼中如何使用Cache

當(dāng)你做好Cache的設(shè)置后，在代碼中你可以有三種方式使用Cache。

·在視圖View中使用

·在路由URLConf中使用

·在模板中使用

在視圖View中使用cache

from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(60 * 15)
def my_view(request):
    ...

在路由URLConf中使用cache

這是小編我更喜歡的方式，這樣你就不用修改負(fù)責(zé)邏輯部分的view了。

from django.views.decorators.cache import cache_page
urlpatterns = [
    path('foo/<int:code>/', cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

在模板中使用cache

{% load cache %}
{% cache 500 sidebar request.user.username %}
    .. sidebar for logged in user ..
{% endcache %}

對(duì)于大部分碼農(nóng)而言，我們只需要懂得如何在django中使用cache即可，而不需要詳細(xì)了解django后臺(tái)工作原理，比如Django是如何將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到選定介質(zhì)的以及django是如何判斷緩存是否已經(jīng)過期的。

Django中使用Cache的高級(jí)技巧

下面我來介紹下Django中使用cache的一些高級(jí)技巧。

使用cache_control

通常用戶將會(huì)面對(duì)兩種緩存： 他或她自己的瀏覽器緩存（私有緩存）以及他或她的提供者緩存（公共緩存）。 公共緩存由多個(gè)用戶使用，而受其它人的控制。 這就產(chǎn)生了你不想遇到的敏感數(shù)據(jù)的問題，比如說你的銀行賬號(hào)被存儲(chǔ)在公眾緩存中。 因此，Web 應(yīng)用程序需要以某種方式告訴緩存那些數(shù)據(jù)是私有的，哪些是公共的。

解決方案是標(biāo)示出某個(gè)頁面緩存應(yīng)當(dāng)是私有的。 要在 Django 中完成此項(xiàng)工作，可使用 cache_control 視圖修飾器：

from django.views.decorators.cache import cache_control
@cache_control(private=True)
def my_view(request):
# ...

該修飾器負(fù)責(zé)在后臺(tái)發(fā)送相應(yīng)的 HTTP 頭部。

還有一些其他方法可以控制緩存參數(shù)。 例如，HTTP 允許應(yīng)用程序執(zhí)行如下操作：

·定義頁面可以被緩存的最大時(shí)間。

·指定某個(gè)緩存是否總是檢查較新版本，僅當(dāng)無更新時(shí)才傳遞所緩存內(nèi)容。

在 Django 中，可使用 cache_control 視圖修飾器指定這些緩存參數(shù)。 在下例中， cache_control 告訴緩存對(duì)每次訪問都重新驗(yàn)證緩存并在最長 3600 秒內(nèi)保存所緩存版本。

from django.views.decorators.cache import cache_control
@cache_control(must_revalidate=True, max_age=3600)
def my_view(request):
# ...

在 cache_control() 中，任何合法的Cache-Control HTTP 指令都是有效的。下面是完整列表：

·public=True

·private=True

·no_cache=True

·no_transform=True

·must_revalidate=True

·proxy_revalidate=True

·max_age=num_seconds

·s_maxage=num_seconds

使用vary_on_headers

缺省情況下，Django 的緩存系統(tǒng)使用所請(qǐng)求的路徑(如blog/article/1)來創(chuàng)建其緩存鍵。這意味著不同用戶請(qǐng)求同樣路徑都會(huì)得到同樣的緩存版本，不考慮客戶端user-agent, cookie和語言配置的不同, 除非你使用Vary頭部通知緩存機(jī)制需要考慮請(qǐng)求頭里的cookie和語言的不同。

要在 Django 完成這項(xiàng)工作，可使用便利的 vary_on_headers 視圖裝飾器。例如下面代碼告訴Django讀取緩存數(shù)據(jù)時(shí)需要同時(shí)考慮User-Agent和Cookie的不同。

from django.views.decorators.vary import vary_on_headers
@vary_on_headers('User-Agent', 'Cookie')
def my_view(request):
    ...

使用never_cache禁用緩存

如果你想用頭部完全禁掉緩存, 你可以使用django.views.decorators.cache.never_cache裝飾器。如果你不在視圖中使用緩存，服務(wù)器端是肯定不會(huì)緩存的，然而用戶的客戶端如瀏覽器還是會(huì)緩存一些數(shù)據(jù)，這時(shí)你可以使用never_cache禁用掉客戶端的緩存。

from django.views.decorators.cache import never_cache
@never_cache
def myview(request):
# ...

關(guān)于Django為什么要緩存Cache就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。