django的缓存机制 – Python量化投资

django的缓存机制

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:settings.py

    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//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

https://www.cnblogs.com/liuweida/p/11660193.html

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