Django高階之-快取

super發表於2022-04-05

Django快取

一快取介紹

在動態網站中,使用者所有的請求,伺服器都會去資料庫中進行相應的增,刪,查,改,渲染模板,執行業務邏輯,最後生成使用者看到的頁面.

當一個網站的使用者訪問量很大的時候,每一次的的後臺操作,都會消耗很多的服務端資源,所以必須使用快取來減輕後端伺服器的壓力.

快取是將一些常用的資料儲存記憶體或者memcache中,在一定的時間內有人來訪問這些資料時,則不再去執行資料庫及渲染等操作,而是直接從記憶體或memcache的快取中去取得資料,然後返回給使用者.

二 Django中的6種快取方式

開發除錯快取
記憶體快取
檔案快取
資料庫快取
Memcache快取(使用python-memcached模組)
Memcache快取(使用pylibmc模組)

經常使用的有檔案快取和Mencache快取

三 Django6種快取的配置

1.2.1 開發除錯(此模式為開發除錯使用,實際上不執行任何操作)

settings.py檔案配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',  # 快取後臺使用的引擎
  'TIMEOUT': 300,            # 快取超時時間（預設300秒，None表示永不過期，0表示立即過期）
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,          # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  },
 }
}

1.2.2 記憶體快取(將快取內容儲存至記憶體區域中)

settings.py檔案配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',  # 指定快取使用的引擎
  'LOCATION': 'unique-snowflake',         # 寫在記憶體中的變數的唯一值 
  'TIMEOUT':300,             # 快取超時時間(預設為300秒,None表示永不過期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  }  
 }
}

1.2.3 檔案快取(把快取資料儲存在檔案中)

settings.py檔案配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定快取使用的引擎
  'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',        #指定快取的路徑
  'TIMEOUT':300,              #快取超時時間(預設為300秒,None表示永不過期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  }
 }   
}

1.2.4 資料庫快取(把快取資料儲存在資料庫中)

settings.py檔案配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',  # 指定快取使用的引擎
  'LOCATION': 'cache_table',          # 資料庫表    
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  }  
 }   
}

注意,建立快取的資料庫表使用的語句:

python manage.py createcachetable

1.2.5 Memcache快取(使用python-memcached模組連線memcache)

Memcached是Django原生支援的快取系統.要使用Memcached,需要下載Memcached的支援庫python-memcached或pylibmc.

settings.py檔案配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache', # 指定快取使用的引擎
  'LOCATION': '192.168.10.100:11211',         # 指定Memcache快取伺服器的IP地址和埠
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  }
 }
}

LOCATION也可以配置成如下:

'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',   # 指定區域網內的主機名加socket套接字為Memcache快取伺服器
'LOCATION': [         # 指定一臺或多臺其他主機ip地址加埠為Memcache快取伺服器
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

1.2.6 Memcache快取(使用pylibmc模組連線memcache)

settings.py檔案配置
 CACHES = {
  'default': {
   'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',  # 指定快取使用的引擎
   'LOCATION':'192.168.10.100:11211',         # 指定本機的11211埠為Memcache快取伺服器
   'OPTIONS':{
    'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大快取記錄的數量（預設300）
    'CULL_FREQUENCY': 3,           # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
   },  
  }
 }

LOCATION也可以配置成如下:

'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',  # 指定某個路徑為快取目錄
'LOCATION': [       # 分散式快取,在多臺伺服器上執行Memcached程式,程式會把多臺伺服器當作一個單獨的快取,而不會在每臺伺服器上覆制快取值
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

Memcached是基於記憶體的快取,資料儲存在記憶體中.所以如果伺服器當機的話,資料就會丟失,所以Memcached一般與其他快取配合使用

四 Django中的快取應用

Django提供了不同粒度的快取,可以快取某個頁面,可以只快取一個頁面的某個部分,甚至可以快取整個網站.

資料庫：

class Book(models.Model):
    name=models.CharField(max_length=32)
    price=models.DecimalField(max_digits=6,decimal_places=1)

4.1 檢視函式使用快取

檢視：

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *

@cache_page(15)          #超時時間為15秒
def index(request):
　　t=time.time()      #獲取當前時間
　　bookList=Book.objects.all()
　　return render(request,"index.html",locals())

模板(index.html):

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h3>當前時間:-----{{ t }}</h3>

<ul>
    {% for book in bookList %}
       <li>{{ book.name }}--------->{{ book.price }}$</li>
    {% endfor %}
</ul>

</body>
</html>

上面的例子是基於記憶體的快取配置,基於檔案的快取該怎麼配置呢??

更改settings.py的配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', # 指定快取使用的引擎
  'LOCATION': 'E:\django_cache',          # 指定快取的路徑
  'TIMEOUT': 300,              # 快取超時時間(預設為300秒,None表示永不過期)
  'OPTIONS': {
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大快取記錄的數量（預設300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 快取到達最大個數之後，剔除快取個數的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（預設3）
  }
 }
}

然後再次重新整理瀏覽器,可以看到在剛才配置的目錄下生成的快取檔案

通過實驗可以知道,Django會以自己的形式把快取檔案儲存在配置檔案中指定的目錄中.

4.2 全站使用快取

既然是全站快取,當然要使用Django中的中介軟體.

使用者的請求通過中介軟體,經過一系列的認證等操作,如果請求的內容在快取中存在,則使用FetchFromCacheMiddleware獲取內容並返回給使用者

當返回給使用者之前,判斷快取中是否已經存在,如果不存在,則UpdateCacheMiddleware會將快取儲存至Django的快取之中,以實現全站快取

快取整個站點，是最簡單的快取方法

在 MIDDLEWARE_CLASSES 中加入 “update” 和 “fetch” 中介軟體
MIDDLEWARE_CLASSES = (
    ‘django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware’, #第一
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    ‘django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware’, #最後
)
“update” 必須配置在第一個
“fetch” 必須配置在最後一個

修改settings.py配置檔案

MIDDLEWARE_CLASSES = (
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',   #響應HttpResponse中設定幾個headers
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',   #用來快取通過GET和HEAD方法獲取的狀態碼為200的響應

)


CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS=10

檢視函式：

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *


def index(request):

     t=time.time()      #獲取當前時間
     bookList=Book.objects.all()
     return render(request,"index.html",locals())

def foo(request):
    t=time.time()      #獲取當前時間
    return HttpResponse("HELLO:"+str(t))

模板(index.html)：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h3 style="color: green">當前時間:-----{{ t }}</h3>

<ul>
    {% for book in bookList %}
       <li>{{ book.name }}--------->{{ book.price }}$</li>
    {% endfor %}
</ul>

</body>
</html>

其餘程式碼不變,重新整理瀏覽器是10秒,頁面上的時間變化一次,這樣就實現了全站快取.

4.3區域性檢視快取

例子,重新整理頁面時,整個網頁有一部分實現快取

views檢視函式

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *
def index(request):
     t=time.time()      #獲取當前時間
     bookList=Book.objects.all()
     return render(request,"index.html",locals())

模板(index.html):

{% load cache %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
 <h3 style="color: green">不快取:-----{{ t }}</h3>

{% cache 2 'name' %}
 <h3>快取:-----:{{ t }}</h3>
{% endcache %}

</body>
</html>

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一 快取介紹

二 Django中的6種快取方式

三 Django6種快取的配置

四 Django中的快取應用

4.1 檢視函式使用快取

4.2 全站使用快取

4.3區域性檢視快取

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