浅谈Django的缓存机制

由于Django是动态网站,所有每次请求均会去数据进行相应的操作,当程序访问量大时,耗时必然会更加明显,最简单解决方式是使用:缓存,缓存将一个某个views的返回值保存至内存或者memcache中,5分钟内再有人来访问时,则不再去执行view中的操作,而是直接从内存或者Redis中之前缓存的内容拿到,并返回。

Django中提供了6种缓存方式:

  1. 开发调试
  2. 内存
  3. 文件
  4. 数据库
  5. Memcache缓存(python-memcached模块)
  6. Memcache缓存(pylibmc模块)

通用配置

'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':{
     'MAX_ENTRIES': 300,          # 最大缓存个数(默认300)
     'CULL_FREQUENCY': 3,          # 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)
    },
    '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】)

以上六中模式都可以使用

自定义key

def default_key_func(key, key_prefix, version):
  """
  Default function to generate keys.

  Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
  the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
  function with custom key making behavior.
  """
  return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

 def get_key_func(key_func):
  """
  Function to decide which key function to use.

  Defaults to ``default_key_func``.
  """
  if key_func is not None:
   if callable(key_func):
    return key_func
   else:
    return import_string(key_func)
  return default_key_func

开发调试

# 此为开始调试用,实际内部不做任何操作
  # 配置:
    CACHES = {
      'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',   # 引擎
       通用配置
      }
    }

内存

# 此缓存将内容保存至内存的变量中
  # 配置:
    CACHES = {
      'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
        'LOCATION': 'unique-snowflake',
       通用配置
      }
    }

  # 注:其他配置同开发调试版本

文件

# 此缓存将内容保存至文件
  # 配置:

    CACHES = {
      'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',
         通用配置
      }
    }
  # 注:其他配置同开发调试版本

数据库

# 此缓存将内容保存至数据库

  # 配置:
    CACHES = {
      'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
        'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
       通用配置
      }
    }

  # 注:执行创建表命令 python manage.py createcachetable

Memcache缓存(python-memcached模块)

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

  CACHES = {
    'default': {
      'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
      'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
  }

  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',
      ]
    }
  }

Memcache缓存(pylibmc模块)

# 此缓存使用pylibmc模块连接memcache
  
  CACHES = {
    'default': {
      'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
      'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
  }

  CACHES = {
    'default': {
      'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
      'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
    }
  } 

  CACHES = {
    'default': {
      'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
      'LOCATION': [
        '172.19.26.240:11211',
        '172.19.26.242:11211',
      ]
    }
  }

缓存的应用

单独视图缓存

from django.views.decorators.cache import cache_page

@cache_page(60 * 15)
def my_view(request):
      ...

即通过装饰器的方式实现,导入模块之后,在需要缓存的函数前加@cache_page(60 * 15) 60*15表示缓存时间是15分钟

例子如下:

from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(10)
def cache(request):
  import time
  ctime = time.time()
  return render(request,"cache.html",{"ctime":ctime})

前端页面如下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Title</title>
</head>
<body>
  <h1>{{ ctime }}</h1>
  <h1>{{ ctime }}</h1>
  <h1>{{ ctime }}</h1>

</body>
</html>

这样在前端页面在获取的ctime的时候就会被缓存10秒钟,10秒钟之后才会变化,但是这样的话就相当月所有的调用ctime的地方都被缓存了

局部缓存

引入TemplateTag

{% load cache %}

使用缓存

{% cache 5000 缓存key %}

缓存内容

{% endcache %}

更改前端代码如下:

{% load cache %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Title</title>
</head>
<body>
  <h1>{{ ctime }}</h1>
  <h1>{{ ctime }}</h1>
  {% cache 10 c1 %}
  <h1>{{ ctime }}</h1>
  {% endcache %}
</body>
</html>

这样就实现了最后一个ctime缓存,其他两个不缓存

全站缓存

全站缓存的时候,需要在中间件的最上面添加:

'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',

在中间件的最下面添加:

'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',

其中'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware'里面只有process_response方法,在'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware'中只有process_request方法,所以最开始是直接跳过UpdateCacheMiddleware,然后从第一个到最后一个中间件的resquest,第一次没有缓存座椅匹配urls路由关系依次进过中间件的process_view,到达views函数,再经过process_exception最后经过response,到达FetchFromCacheMiddleware

另一个让我烦恼一个多小时的问题是,设置 TIMEOUT 参数无效。查找Django的源文件( ./core/cache/backends/memcached.py ),打印出设置缓存时的信息。发现不论参数设置多少,缓存的有效期都变成了600s。

后来终于在django的 conf/global_settings.py 这个文件里找到 CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = 600 这个参数。看名字是中间件的缓存时间,懒得深究了。在 settings.py 文件中把这个参数值也修改一下,再次测试,终于得到预期的效果。这个问题竟然在放狗都没搜到,值得一记。

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