Django為什么要緩存Cache

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

緩存(Cache)對于創建一個高性能的網站和提升用戶體驗來說是非常重要的，然而對我們這種只用得起拼多多的碼農而言最重要的是學會如何使用緩存。今天我們就來看看緩存Cache應用場景及工作原理吧，并詳細介紹如何在Django中設置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據的介質統稱，也指其它可以加快數據讀取的存儲方式。一般用來存儲臨時數據，常用介質的是讀取速度很快的內存。一般來說從數據庫多次把所需要的數據提取出來，要比從內存或者硬盤等一次讀出來付出的成本大很多。對于中大型網站而言，使用緩存減少對數據庫的訪問次數是提升網站性能的關鍵之一。

為什么要使用緩存Cache

在Django中，當用戶請求到達視圖后，視圖會先從數據庫提取數據放到模板中進行動態渲染，渲染后的結果就是用戶看到的網頁。如果用戶每次請求都從數據庫提取數據并渲染，將極大降低性能，不僅服務器壓力大，而且客戶端也無法即時獲得響應。如果能將渲染后的結果放到速度更快的緩存中，每次有請求過來，先檢查緩存中是否有對應的資源，如果有，直接從緩存中取出來返回響應，節省取數據和渲染的時間，不僅能大大提高系統性能，還能提高用戶體驗。

我們來看一個實際的博客例子。每次當我們訪問首頁時，下面視圖都會從數據庫中提取文章列表，并渲染的模板里去。大多數情況下，我們的博客不會更新得那么頻繁，所以文章列表是不變的。這樣用戶在一定時間內多次訪問首頁時都從數據庫重新讀取同樣的數據是一種很大的浪費。

from django.shortcuts import render
def index(request):
    # 讀取數據庫等并渲染到網頁
    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問題。當用戶首次訪問博客首頁時，我們從數據庫中提取文章列表，并將其存儲到緩存里(常用的是內存，這取決于你的設置)。當用戶在單位時間內再次訪問首頁時, 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據, 并渲染模板。

from django.shortcuts import render
from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(60 * 15)  # 秒數，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置。

緩存Cache的應用場景

緩存主要適用于對頁面實時性要求不高的頁面。存放在緩存的數據，通常是頻繁訪問的，而不會經常修改的數據。我們來舉幾個應用例子:

博客文章。假設用戶一天更新一篇文章，那么可以為博客設置1天的緩存，一天后會刷新。

購物網站。商品的描述信息幾乎不會變化，而商品的購買數量需要根據用戶情況實時更新。我們可以只選擇緩存商品描述信息。

緩存網頁片段。比如緩存網頁導航菜單和腳部(Footer)。

Django緩存設置

Django中提供了多種緩存方式，如果要使用緩存，需要先在settings.py中進行配置，然后應用。根據緩存介質的不同，你需要設置不同的緩存后臺Backend。

Memcached緩存

Memcached是基于內存的緩存，Django原生支持的最快最有效的緩存系統。對于大多數場景，我們推薦使用Memcached，數據緩存在服務器端。使用前需要通過pip安裝memcached的插件python-memcached和pylibmc，可以同時支持多個服務器上面的memcached。

下面是使用pyhon-memcached的設置。

# 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器加權重，權重高的承擔更多的請求，如下
        'LOCATION': [
            ('172.19.26.240:11211',5),
            ('172.19.26.242:11211',1),
        ]
    }
 }

數據庫緩存

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

文件系統緩存

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

本地內存緩存

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

Django代碼中如何使用Cache

當你做好Cache的設置后，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責邏輯部分的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 %}

對于大部分碼農而言，我們只需要懂得如何在django中使用cache即可，而不需要詳細了解django后臺工作原理，比如Django是如何將數據存儲到選定介質的以及django是如何判斷緩存是否已經過期的。

Django中使用Cache的高級技巧

下面我來介紹下Django中使用cache的一些高級技巧。

使用cache_control

通常用戶將會面對兩種緩存： 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）。 公共緩存由多個用戶使用，而受其它人的控制。 這就產生了你不想遇到的敏感數據的問題，比如說你的銀行賬號被存儲在公眾緩存中。 因此，Web 應用程序需要以某種方式告訴緩存那些數據是私有的，哪些是公共的。

解決方案是標示出某個頁面緩存應當是私有的。 要在 Django 中完成此項工作，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):
# ...

該修飾器負責在后臺發送相應的 HTTP 頭部。

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

·定義頁面可以被緩存的最大時間。

·指定某個緩存是否總是檢查較新版本，僅當無更新時才傳遞所緩存內容。

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

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 的緩存系統使用所請求的路徑(如blog/article/1)來創建其緩存鍵。這意味著不同用戶請求同樣路徑都會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頭部通知緩存機制需要考慮請求頭里的cookie和語言的不同。

要在 Django 完成這項工作，可使用便利的 vary_on_headers 視圖裝飾器。例如下面代碼告訴Django讀取緩存數據時需要同時考慮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，服務器端是肯定不會緩存的，然而用戶的客戶端如瀏覽器還是會緩存一些數據，這時你可以使用never_cache禁用掉客戶端的緩存。

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

關于Django為什么要緩存Cache就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。