Django缓存机制

一：缓存介绍

　　在动态网站中，用户所有的请求，服务器都会去数据库中进行相应的增删改查，模板渲染，执行业务逻辑，最后生成用户看到的网页。

　　但是，当网站的用户访问量过大的时候，每一次的后台操作都会消耗很多的服务端资源，所以必须使用缓存来减轻后端服务器的压力。

　　缓存是将一些常用的数据保存内存或者memcache中，在一定的时间内有人来访问这些数据时，则不用再去执行数据库及渲染等操作，而是直接从内存或memcache的缓存中去取得数据，然后返还给用户。

二：Django中的6种缓存方式

1：开发调试（此模式为开发调试使用，实际上不执行任何操作）

settings.py文件配置

 CACHES = {
 'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定缓存使用的引擎
 'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',        #指定缓存的路径
 'TIMEOUT':300,              #缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
  'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（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）
   }
  }
 }

2：内存缓存（将缓存保存到内存区域中）

在settings中配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',  # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'unique-snowflake',         # 写在内存中的变量的唯一值 
  'TIMEOUT':300,             # 缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大缓存记录的数量（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）
  }  
 }
}

3：文件缓存（把缓存数据存到文件中）

在settings中配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',        #指定缓存的路径
  'TIMEOUT':300,              #缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（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）
  }
 }   
}

4：数据库缓存（把缓存数据存到数据库中）

settings文件中配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',  # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'cache_table',          # 数据库表    
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大缓存记录的数量（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）
  }  
 }   
}

注意：创建缓存的数据库表使用的语句：

python manage.py createcachetable

5：memcache缓存（使用python-memcached模块连接memcache）

Memcached是Django原生支持的缓存系统，要使用Memcached，需要下载Memcached的支持库python-memcached或pylibmc

在settings中配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache', # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': '192.168.10.100:11211',         # 指定Memcache缓存服务器的IP地址和端口
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（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）
  }
 }
}

LOCATION也可以配置如下：

'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',   # 指定局域网内的主机名加socket套接字为Memcache缓存服务器
'LOCATION': [         # 指定一台或多台其他主机ip地址加端口为Memcache缓存服务器
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

6：Memcache缓存（使用pylibmc模块连接memcache）

settings.py文件配置
 CACHES = {
  'default': {
   'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',  # 指定缓存使用的引擎
   'LOCATION':'192.168.10.100:11211',         # 指定本机的11211端口为Memcache缓存服务器
   'OPTIONS':{
    'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（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）
   },  
  }
 }

LOCATION也可以配置如下：

'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',  # 指定某个路径为缓存目录
'LOCATION': [       # 分布式缓存,在多台服务器上运行Memcached进程,程序会把多台服务器当作一个单独的缓存,而不会在每台服务器上复制缓存值
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

Memcached是基于内存的缓存，数据存储在内存中，所以如果服务器死机的话没数据就会丢失，所以Memcached一般与其他缓存配合使用

三：Django缓存的应用

Django提供了不同粒度的缓存，可以缓存某个页面，可以只缓存一个页面的某个部分，甚至可以缓存整个网站。

三种粒度：

　　全站缓存

　　单页面缓存

　　页面中局部缓存

1: 使用单页面缓存（使用装饰器）

from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(5)
def cache_test(request):
    print('走视图函数')
    ctime=time.time()
    return render(request,'index.html',locals())

2：页面局部缓存

{% load cache %}
#传两个参数:第一个参数是超时时间，第二个参数是key值,唯一的标志#
{% cache 5  'ttt'%}
    当前时间是：{{ ctime }}
{% endcache %}

3：全站缓存（配置中间件）

-配置两个中间件:
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware'   （response）
    ...
                                    
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware'    （request）

-配置缓存时间
    CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS=10

缓存数据的格式：

unique-snowflake={
    index:asdfafasfasf,
    test:aerafdgerytwrega,
    'ttt':saefasfaefqwe,
    'yyy':asdfasfdsad,
            }

四：基于文件缓存的Django缓存示例

利用文件缓存，在当前页面中缓存当前时间，缓存刷新时间为5秒

urls.py

from django.conf.urls import url
from django.contrib import admin
from app01.views import test

urlpatterns = [
    url(r'^admin/', admin.site.urls),
    url(r'^test/$', test,name='test'),
]

views.py

from django.shortcuts import render
from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
@cache_page(5)    #装饰器，缓存时间为5秒,单页面缓存时使用，当为局部缓存和全站缓存时时将其注释
def test(request):
    ctime = time.time()
    return render(request,'time.html',locals())

settings.py

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'cache',        #指定缓存的路径
  'TIMEOUT':300,              #缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（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）
  }
 }
}

time.py(单页面缓存和全站缓存）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>文件缓存测试</title>
</head>
<body>
{{ ctime }}
</body>
</html>

time.html（局部页面缓存）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>文件缓存测试</title>
</head>
<body>
    无缓存的时间：{{ ctime }}
    <br>
    {% load cache %}
    {% cache 5 'ttt' %}
        缓存时间：{{ ctime }}
    {% endcache %}
</body>
</html>

全站缓存是的settings中添加两个中间件和一个缓存时间配置

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',    #(response)
    ...
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware' ,   #(request)
]
CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS=5  #缓存刷新时间

配置中间件示意图：