Python学习教程（技术分享）：Django项目缓存优化

今天的Python学习教程绝对是纯技术的分享， 关于Django项目缓存优化问题的详细讲解！

一起来看看：

一、为什么要使用缓存

大家可以想一下Django的请求响应流程：

→ 用户浏览器输入URL地址

→ Web服务器将HTTP请求转发给uWSGI服务器

→ uWSGI服务器将Request请求转发给Django应用

→ Django中间件处理Request请求

→ 视图View处理

→ 模型类Models获取数据

→ 模板Template渲染

→ 再次经过Django中间件返回

→ uWSGI服务器将Response返回给Web服务器

→ Web服务器响应客户端的HTTP请求。

这其中耗时最多的2个环节通常是视图中业务逻辑处理和从Models获取数据（SQL查询），对于相同目的请求，也就是业务处理逻辑和SQL查询的数据都一样的请求，每次都进行了重复的计算，并且数据是从硬盘读取而非内存。

所以使用缓存有如下好处：

• 降低服务器负载

• 避免重复计算

• 提高系统性能

二、如何进行缓存

很简单，一个Request请求过来，先去缓存中查询，有就返回；没有就去数据库查询并处理，然后把结果缓存好（供下次请求使用），再返回。用伪代码解释的话就是这样

三、缓存的类型

1. Memcached 效率最高，最快的缓存
2. Database caching 数据库缓存，这个指把数据缓存到数据表，比如你项目中使用的MySQL，就在MySQL中建表来专门缓存数据。不是指用Redis数据库
3. Filesystem caching 文件系统缓存，将缓存会把键值存储到独立的文件中去
4. Local-memory caching 使用系统内存缓存
5. Dummy caching (for development) 假缓存，只在开发过程中使用，以调试缓存接口，数据并没有真正缓存
6. Using a custom cache backend 自定义缓存后端，比如使用Redis

那么问题来了，我该使用哪种缓存呢？

其实常用的也就2种：Memcached或者Reids，其它基本不用考虑了。Redis国内用得多，支持RDB和AOF两种持久化方式，支持高可用集群，技术和方案很成熟。Memcached是纯内存存储，本身不支持持久化，不支持分布式，但是它内存管理效率高。

四、缓存粒度分类

1. Per-site cache 把整个网站都缓存了，只需要在项目中设置加入缓存中间键的配置，系统便会自动对整个网站进行缓存

2. Per-view cache 缓存某个视图

3. Template fragment caching 模板的片段，比如Django模板继承base.html，通常是不变的导航栏

4. Low-level cache API 低级别缓存API，比如缓存某个函数的结果，或者某个API接口

那么问题又来了，项目中我该选择什么样的缓存粒度？

是否需要缓存很简单，看内容是否变化。如果整个视图的数据通常都不变，就使用视图缓存，某些模板片段的数据不变就使用模板片段缓存等等。所以一个项目里面多种缓存粒度都有的

五、Django缓存设置

这里只说一下Redis和Memcached的，其它很少用的就不罗列了，需要注意的是系统上要安装对应的缓存服务，Django开发环境中要安装连接缓存服务的包（比如django-redis或pymemcache）

Memcache缓存设置

最简单的，配置地址和端口，不一定是要在本机，也可以是其它网段的服务器或集群

在本机的话，也可以使用unix Socket

也可以使用多态服务器，不同端口缓存

Redis缓存设置

截图一下实战课程中Redis缓存的配置，缓存网站的数据

Django channels频道层的缓存

Celery缓存，broker和任务的执行结果

六、缓存的使用

对于Django项目缓存的数据，我们取出来或存进去操作，可以不需要直接操作底层的缓存数据，比如使用原生的Redis或Memcached命令，只需要使用Django提供的缓存API即可。就像我们使用Django ORM一样，无需关注底层数据库是MySQL, PostgreSQL或SQLite，ORM语句都一样。

例如，访问缓存

使用缓存

除了set(), get()还有get_or_set(), get_many(), set_many(), delete(), delete_many(), clear(), touch(), incr(), decr(), close()操作。大家可以去看看官网文档一个个操作下，要注意的是有的API不是每一个Django版本都有，比如cache.touch()是Django 2.1版本才有的。

七、Django缓存优化性能评估

缓存使用了，那效果怎么样，有什么指标可以衡量？用什么工具来衡量？

Django Debug Toolbar

这点在之前的Python学习教程中有跟大家讲到过！

django-debug-toolbar是一个开源的工具，可以在看板上展示django对request/response处理的详细信息，比如当前请求响应的CPU耗时，settings/headers/request信息，当前请求使用的模板文件，静态文件，具体SQL语句和执行时间等等，看板要显示什么信息是可以灵活配置的。

右边的栏目就是django-debug-tool的看板

此页面共有9次SQL查询，耗时8.62毫秒

缓存命中3次，cache.get()，用时约0.91毫秒

Jmeter压力测试

django-debug-tool是开发人员用，从功能角度测试缓存效果。而Jmeter就是专门测试人员用的，用于性能测试和压力测试。项目使用缓存后，整体性能是不是提高了，高负载情况下系统稳定性怎么样。测试方面的知识就不具体展开了，不太清楚的伙伴可以私信或者留言哈！更多的Python学习教程也会继续为大家更新！