Django中缓存的使用
一、服务器缓存策略
缓存定义：缓存是一类可以更快的读取数据的介质统称，也指其他可以加快数据读取的存储方式。一般用来存储临时数据，常用介质的是读取速度很快的内存
意义：视图渲染有一定的成本，数据库的频繁查询过高，所以对低频变动的页面可以考虑使用缓存技术，减少实际渲染次数，用户拿到响应的时间成本会更低
缓存利用场景：
（1）博客列表页
（2）电商商品详情页
场景特点：缓存的地方，数据变动频率较少
1、多种级别的缓存
（1）数据库级别的缓存
在Django中settings.py中进行配置，设置缓存
CACHES = {
'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
'LOCATION': 'my_cache_table', # 控制缓存保存在哪个表里
'TIMEOUT': 300, # 缓存保存时间，单位秒，默认值300
'OPTIONS': {
'MAX_ENTRIES': 300, # 缓存最大数据条数
'CULL_FREQUENCY': 2, # 缓存条数达到最大值时，删除1/x的缓存数据
}
}
}
（2）将数据缓存到服务器内存中
CACHE = {
'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
'LOCATION': 'unique-snowflake'
}
}
上面测试使用，一般内存级别的缓存可以使用内存级别用作缓存的数据库redis
（3）文件系统级的缓存
把缓存存到系统下的某个文件里，但是这种方式一般也不怎么使用
CACHE = {
'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
'LOCATION': '/var/tmp/django_cache', # 这个是文件夹的路径
# 'LOCATION' : 'c:\test\cache' # windows下示例
}
}
2、以数据库级缓存为例进行测试
（1）创建缓存表
在Django中的setttings.py文件中，添加配置，然后在项目目录执行
python3 managy.py createcachetable
然后在数据库可以查看到出来一个my_cache_table这张表
mysql> desc my_cache_table;
+-----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+-----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| cache_key | varchar(255) | NO | PRI | NULL | |
| value | longtext | NO | | NULL | |
| expires | datetime(6) | NO | MUL | NULL | |
+-----------+--------------+------+-----+---------+-------+
3 rows in set (0.01 sec)
mysql>
（2）Django中对缓存表的使用
使用cache_page函数，这个cache_page函数相当于在执行视图函数之前先看缓存里面有没有要查的数据，如果有直接读缓存，如果没有就继续往下走视图函数，视图函数走完，再往缓存里视图函数返回的数据
方式一：使用装饰器
from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(30) # 单位秒
def test_cache(request):
...
方式二：在路由中修改
from django.views.decorators.cache import cache_page
urlpatterns = [
path('foo/', cache_page(60)(test_cache)),
]
其实都是一样的
（3）测试缓存是否配置成功
那就修改视图函数test_cache如下
import time
from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(15)
def test_cache(request):
t = time.time()
return HttpResponse('time is %s' % t)
因为使用了缓存，按道理页面中的时间应该不是实时变化的，而是缓存中的，可以在页面中查看效果验证确实如此
3、数据库级缓存-局部缓存（缓存api）
（1）局部缓存的概念
之前的cache_page算是全局缓存，因为是放在视图函数前边，所以是把视图函数返回的数据全缓存，而且这种使用cache_page的方式往缓存里存放的缓存内容并不是键值对的方式进行存放的，也没有专门删除特定缓存的方法，除非缓存全删，所以cache_page这种方式的缓存虽然使用上很简单但是却有明显的缺点，因此还有局部缓存的方式
比如下面这个例子
from django.shortcuts import render
def index(request):
book_list = Book.objects.all()
...
return render(request, 'index.html', locals)
从上面代码可以看出来，最主要的可能耗时的是book_list这个列表查询，显然只缓存这个数据要比缓存整个视图函数的返回结果要好一点，甚至其他视图函数还可以使用这里缓存的book_list这份数据，复用性也强了，那么Django中可以使用缓存api的方式来进行局部缓存
先引入cache对象
方式一：使用caches[‘CACHES配置项中的key’]导入具体对象
from django.core.cache import caches
cache1 = caches['myalias'] # 这里的myalias是settings.py中CACHES配置项里键值对中的键，当然配置项里可以对多个应用配置不同的配置项
# cache1是缓存对象
cache2 = caches['myalias_2']
方式二：直接引入CACHES配置项中的’default’项
from django.core.cache import cache # 最后import的cache不加s的话，会使用CACHES配置项中默认的default配置来进行缓存
上面不管哪种方式，操作缓存时都是操作缓存对象，使用第二种方式走默认default配置时，缓存对象名字叫cache
（2）缓存api的使用
1、存储缓存
使用cache.set(key, value, timeout)来进行缓存
key为缓存的key，value为python对象，timeout为缓存的存储时间（单位s秒），默认为CACHES中的TIMEOUT值，返回值为None
2、获取缓存
使用cache.get(key)来进行缓存的获取
key为缓存时保存使用的key，返回值为key的具体值，如果没有数据则返回None
3、存储缓存-在key不存在时生效
使用cache.add(key, value)进行缓存的存储，只在key不存在时才生效
如果存储成功，返回值为True，如果失败返回值为False
4、若未获取到数据则执行set
使用cache.get_or_set(key, value, timeout)方法来获取数据，如果没有找到数据，则执行set操作来缓存数据
返回值为value
5、批量存储缓存
使用cache.set_many(dict, timeout)方法来批量缓存
dict为key和value的字典，timeout为存储时间（s），返回值为插入不成功的key的数组
因此这样就可以控制缓存中的每一份数据了，在视图函数中，在想要查询某些低频数据时，可以先判断，用cache.get看一下缓存里是否有数据，有则从缓存取出，如果没有则正常走视图函数中的查询语句，查出来的结果再使用cache.set缓存一份数据
二、浏览器缓存策略
因为数据通过网络传输也是需要时间的，那么对用重复请求的数据，在浏览器中也可以进行缓存，缓存在客户端而不是服务器
浏览器缓存有两大类，一个强缓存，一个协商缓存
1、强缓存
不会向服务器发送请求，直接从缓存中读取数据
（1）响应头-Expires
定义：缓存过期时间，用来制定资源到期的时间，是服务器端的具体的时间点
样例：Expires：Thu, 02 Apr 2030 05:14:08 GMT
（2）响应头-Cache-Control
在HTTP/1.1中，Cache-Control主要用于控制网页缓存。比如当Cache-Control:max-age=120代表请求创建时间后的120秒，缓存失效
说明：目前服务器都会带着这两个头同时响应给浏览器，浏览器优先使用Cache-Control
使用了cache_page之后，会自动发送缓存时间到浏览器端
2、协商缓存
强缓存中的数据一旦过期，还需要跟服务器进行通信，从而获取最新数据，如果强缓存的数据是一些静态文件、大的图片呢？
考虑到大图片这类比较费带宽且不易变化的数据，强缓存时间到期后，浏览器会去跟服务器协商，当前缓存是否可用，如果可用，服务器不必返回数据，浏览器继续使用原来缓存的数据，如果文件不可用，则返回最新数据
如果要使用协商缓存这个策略，那么需要使用Last-Mofified响应头和If-Modified-Since请求头
（1）Last-Modified
Last-Modified为文件的最近修改时间，浏览器第一次请求静态文件时，服务器如果返回Last-Modified响应头，则代表该资源为需协商的缓存
当缓存到期后，浏览器将获取到的Last-Modified值作为请求头If-Modified-Since的值，与服务器发请求协商，服务器返回304响应码[响应体为空]，代表缓存继续使用，200响应码代表缓存不可用[响应体为最新资源]
也就是说，协商缓存是在强缓存的基础上多了一个Last-Modified头，会在缓存到期了之后，会跟服务器先商量一下，根据商量的结果来看缓存该怎么处理，Last_modified其实不是最好的方式，后来又有了新的浏览器缓存方式，使用Etag和If-None-Match
（2）Etag
之所以Last-Modified这种方式不太好，是因为其判断文件是否存在的单位标准是秒，但有时候一秒内就有多个文件发生变化
Etag是服务器响应请求时，返回当前资源文件的一个唯一标识（由服务器生成，比如利用哈希值），只要资源有变化，Etag就会重新生成
缓存到期后，浏览器将Etag响应头的值作为If-None-Match请求头的值，给服务器发请求协商，服务器接到请求头后，对比文件标识，不一致则认为资源不可用，返回200响应码[响应体为最新资源]，可用则返回304响应码