本文介绍Django的缓存。
什么是缓存
前面我们简单介绍过缓存，当进行复杂查询时，我们可以将结果放在内存中，后续的请求直接从内存中去取，大多数情况(并非所有)下能提升访问速度。
缓存可以让数据库空出能力更好地服务于其他请求，听起来好像不错，但如果数据库数据变了，内存中的数据未变，数据将是老旧的，一直要等到缓存过期才会更新。我们可以根据数据的变化频繁程度设置缓存过期时间如5分钟、3小时等。如果数据变化很频繁，缓存也就失去了意义。
当用户访问一个API很慢甚至不能响应，缓存帮助非常大，我们可以设置celery 后台任务更新缓存。但是好事情用得太多就变坏了，不能想当然地认为从内存取数总比从磁盘读数要快得多，比如我们将全部数据库缓存到内存就不是一个好主意，那是会占用过多内存影响处理任务的能力。
在使用缓存前一定要做相关性能测试，确有必要才采取。老话说得好：
过早的优化是邪恶的根源。
缓存后端
有各种缓存后端或者说引擎。
- 本地内存（默认）。它与我们的项目在同一个处理进程，适合开发过程，在生产环境中不是很合适。在生产环境中应使用合适的缓存服务器。
- Memcached。生产环境使用。
- Redis。生产环境适合，由于之前我们已使用Redis作为消息中介器，这里就选它，避免再安装依赖。
- 数据库。如果你有一个非常复杂的查询涉及多张表，你可以将查询结果存到数据库的某个表里，这样下次可以直接取出使用。数据库取数可能没有从内存取数快，但也是一种选项。
- 文件系统。将结果缓存在文件中，这不是常见选项，但在Django某些时候你可以使用。
以上这些缓存后端除了Redis，其它都已默认安装。
模拟一个慢速API
我们修改/playground/views.py，修改say_hello，访问一个模拟慢速的网站 https://httpbin.org/delay/2，2表示是模拟2秒的延迟。
...
import requests
def say_hello(request):
requests.get('https://httpbin.org/delay/2')
return render(request, 'hello.html', {'name': 'kelemi'})
我们接着访问：http://127.0.0.1:8000/playground/hello
发现需要大概2秒后才有响应，这样我们就模拟了慢速API。
设置并获得一个性能基准
在 locustfiles/browse_products.py 添加一个测试 say_hello，测试的内容就是简单地访问 /playground/hello/
...
@task
def say_hello(self):
self.client.get('/playground/hello/')
...
然后我们运行 locust，并输入 300用户，每秒10个用户的测试压力。我们在大约总计4500个请求时保存一下基准。我们看到 /playground/hello/响应非常慢。等到我们实现缓存后，再测试同样的压力作下比对。
安装Redis
之前我们就说过，安装Redis最简单的方式就是使用Docker。
sudo docker run -d -p 6379:6379 redis配置缓存
为了在Django中使用Redis，需要安装一个库 django-redis
pipenv install django-redis查看github。
https://github.com/jazzband/django-redis
我们知道需要在 settings中设置CACHES。其中的redis数据库，我们选择了2，因为之前celery 已使用了1。
CACHES = {
"default": {
"BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache",
"LOCATION": "redis://127.0.0.1:6379/2",
"OPTIONS": {
"CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient",
}
}}
这样我们就完成缓存的设置。
使用低级别的缓存API
修改 playground/views.py。say_hello使用了缓存技术。首先查看缓存中是否存在设定的键值，如果没有，就访问网站去获取数据。如果已存在，我们就直接获取缓存的值返回给用户。
from django.core.cache import cache
from django.shortcuts import render
import requests
def say_hello(request):
key = 'httpbin_result'
if cache.get(key) is None:
response = requests.get('https://httpbin.org/delay/2')
data = response.json()
cache.set(key, data)
return render(request, 'hello.html', {'name': cache.get(key)})
再访问 /playground/hello/，第一次有点慢，因为需要访问httpbin网站，而再刷新时就很快了，因为已从缓存读取了。
你可能好奇缓存中的数据多长时间是有效的。默认是5分钟或者说是300秒，我们可以修改它，在cache.set方法中提供第3个参数即可，比如10分钟就设置10*60.
cache.set(key, data, 10*60)我们也可以全局设定缓存数据的有效时间，在settings.py中的CACHES设置TIMEOUT键即可。
CACHES = {
"default": {
...
"TIMEOUT": 10*60,
...
}
}
使用低级别缓存API，我们在每个需要使用缓存的地方，都用get、set方法精确指定缓存的内容，显得很乏味而且有些重复，下一节介绍简单的方法。
缓存视图
Django有一种更好的缓存方法以代替重复的设置工作，使用装饰符@cache_page来标记。
装饰符@cache_pare(5*60) 括号里的数字代表缓存有效期，这里是5分钟。在say_hello中，我们去掉之前控制缓存的代码，只是获取httpbin的数据，然后在网页中呈现。看上去就跟没有缓存的代码是一样的，但它是如何控制缓存呢？
有了@cache_page装饰符，django会检查有无 ‘say_hello’键值的缓存，当然实际的名称django是自动生成的，首次肯定没有，django会执行views，然后将结果存于缓存。下次再执行时，自动从缓存取出返回。之前低级别的缓存读写代码不用再写，django自动搞定！
from django.views.decorators.cache import cache_page
...
@cache_page(5*60)
def say_hello(request):
response = requests.get('https://httpbin.org/delay/2')
data = response.json()
return render(request, 'hello.html', {'name': data})
我们访问API端点测试一下， /playground/hello/，第一次比较慢，然后再访问就很快了，缓存起作用了！
但有一个事我们需要了解，我们修改一下代码，将传给网页的data改成’kelemi’，如以下这样：
...
return render(request, 'hello.html', {'name': 'kelemi'})
刷新网页，发现还是之前的内容，而没有用 kelemi 代替，原因是这时的结果还是从缓存里获取，直到缓存过期才会更新。有些时候，我们可能希望立即看到最新的修改结果，那该如何做呢？下一节会介绍到。
装饰符@cache_page只用于基于函数的视图，不能用于基于类的视图。我们要用到另外的装饰符。
先将视图改造成基于类的视图：创建HelloView类并基于APIView，然后使用get方法将之前的view包装起来。
我们不能直接@cache_page标记，而是使用@method_decorator将之包起来。
...
from django.utils.decorators import method_decorator
from rest_framework.views import APIView
class HelloView(APIView):
@method_decorator(cache_page(5*60))
def get(self, request):
response = requests.get('https://httpbin.org/delay/2')
data = response.json()
return render(request, 'hello.html', {'name': 'kelemi'})
再修改urls路由，playground/urls.py:
urlpatterns = [
path('hello/', views.HelloView.as_view())
]
现进行测试，基于类的视图的缓存也生效了。
验证优化
为验证缓存的效果，我们重新运行一下locust。
locust -f locustfiles/browse_products.py
然后设同样的用户数300，速率也是10用户每秒，大约总发送请求数也是4500左右。我们看到性能已有巨大的提升了。
管理Redis缓存的内容
我们之前用Docker创建了Redis，Docker类似一个轻量的虚拟机，用docker ps 可以看到容器的id：
docker ps
如果我们要在具体的容器里执行命令，可以使用exec命令带 -it 参数，然后跟着容器id ，再接着要执行的命令：
docker exec -it <Redis容器的id> redis-cli
上面命令，我们执行了redis-cli用于查看Redis的内容，注意Docker容器的ID只需输入前几个字符足以识别即可。
进入Redis提示符后，选择数据库 2，其中1是之前的消息中介数据库。Redis数据库没有名字，只用数字表示。
select 2
然后我们查询所有键值：
keys *
我们看到相关key，这是由Django自动生成的，示例如下：
1) ":1:views.decorators.cache.cache_page..GET.e58e888c06a2cff7ef17b423ce360397.d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.en-us.UTC" 2) ":1:views.decorators.cache.cache_header..e58e888c06a2cff7ef17b423ce360397.en-us.UTC"
我们可以用del 命令 单独删除某个键，del <键>
127.0.0.1:6379[2]> del :1:views.decorators.cache.cache_page..GET.e58e888c06a2cff7ef17b423ce360397.d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.en-us.UTC 也可以清除全部键
127.0.0.1:6379[2]> flushall小结
本文介绍了Django中使用缓存的方法。下一篇开始介绍项目的部署。