浅析Python的Django框架中的Memcached


Posted in Python onJuly 23, 2015

动态网站的问题就在于它是动态的。 也就是说每次用户访问一个页面,服务器要执行数据库查询,启动模板,执行业务逻辑以及最终生成一个你所看到的网页,这一切都是动态即时生成的。 从处理器资源的角度来看,这是比较昂贵的。

对于大多数网络应用来说,过载并不是大问题。 因为大多数网络应用并不是washingtonpost.com或Slashdot;它们通常是很小很简单,或者是中等规模的站点,只有很少的流量。 但是对于中等至大规模流量的站点来说,尽可能地解决过载问题是非常必要的。

这就需要用到缓存了。

缓存的目的是为了避免重复计算,特别是对一些比较耗时间、资源的计算。 下面的伪代码演示了如何对动态页面的结果进行缓存。

given a URL, try finding that page in the cache
if the page is in the cache:
  return the cached page
else:
  generate the page
  save the generated page in the cache (for next time)
  return the generated page

为此,Django提供了一个稳定的缓存系统让你缓存动态页面的结果,这样在接下来有相同的请求就可以直接使用缓存中的数据,避免不必要的重复计算。 另外Django还提供了不同粒度数据的缓存,例如: 你可以缓存整个页面,也可以缓存某个部分,甚至缓存整个网站。

Django也和”上游”缓存工作的很好,例如Squid(http://www.squid-cache.org)和基于浏览器的缓存。 这些类型的缓存你不直接控制,但是你可以提供关于你的站点哪部分应该被缓存和怎样缓存的线索(通过HTTP头部)给它们
设定缓存

缓存系统需要一些少量的设定工作。 也就是说,你必须告诉它缓存的数据应该放在哪里,在数据库中,在文件系统,或直接在内存中。 这是一个重要的决定,影响您的高速缓存的性能,是的,有些类型的缓存比其它类型快。

缓存设置在settings文件的 CACHE_BACKEND中。 这里是一个CACHE_BACKEND所有可用值的解释。
内存缓冲

Memcached是迄今为止可用于Django的最快,最有效的缓存类型,Memcached是完全基于内存的缓存框架,最初开发它是用以处理高负荷的LiveJournal.com随后由Danga Interactive公司开源。 它被用于一些站点,例如Facebook和维基百科网站,以减少数据库访问,并大幅提高站点的性能。

Memcached是免费的(http://danga.com/memcached)。它作为一个守护进程运行,并分配了特定数量的内存。 它只是提供了添加,检索和删除缓存中的任意数据的高速接口。 所有数据都直接存储在内存中,所以没有对使用的数据库或文件系统的开销。

在安装了Memcached本身之后,你将需要安装Memcached Python绑定,它没有直接和Django绑定。 这两个可用版本。 选择和安装以下模块之一:

    最快的可用选项是一个模块,称为cmemcache,在http://gijsbert.org/cmemcache。

    如果您无法安装cmemcache,您可以安装python - Memcached,在ftp://ftp.tummy.com/pub/python-memcached/。如果该网址已不再有效,只要到Memcached的网站http://www.danga.com/memcached/),并从客户端API完成Python绑定。

若要使用Memcached的Django,设置CACHE_BACKEND到memcached:/ / IP:port/,其中IP是Memcached的守护进程的IP地址,port是Memcached运行的端口。

在这个例子中,Memcached运行在本地主机 (127.0.0.1)上,端口为11211:

CACHE_BACKEND = 'memcached://127.0.0.1:11211/'

Memcached的一个极好的特性是它在多个服务器间分享缓存的能力。 这意味着您可以在多台机器上运行Memcached的守护进程,该程序会把这些机器当成一个单一缓存,而无需重复每台机器上的缓存值。 要充分利用此功能,请在CACHE_BACKEND里引入所有服务器的地址,用分号分隔。

这个例子中,缓存在运行在IP地址为172.19.26.240和172.19.26.242,端口号为11211的Memcached实例间分享:

CACHE_BACKEND = 'memcached://172.19.26.240:11211;172.19.26.242:11211/'

这个例子中,缓存在运行在172.19.26.240(端口11211),172.19.26.242(端口11212),172.19.26.244(端口11213)的Memcached实例间分享:

CACHE_BACKEND = 'memcached://172.19.26.240:11211;172.19.26.242:11212;172.19.26.244:11213/'

最后有关Memcached的一点是,基于内存的缓存有一个重大的缺点。 由于缓存的数据存储在内存中,所以如果您的服务器崩溃,数据将会消失。 显然,内存不是用来持久化数据的,因此不要把基于内存的缓存作为您唯一的存储数据缓存。 毫无疑问,在Django的缓存后端不应该用于持久化,它们本来就被设计成缓存的解决方案。但我们仍然指出此点,这里是因为基于内存的缓存是暂时的。

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