Django学习之缓存和信号

Django学习之缓存和信号

一 缓存

由于Django是动态网站，所有每次请求均会去数据进行相应的操作，当程序访问量大时，耗时必然会更加明显，最简单解决方式是使用：缓存，缓存将一个某个views的返回值保存至内存或者memcache中，5分钟内再有人来访问时，则不再去执行view中的操作，而是直接从内存或者memcache中之前缓存的内容拿到，并返回。

Django中提供了6种缓存方式：

• 开发调试
• 内存
• 文件
• 数据库
• Memcache缓存（python-memcached模块）
• Memcache缓存（pylibmc模块）

1、配置

a、开发调试

# 此为开始调试用，实际内部不做任何操作
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',     # 引擎
                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（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）
                },
                'KEY_PREFIX': '',                                             # 缓存key的前缀（默认空）
                'VERSION': 1,                                                 # 缓存key的版本（默认1）
                'KEY_FUNCTION' 函数名                                          # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
            }
        }

    # 自定义key
    def default_key_func(key, key_prefix, version):
        """
        Default function to generate keys.

        Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
        the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
        function with custom key making behavior.
        """
        return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

    def get_key_func(key_func):
        """
        Function to decide which key function to use.

        Defaults to ``default_key_func``.
        """
        if key_func is not None:
            if callable(key_func):
                return key_func
            else:
                return import_string(key_func)
        return default_key_func

b、内存（django默认配置）

# 此缓存将内容保存至内存的变量中
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
                'LOCATION': 'unique-snowflake',                               #这是一个唯一标示，写啥都行

                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（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：其他配置同开发调试版本

c、文件

    # 此缓存将内容保存至文件，比如已经经过模版渲染完之后的html文件内容，如果缓存到文件中，以后就不需要再去进行模版渲染了，直接拿缓存中的要快一些
    # settings配置文件中写上以下配置：

        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
                'LOCATION': '/var/tmp/django_cache', #缓存文件存放路径
            }
        }
    # 注：其他配置同开发调试版本

d、数据库

    # 此缓存将内容保存至数据库

    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
                'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
            }
        }

    # 注：执行创建表命令 python manage.py createcachetable,数据库中会自动生成名字为my_cache_table的表作为缓存表

注意：如果我们自己手动创建这个缓存表的时候，数据库表的三个字段是必须要有的：看下面的表，并且不需要制定上面的createcachetable指令就可以使用。

from django.db import models

# Create your models here.

class CacheTalbe(models.Model):

    cache_key = models.CharField(max_length=2000)
    value = models.CharField(max_length=2000,null=True)
    expires = models.DateTimeField(null=True)

e、Memcache缓存（python-memcached模块）

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

f、Memcache缓存（pylibmc模块）

    # 此缓存使用pylibmc模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

2、应用

a. 全站使用

   使用中间件，经过一系列的认证等操作，如果内容在缓存中存在，则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户，当返回给用户之前，判断缓存中是否已经存在，如果不存在则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至缓存，从而实现全站缓存
   缓存多长时间等配置默认是按照你上面的配置部分来的
    MIDDLEWARE = [
        'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware', #中间件第一个
        # 其他中间件...
        'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware', #中间件最后一个
    ]

    CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = ""   用于存储的缓存别名。
    CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = ""  应该缓存每个页面的秒数
    CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = "" 如果使用同一django安装跨多个站点共享缓存，请将其设置为站点名称或此django实例唯一的其他字符串，以防止密钥冲突。如果你不在乎，就用空字符串。 

看图解

　　

django默认配置为：

from django.conf import global_settings #在这个配置文件中我们能够看到
#以下配置是django缓存的默认配置，如果我们自己没有进行配置，那么下面的使用，默认会使用我们的默认配置，也就是本地内存
# The cache backends to use.
CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
    }
}
CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = ''
CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = 600
CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = 'default'

b. 单独视图缓存（先看这个）

　　方式一：
        from django.views.decorators.cache import cache_page
        import time
        @cache_page(5)
        def my_view(request):
            tm = time.time()
            ...
            all_book = models.Book.objects.all()
            print(all_book) #也是5秒之后打印一次，因为5秒内都是从缓存中拿的，没有执行我们的视图函数，所有没有去数据库中取，注意，对实时性数据要求很高的，不要做缓存
　　　　　　  return render(request,'index.html',{'tm':tm }) # 当我们刷新页面的时候，你会发现tm在5秒之后才会发生变化

    方式二：
        from django.views.decorators.cache import cache_page

        urlpatterns = [
            url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', cache_page(60 * 15)(my_view)), #装饰器原始用法
        ]

c、局部模板使用

    a. 引入TemplateTag

        {% load cache %}

    b. 使用缓存

        {% cache 5000 缓存key %}
            缓存内容
        {% endcache %}

局部使用示例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>

<h1>哈哈哈</h1>
<h2>{{ tm }}</h2>

{% load cache %}
{% cache 5 'c1' %}
<h2>{{ tm }}</h2>
{% endcache %}

</body>
</html>

django-redis配置缓存详见文档： https://django-redis-chs.readthedocs.io/zh_CN/latest/

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二 信号

Django中提供了“信号调度”，用于在框架执行操作时解耦。通俗来讲，就是一些动作发生的时候，信号允许特定的发送者去提醒一些接受者。

1、Django内置信号

Model signals
    pre_init                    # django的model执行其构造方法前，自动触发
    post_init                   # django的model执行其构造方法后，自动触发
    pre_save                    # django的model对象保存前，自动触发，新增或者更新都是保存
    post_save                   # django的model对象保存后，自动触发
    pre_delete                  # django的model对象删除前，自动触发
    post_delete                 # django的model对象删除后，自动触发
    m2m_changed                 # django的model中使用m2m字段操作第三张表（add,remove,clear）前后，自动触发
    class_prepared              # 程序启动时，检测已注册的app中modal类，对于每一个类，自动触发
Management signals
    pre_migrate                 # 执行migrate命令前，自动触发
    post_migrate                # 执行migrate命令后，自动触发
Request/response signals
    request_started             # 请求到来前，自动触发
    request_finished            # 请求结束后，自动触发
    got_request_exception       # 请求异常后，自动触发
Test signals
    setting_changed             # 使用test测试修改配置文件时，自动触发
    template_rendered           # 使用test测试渲染模板时，自动触发
Database Wrappers
    connection_created          # 创建数据库连接时，自动触发

对于Django内置的信号，仅需注册指定信号，当程序执行相应操作时，自动触发注册函数：

注册信号，写入与project同名的文件夹下的_init_.py文件(或者应用文件夹的__init__.py文件中或者views.py视图中)中，也是换数据库引擎的地方。

    from django.core.signals import request_finished
    from django.core.signals import request_started
    from django.core.signals import got_request_exception

    from django.db.models.signals import class_prepared
    from django.db.models.signals import pre_init, post_init
    from django.db.models.signals import pre_save, post_save
    from django.db.models.signals import pre_delete, post_delete
    from django.db.models.signals import m2m_changed
    from django.db.models.signals import pre_migrate, post_migrate

    from django.test.signals import setting_changed
    from django.test.signals import template_rendered

    from django.db.backends.signals import connection_created

    def callback(sender, **kwargs): #sender表示信号触发者
        print("xxoo_callback")
        print(sender,kwargs)

    xxoo.connect(callback)
    # xxoo指上述导入的内容
    例如：post_save.connect(callback)

示例

def my_callback(sender, **kwargs):
    print("Request finished!")

# 方法一：
from django.core.signals import request_finished

request_finished.connect(my_callback)

# 方法二：
from django.core.signals import request_finished
from django.dispatch import receiver

@receiver(request_finished)
def my_callback(sender, **kwargs):
    print("Request finished!")

指定发送者

from django.db.models.signals import pre_save
from django.dispatch import receiver
from myapp.models import MyModel
#注意：指定发送者的时候，不能写在项目或者应用的__init__.py文件中了，因为models文件的加载顺序在init文件之后，所以会报错，
#所以我一般用在views.py文件中,如果你创建了views文件夹，文件夹中创建了其他py文件来写逻辑，那么其他文件中写信号也是可以的

@receiver(pre_save, sender=MyModel)
def my_handler(sender, **kwargs):
    ...

2、自定义信号

a. 定义信号

在某py文件或者项目或者应用的__init__.py文件中定义信号。

import django.dispatch
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])

#toppings和size这两个参数名称是随意取的昂，不是固定的，但是使用的时候关键字传餐的时候，要和这两个参数的名称对应好，可以通过设置参数来进行一个判断处理等操作

b. 注册信号

在_init_.py 中注册信号

def callback(sender, **kwargs):
    print("callback")
    print(sender,kwargs)

pizza_done.connect(callback)

c. 触发信号

from 路径 import pizza_done

pizza_done.send(sender='seven',toppings=123, size=456) 

由于内置信号的触发者已经集成到Django中，所以其会自动调用，而对于自定义信号则需要开发者在任意位置触发。