缓存系统

缓存系统

配置

Laravel 为各种后端缓存提供丰富而统一的 API,其配置信息位于 config/cache.php 文件中。在该文件中你可以指定应用默认使用哪个缓存驱动。Laravel 支持当前流行的后端缓存,例如 MemcachedRedis

缓存配置文件还包含各种其他选项,这些选项都记录在文件中,因此请确保阅读这些选项。默认情况下,Laravel 配置为使用 file 缓存驱动,它将序列化的缓存对象存储在文件系统中。对于大型应用,建议您使用更强大的驱动程序,例如 Memcached 或 Redis。你甚至可以为同一个驱动程序配置多个缓存配置。

驱动的前提条件

数据库

当使用 database 缓存驱动时,你需要配置一个表来存放缓存数据。下面是构建缓存数据表结构的 Schema 声明示例:

Schema::create('cache', function ($table) {
    $table->string('key')->unique();
    $table->text('value');
    $table->integer('expiration');
});

Tip:你也可以使用 Artisan 命令 php artisan cache:table 来生成合适的迁移。

Memcached

使用 Memcached 驱动需要安装 Memcached PECL 扩展包 。你可以把所有的 Memcached 服务器都列在 config/cache.php 配置文件中:

'memcached' => [
    [
        'host' => '127.0.0.1',
        'port' => 11211,
        'weight' => 100
    ],
],

你可以将 host 选项设置为 UNIX socket 路径。如果你这样配置了, port 选项应该设置为 0

'memcached' => [
    [
        'host' => '/var/run/memcached/memcached.sock',
        'port' => 0,
        'weight' => 100
    ],
],

Redis

在使用 Laravel 的 Redis 缓存之前,你需要通过 Composer 安装 predis/predis 扩展包 (~1.0) 或者使用 PECL 安装 PhpRedis PHP扩展。

如需了解更多关于 Redis 的配置,请参考 Laravel Redis 文档

缓存的使用

获取缓存实例

Illuminate\Contracts\Cache\FactoryIlluminate\Contracts\Cache\Repository 契约 提供了 Laravel 缓存服务的访问机制。 Factory 契约为你的应用程序定义了访问所有缓存驱动的机制。 Repository 契约通常是由你的 cache 配置文件指定的默认缓存驱动实现的。

不过,你也可以使用 Cache Facade,我们将在后续的文档中介绍。 Cache Facade 为 Laravel 缓存契约底层的实现提供了方便又简洁的方法:

<?php

namespace App\Http\Controllers;

use Illuminate\Support\Facades\Cache;

class UserController extends Controller
{
    /**
     * 展示应用的所有用户列表。
     *
     * @return Response
     */
    public function index()
    {
        $value = Cache::get('key');

        //
    }
}

访问多个缓存存储

使用 Cache Facade,你可以通过 store 方法来访问各种缓存存储。传入 store 方法的键应该对应 cache 配置信息文件中的 stores 配置数组中所列的存储之一:

$value = Cache::store('file')->get('foo');

Cache::store('redis')->put('bar', 'baz', 600); // 10 分钟

从缓存中获取数据

Cache Facade 的 get 方法是用来从缓存中获取数据的方法。如果该数据在缓存中不存在,那么该方法将返回 null 。正如你想的那样,你也可以向 get 方法传递第二个参数,用来指定如果查找的数据不存在时你希望返回的默认值:

$value = Cache::get('key');

$value = Cache::get('key', 'default');

你甚至可以传递 Closure 作为默认值。如果指定的数据在缓存中不存在,将返回 Closure 的结果。传递闭包的方法允许你从数据库或其他外部服务中获取默认值:

$value = Cache::get('key', function () {
    return DB::table(...)->get();
});

检查缓存项是否存在

has 方法可以用于判断缓存项是否存在。如果为 nullfalse 则该方法将会返回 false

if (Cache::has('key')) {
    //
}

递增与递减值

incrementdecrement 方法可以用来调整缓存中整数项的值。这两个方法都可以传入第二个可选参数,这个参数用来指明要递增或递减的数量:

Cache::increment('key');
Cache::increment('key', $amount);
Cache::decrement('key');
Cache::decrement('key', $amount);

获取和存储

有时你可能想从缓存中获取一个数据,而当请求的缓存项不存在时,程序能为你存储一个默认值。例如,你可能想从缓存中获取所有用户,当缓存中不存在这些用户时,程序将从数据库将这些用户取出并放入缓存。你可以使用 Cache::remember 方法来实现:

$value = Cache::remember('users', $seconds, function () {
    return DB::table('users')->get();
});

如果缓存中不存在你想要的数据时,则传递给 remember 方法的 闭包 将被执行,然后将其结果返回并放置到缓存中。

你可以使用 rememberForever 方法从缓存中获取数据或者永久存储它:

$value = Cache::rememberForever('users', function () {
    return DB::table('users')->get();
});

获取和删除

如果你需要从缓存中获取到数据之后再删除它,你可以使用 pull 方法。和 get 方法一样,如果缓存不存在,则返回 null

$value = Cache::pull('key');

在缓存中存储数据

你可以使用 Cache Facade 的 put 方法将数据存储到缓存中:

Cache::put('key', 'value', $seconds);

如果缓存的过期时间没有传递给 put 方法, 则缓存将永久有效:

Cache::put('key', 'value');

除了以整数形式传递过期时间的秒数,你还可以传递一个 DateTime 实例来表示该数据的过期时间:

Cache::put('key', 'value', now()->addMinutes(10));

只存储没有的数据

add 方法将只存储缓存中不存在的数据。如果存储成功,将返回 true ,否则返回 false

Cache::add('key', 'value', $seconds);

数据永久存储

forever 方法可用于持久化将数据存储到缓存中。因为这些数据不会过期,所以必须通过 forget 方法从缓存中手动删除它们:

Cache::forever('key', 'value');

Tip:如果你使用 Memcached 驱动,当缓存数据达到存储上限时,「永久存储」 的数据可能会被删除。

删除缓存中的数据

你可以使用 forget 方法从缓存中删除这些数据:

Cache::forget('key');

你也可以通过提供零或者负的TTL值删除这些数据:

Cache::put('key', 'value', 0);

Cache::put('key', 'value', -5);

你可以使用 flush 方法清空所有的缓存:

Cache::flush();

注意:清空缓存的方法并不会考虑缓存前缀,会将缓存中的所有内容删除。因此在清除与其它应用程序共享的缓存时,请慎重考虑。

原子锁

注意:要使用该特性,你的应用必须使用 memcacheddynamodbredis 缓存驱动作为你应用的默认缓存驱动。此外,所有服务器必须与同一中央缓存服务器进行通信。

原子锁允许对分布式锁进行操作而不必担心竞争条件。例如, Laravel Forge 使用原子锁来确保在一台服务器上每次只有一个远程任务在执行。你可以使用 Cache::lock 方法来创建和管理锁:

use Illuminate\Support\Facades\Cache;

$lock = Cache::lock('foo', 10);

if ($lock->get()) {
    //获取锁定10秒...

    $lock->release();
}

get 方法也可以接收一个闭包。在闭包执行之后,Laravel 将会自动释放锁:

Cache::lock('foo')->get(function () {
    // 获取无限期锁并自动释放...
});

如果你在请求时锁无法使用,你可以控制 Laravel 等待指定的秒数。如果在指定的时间限制内无法获取锁,则会抛出 Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException

use Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException;

$lock = Cache::lock('foo', 10);

try {
    $lock->block(5);

    // 等待最多5秒后获取的锁...
} catch (LockTimeoutException $e) {
    // 无法获取锁...
} finally {
    optional($lock)->release();
}

Cache::lock('foo', 10)->block(5, function () {
    // 等待最多5秒后获取的锁...
});

管理跨进程的锁

有时,你希望在一个进程中获取锁并在另外一个进程中释放它。例如,你可以在 Web 请求期间获取锁,并希望在该请求触发的队列作业结束时释放锁。在这种情况下,你应该将锁的作用域「owner token」传递给队列作业,以便作业可以使用给定的 token 重新实例化锁:

// 控制器里面...
$podcast = Podcast::find($id);

if ($lock = Cache::lock('foo', 120)->get()) {
    ProcessPodcast::dispatch($podcast, $lock->owner());
}

// ProcessPodcast Job 里面...
Cache::restoreLock('foo', $this->owner)->release();

如果你想在不尊重当前锁的所有者的情况下释放锁,你可以使用 forceRelease 方法:

Cache::lock('foo')->forceRelease();

Cache 辅助函数

除了可以使用 Cache Facade 或 Cache 契约 外,你还可以使用全局辅助函数 cache 来获取和保存缓存数据。当 cache 函数只接收一个字符串参数的时候,它将会返回给定键对应的值:

$value = cache('key');

如果你向函数提供了一组键值对和过期时间,它将会在指定时间内缓存数据:

cache(['key' => 'value'], $seconds);

cache(['key' => 'value'], now()->addMinutes(10));

cache 函数在没有任何参数的情况下被调用时,它返回一个 Illuminate\Contracts\Cache\Factory 实现的实例,允许你调用其它缓存方法:

cache()->remember('users', $seconds, function () {
    return DB::table('users')->get();
});

Tip:如果在测试中使用全局辅助函数 cache ,你可以使用 Cache::shouldReceive 方法就像 测试 Facade

缓存标记

注意:缓存标记不支持使用 filedatabase 缓存驱动。此外,当使用多个缓存标记的缓存设置为「永久」时,类似 memcached 的缓存驱动性能最佳,它会自动清除旧的记录。

写入被标记的缓存数据

缓存标记允许你给缓存相关进行标记,以便后续清除这些缓存值。你可以通过传入标记名称的有序数组来访问标记的缓存。例如,我们可以使用标记的同时使用 put 方法设置缓存。

Cache::tags(['people', 'artists'])->put('John', $john, $seconds);

Cache::tags(['people', 'authors'])->put('Anne', $anne, $seconds);

访问被标记的缓存数据

若要获取一个被标记的缓存数据,请将相同的有序标记数组传递给 tags 方法,然后调用 get 方法来获取你要检索的键:

$john = Cache::tags(['people', 'artists'])->get('John');

$anne = Cache::tags(['people', 'authors'])->get('Anne');

移除被标记的缓存数据

你可以清空有单个标记或是一组标记的所有缓存数据。例如,下面的语句会被标记为 peopleauthors 或两者都有的缓存。所以,AnneJohn 都会从缓存中被删除:

Cache::tags(['people', 'authors'])->flush();

相反,下面的语句只会删除被标记 authors 的缓存,所以 Anne 会被删除,但 John 不会:

Cache::tags('authors')->flush();

增加自定义的缓存驱动

编写驱动

要创建自定义的缓存驱动,首先需要实现 Illuminate\Contracts\Cache\Store 契约。因此, MongoDB 的缓存实现看起来会像这样:

<?php

namespace App\Extensions;

use Illuminate\Contracts\Cache\Store;

class MongoStore implements Store
{
    public function get($key) {}
    public function many(array $keys);
    public function put($key, $value, $seconds) {}
    public function putMany(array $values, $seconds);
    public function increment($key, $value = 1) {}
    public function decrement($key, $value = 1) {}
    public function forever($key, $value) {}
    public function forget($key) {}
    public function flush() {}
    public function getPrefix() {}
}

我们只需要 MongoDB 的连接来实现这些方法。关于如何实现这些方法的实例,可以参阅框架源代码中的 Illuminate\Cache\MemcachedStore 。一旦完成契约额实现后,就可以像下面这样完成自定义驱动的注册了。

Cache::extend('mongo', function ($app) {
    return Cache::repository(new MongoStore);
});

Tip:如果你不知道将缓存驱动代码放在哪,你可以在 app 目录下创建一个 Extensions 命名空间。然而,Laravel 并没有硬性规定应用程序的结构,你可以根据自己的喜好自由组织你的应用程序。

注册驱动

要使用 Laravel 来注册自定义缓存驱动,就要在 Cache Facade 上使用 extend 方法。 对 Cache::extend 的调用可以在新的 Laravel 应用程序中自带的 App\Providers\AppServiceProviderboot 方法中完成,或者你也可以创建自己的服务提供者来存放扩展,只是不要忘记在 config/app.php 的 provider 数组中注册服务提供者:

<?php

namespace App\Providers;

use App\Extensions\MongoStore;
use Illuminate\Support\Facades\Cache;
use Illuminate\Support\ServiceProvider;

class CacheServiceProvider extends ServiceProvider
{
    /**
     * 执行服务的注册后引导。
     *
     * @return void
     */
    public function boot()
    {
        Cache::extend('mongo', function ($app) {
            return Cache::repository(new MongoStore);
        });
    }

    /**
     * 在容器中注册绑定。
     *
     * @return void
     */
    public function register()
    {
        //
    }
}

传递给 extend 方法的第一个参数是驱动程序的名称。这将与 config/cache.php 配置文件的 driver 选项相对应。第二个参数是一个应该返回 Illuminate\Cache\Repository 实例的闭包。该闭包将传递一个 服务容器$app 实例。

一旦你的扩展程序注册后,需要将 config/cache.php 配置文件中的 driver 选项更新为你的扩展名称。

事件

要在每次缓存操作时执行代码,你可以监听缓存触发的 事件 。通常,你应该将这些事件监听器放在 EventServiceProvider 中:

/**
 * 应用的事件监听器映射
 *
 * @var array
 */
protected $listen = [
    'Illuminate\Cache\Events\CacheHit' => [
        'App\Listeners\LogCacheHit',
    ],

    'Illuminate\Cache\Events\CacheMissed' => [
        'App\Listeners\LogCacheMissed',
    ],

    'Illuminate\Cache\Events\KeyForgotten' => [
        'App\Listeners\LogKeyForgotten',
    ],

    'Illuminate\Cache\Events\KeyWritten' => [
        'App\Listeners\LogKeyWritten',
    ],
];

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