缓存系统

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缓存系统

简介

在某些应用中,一些查询数据或处理任务的操作会在某段时间里短时间内大量进行,或是一个操作花费好几秒钟。当出现这种情况时,通常会将检索到的数据缓存起来,从而为后面请求同一数据的请求迅速返回结果。这些缓存数据通常会储存在极快的存储系统中,例如 MemcachedRedis

Laravel 为各种缓存后端提供了富有表现力且统一的 API,以便你利用它们极快的查询数据来加快你的应用。

配置

缓存配置文件位于 config/cache.php。在这个文件中,你可以指定应用默认使用哪个缓存驱动。Laravel 支持的缓存后端包括 MemcachedRedisDynamoDB,以及现成的关系型数据库。此外,还支持基于文件的缓存驱动,以及方便自动化测试的缓存驱动 arraynull

缓存配置文件还包含文件中记录的各种其他选项,因此请务必阅读这些选项。默认情况下,Laravel 配置为使用 file 缓存驱动程序,它将序列化的缓存对象存储在服务器的文件系统上。对于较大的应用程序,建议您使用更健壮的驱动程序,例如 Memcached 或 Redis。您甚至可以为同一个驱动程序配置多个缓存配置。

驱动程序必备条件

数据库

当使用 database 缓存驱动程序时,您需要设置一个表来包含缓存项。您将在下表中找到一个示例 Schema 声明:

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

技巧:您还可以使用 php artisan cache:table Artisan 命令生成具有正确模式的迁移。

Memcached

使用 Memcached 驱动需要安装【Memcached PECL 包】(https://pecl.php.net/package/memcached)。您可以在 config/cache.php 配置文件中列出所有 Memcached 服务器。 该文件已经包含一个 memcached.servers 条目以帮助您入门:

'memcached' => [
    'servers' => [
        [
            'host' => env('MEMCACHED_HOST', '127.0.0.1'),
            'port' => env('MEMCACHED_PORT', 11211),
            'weight' => 100,
        ],
    ],
],

如果需要,您可以将 host 选项设置为 UNIX 套接字路径。如果你这样做,port 选项应该设置为 0

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

Redis

在将 Redis 缓存与 Laravel 一起使用之前,您需要通过 PECL 安装 PhpRedis PHP 扩展或通过 Composer 安装 predis/predis 包(~1.0)。Laravel Sail 已经包含了这个扩展。另外,Laravel 官方部署平台如 Laravel ForgeLaravel Vapor 默认安装了 PhpRedis 扩展。

有关配置 Redis 的更多信息,请参阅其 Laravel 文档页面

DynamoDB

在使用 DynamoDB 缓存驱动程序之前,您必须创建一个 DynamoDB 表来存储所有缓存的数据。通常,此表应命名为「缓存」。但是,您应该根据应用程序的 cache 配置文件中的 stores.dynamodb.table 配置值来命名表。

该表还应该有一个字符串分区键,其名称对应于应用程序的 cache 配置文件中的 stores.dynamodb.attributes.key 配置项的值。 默认情况下,分区键应命名为 key

缓存使用

获取缓存实例

要获取缓存存储实例,您可以使用 Cache Facade,我们将在本文档中使用它。Cache Facade 提供了对 Laravel 缓存合约底层实现的方便、简洁的访问:

<?php

namespace App\Http\Controllers;

use Illuminate\Support\Facades\Cache;

class UserController extends Controller
{
    /**
     * 显示应用程序的所有用户的列表。
     *
     * @return Response
     */
    public function index()
    {
        $value = Cache::get('key');

        //
    }
}

访问多个缓存存储

使用 Cache Facade,您可以通过 store 方法访问各种缓存存储。传递给 store 方法的键应该对应于 cache 配置文件中的 stores 配置数组中列出的存储之一:

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

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

从缓存中检索项目

Cache 门面的 get 方法用于从缓存中检索项目。如果缓存中不存在该项目,则将返回 null。如果您愿意,您可以将第二个参数传递给 get 方法,指定您希望在项目不存在时返回的默认值:

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

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

您甚至可以将闭包作为默认值传递。如果指定的项在缓存中不存在,则返回闭包的结果。传递闭包允许您推迟从数据库或其他外部服务中检索默认值:

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

检查项目是否存在

has 方法可用于确定缓存中是否存在项目。如果项目存在但其值为 null,此方法也将返回 false

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

递增/递减值

incrementdecrement 方法可用于调整缓存中整数项的值。这两种方法都接受一个可选的第二个参数,指示增加或减少项目值的数量:

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

检索和存储

有时您可能希望从缓存中检索一个项目,但如果请求的项目不存在,也存储一个默认值。例如,您可能希望从缓存中检索所有用户,或者,如果它们不存在,则从数据库中检索它们并将它们添加到缓存中。您可以使用 Cache::remember 方法执行此操作:

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

如果缓存中不存在该项,则传递给 remember 方法的闭包将被执行,并将其结果放入缓存中。

您可以使用 rememberForever 方法从缓存中检索一个项目,或者如果它不存在则永久存储它:

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

检索和删除

如果您需要从缓存中检索一个项目然后删除该项目,您可以使用 pull 方法。 与 get 方法一样,如果缓存中不存在该项,则将返回 null

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

在缓存中存储项目

您可以使用 Cache Facade 上的 put 方法将项目存储在缓存中:

Cache::put('key', 'value', $seconds = 10);

如果存储时间没有传递给 put 方法,该项目将被无限期存储:

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

除了将秒数作为整数传递之外,您还可以传递一个表示缓存项所需过期时间的 DateTime 实例:

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

如果不存在则存储

add 方法只会将缓存存储中不存在的项目添加到缓存中。如果项目实际添加到缓存中,该方法将返回 true。 否则,该方法将返回 falseadd 方法是一个原子操作:

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

永久存储

forever 方法可用于将项目永久存储在缓存中。由于这些项目不会过期,因此必须使用 forget 方法手动将它们从缓存中删除:

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

技巧:如果您使用的是 Memcached 驱动程序,则当缓存达到其大小限制时,可能会删除「永久」存储的项目。

从缓存中删除项目

您可以使用 forget 方法从缓存中删除项目:

Cache::forget('key');

您还可以通过提供零或负数的过期秒数来删除项目:

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

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

您可以使用 flush 方法清除整个缓存:

Cache::flush();

注意:刷新缓存不会考虑您配置的缓存「前缀」,并且会从缓存中删除所有条目。
在清除由其他应用程序共享的缓存时,请仔细考虑这一点。

缓存助手函数

除了使用 Cache 门面之外,您还可以使用全局 cache 函数通过缓存检索和存储数据。当使用单个字符串参数调用 cache 函数时,它将返回给定键的值:

$value = cache('key');

如果您向函数提供键/值对数组和过期时间,它将在指定的持续时间内将值存储在缓存中:

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

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

当不带任何参数调用 cache 函数时,它会返回 Illuminate\Contracts\Cache\Factory 实现的实例,允许您调用其他缓存方法:

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

技巧:在测试对全局 cache 函数的调用时,您可以使用 Cache::shouldReceive 方法,就像 testing the facade

缓存标签

注意:使用 filedynamodbdatabase 缓存驱动程序时不支持缓存标记。 此外,当使用带有“永久”存储的缓存的多个标签时,使用诸如“memcached”之类的驱动程序会获得最佳性能,它会自动清除陈旧的记录。

存储缓存标签

缓存标签允许您在缓存中标记相关项目,然后刷新所有已分配给定标签的缓存值。您可以通过传入标记名称的有序数组来访问标记缓存。例如,让我们访问一个标记的缓存并将一个值「put」缓存中:

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

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

访问缓存标签

要检索标记的缓存项,请将相同的有序标签列表传递给 tags 方法,然后使用您要检索的键调用 get 方法:

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

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

删除缓存标签

您可以刷新所有分配了标签或标签列表的项目。例如,此语句将删除所有标记为「people」、「authors」或两者的缓存。 因此,AnneJohn 都将从缓存中删除:

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

相反,此语句将仅删除带有 authors 标记的缓存值,因此将删除 Anne,但不会删除 John

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

原子锁

注意:要使用此功能,您的应用程序必须使用memcachedredisdynamicodbdatabasefilearray缓存驱动程序作为应用程序的默认缓存驱动程序。
此外,所有服务器都必须与同一中央缓存服务器通信。

驱动程序先决条件

数据库

使用“数据库”缓存驱动程序时,您需要设置一个表来包含应用程序的缓存锁。您将在下表中找到一个示例 Schema 声明:

Schema::create('cache_locks', function ($table) {
    $table->string('key')->primary();
    $table->string('owner');
    $table->integer('expiration');
});

管理锁

原子锁允许操作分布式锁而不用担心竞争条件。例如,Laravel Forge 使用原子锁来确保服务器上一次只执行一个远程任务。您可以使用 Cache::lock 方法创建和管理锁:

use Illuminate\Support\Facades\Cache;

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

if ($lock->get()) {
    // 锁定 10 秒...

    $lock->release();
}

get 方法也接受一个闭包。闭包执行后,Laravel 会自动释放锁:

Cache::lock('foo')->get(function () {
    // 锁定无限期获得并自动释放...
});

如果在您请求时锁不可用,您可以指示 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 秒后获得锁定...
} catch (LockTimeoutException $e) {
    // 无法获取锁...
} finally {
    optional($lock)->release();
}

上面的例子可以通过将闭包传递给 block 方法来简化。当一个闭包被传递给这个方法时,Laravel 将尝试在指定的秒数内获取锁,并在闭包执行后自动释放锁:

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

跨进程管理锁

有时,您可能希望在一个进程中获取锁并在另一个进程中释放它。例如,您可能在 Web 请求期间获取锁,并希望在由该请求触发的排队作业结束时释放锁。在这种情况下,您应该将锁的作用域「owner 令牌」传递给排队的作业,以便作业可以使用给定的令牌重新实例化锁。

在下面的示例中,如果成功获取锁,我们将调度一个排队的作业。 此外,我们将通过锁的 owner 方法将锁的所有者令牌传递给排队的作业:

$podcast = Podcast::find($id);

$lock = Cache::lock('processing', 120);

if ($lock->get()) {
    ProcessPodcast::dispatch($podcast, $lock->owner());
}

在我们应用程序的 ProcessPodcast 作业中,我们可以使用所有者令牌恢复和释放锁:

Cache::restoreLock('processing', $this->owner)->release();

如果你想释放一个锁而不考虑它的当前所有者,你可以使用 forceRelease 方法:

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

添加自定义缓存驱动程序

编写驱动程序

要创建我们的自定义缓存驱动程序,我们首先需要实现 Illuminate\Contracts\Cache\Store contract。 因此,MongoDB 缓存实现可能如下所示:

<?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() {}
}

我们只需要使用 MongoDB 连接来实现这些方法中的每一个。有关如何实现这些方法的示例,请查看 Laravel 框架源代码 中的 Illuminate\Cache\MemcachedStore。 一旦我们的实现完成,我们可以通过调用 Cache 门面的 extend 方法来完成我们的自定义驱动程序注册:

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

技巧:如果您想知道将自定义缓存驱动程序代码放在哪里,您可以在您的 app 目录中创建一个 Extensions 命名空间。 但是请记住,Laravel 没有严格的应用程序结构,您可以根据自己的喜好自由组织应用程序。

注册驱动程序

要向 Laravel 注册自定义缓存驱动程序,我们将使用 Cache 门面的 extend 方法。 由于其他服务提供者可能会尝试在他们的 boot 方法中读取缓存值,我们将在 booting 回调中注册我们的自定义驱动程序。 通过使用 booting 回调,我们可以确保在应用程序的服务提供者调用 boot 方法之前但在所有服务提供者调用 register 方法之后注册自定义驱动程序。 我们将在应用程序的 App\Providers\AppServiceProvider 类的 register 方法中注册我们的 booting 回调:

<?php

namespace App\Providers;

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

class CacheServiceProvider extends ServiceProvider
{
    /**
     * 注册任何应用程序服务。
     *
     * @return void
     */
    public function register()
    {
        $this->app->booting(function () {
             Cache::extend('mongo', function ($app) {
                 return Cache::repository(new MongoStore);
             });
         });
    }

    /**
     * 引导任何应用程序服务。
     *
     * @return void
     */
    public function boot()
    {
        //
    }
}

传递给 extend 方法的第一个参数是驱动程序的名称。这将对应于 config/cache.php 配置文件中的 driver 选项。 第二个参数是一个闭包,它应该返回一个 Illuminate\Cache\Repository 实例。闭包将传递一个 $app 实例,它是 服务容器 的一个实例。

注册扩展程序后,将 config/cache.php 配置文件的 driver 选项更新为扩展程序的名称。

事件

要在每个缓存操作上执行代码,您可以侦听缓存触发的 events。 通常,您应该将这些事件侦听器放在应用程序的 App\Providers\EventServiceProvider 类中:

/**
 * The event listener mappings for the application.
 *
 * @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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原文地址:https://learnku.com/docs/laravel/9.x/cac...

译文地址:https://learnku.com/docs/laravel/9.x/cac...

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