1月23日学习内容整理：Django的缓存机制和信号
一、缓存机制
1、简介
在动态网站中,用户所有的请求,服务器都会去数据库中进行相应的增,删,查,改,渲染模板,执行业务逻辑,最后生成用户看到的页面.
当一个网站的用户访问量很大的时候,每一次的的后台操作,都会消耗很多的服务端资源,所以必须使用缓存来减轻后端服务器的压力.
缓存是将一些常用的数据保存内存或者memcache中,在一定的时间内有人来访问这些数据时,则不再去执行数据库及渲染等操作,而是直接从内存或memcache的缓存中去取得数据,然后返回给用户.
2、Django中的缓存
（1）settings中没有配置的话默认是内存级别的缓存
（2）Django中的缓存方式
- 开发调试缓存
- 内存缓存
- 文件缓存
- 数据库缓存
- Memcache缓存(使用python-memcached模块)
- Memcache缓存(使用pylibmc模块)
其实最常用的是Django+redis的缓存形式，文件缓存注意一下就行了
3、Django中的缓存应用
我们从缓存粒度的角度说：
1）视图级别的缓存机制
from django.views.decorators.cache import cache_page import time from .models import * @cache_page(15) #使用装饰器，超时时间为15秒，意思是在15秒的事件内都从缓存中取数据 def index(request): #仅控制这一个视图函数的数据使用缓存，对别的视图函数不起作用 t=time.time() #获取当前时间 bookList=Book.objects.all() return render(request,"index.html",locals())
模版文件渲染出来以后，15秒内页面上显示的时间是不会变化的，15秒后再刷新就会重新后端获取数据
2）全栈级别的缓存：也就是针对所有视图函数的缓存
这样针对所有的视图显然我们要用到中间件
既然是全站缓存,当然要使用Django中的中间件.
用户的请求通过中间件,经过一系列的认证等操作,如果请求的内容在缓存中存在,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Django的缓存之中,以实现全站缓存
settings中配置：
MIDDLEWARE_CLASSES = ( 'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware', #响应HttpResponse中设置几个headers，必须放在第一位 'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware', 'django.middleware.common.CommonMiddleware', 'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware', 'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware', 'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware', 'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware', 'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware', 'django.middleware.security.SecurityMiddleware', 'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware', #用来缓存通过GET和HEAD方法获取的状态码为200的响应，必须放在最后一位 ) CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS=10 #设置全局缓存时间10秒
这样就会让所有视图的数据都保存在缓存中
3）模版中只想缓存局部数据
{% load cache %} #引入cache标签
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<h3 style="color: green">不缓存:-----{{ t }}</h3>
{% cache 2 'name' %} #2就代表缓存时间，name只是名字不用注意
<h3>缓存:-----:{{ t }}</h3> #这里就放需要缓存的数据
{% endcache %}
</body>
</html>
4、Django中的缓存配置（了解）
1.2.1 开发调试(此模式为开发调试使用,实际上不执行任何操作)
settings.py文件配置
CACHES = {
'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache', # 缓存后台使用的引擎
'TIMEOUT': 300, # 缓存超时时间（默认300秒，None表示永不过期，0表示立即过期）
'OPTIONS':{
'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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）
},
}
}
1.2.2 内存缓存(将缓存内容保存至内存区域中)
settings.py文件配置
CACHES = {
'default': {
'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache', # 指定缓存使用的引擎
'LOCATION': 'unique-snowflake', # 写在内存中的变量的唯一值
'TIMEOUT':300, # 缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
'OPTIONS':{
'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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）
}
}
}
1.2.3 文件缓存(把缓存数据存储在文件中)
settings.py文件配置
CACHES = { 'default': { 'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定缓存使用的引擎 'LOCATION': '/var/tmp/django_cache', #指定缓存的路径 'TIMEOUT':300, #缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期) 'OPTIONS':{ 'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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） } } }
1.2.4 数据库缓存(把缓存数据存储在数据库中)
settings.py文件配置
CACHES = { 'default': { 'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache', # 指定缓存使用的引擎 'LOCATION': 'cache_table', # 数据库表 'OPTIONS':{ 'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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） } } }
注意,创建缓存的数据库表使用的语句:
python manage.py createcachetable
1.2.5 Memcache缓存(使用python-memcached模块连接memcache)
Memcached是Django原生支持的缓存系统.要使用Memcached,需要下载Memcached的支持库python-memcached或pylibmc.
settings.py文件配置
CACHES = { 'default': { 'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache', # 指定缓存使用的引擎 'LOCATION': '192.168.10.100:11211', # 指定Memcache缓存服务器的IP地址和端口 'OPTIONS':{ 'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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） } } }
LOCATION也可以配置成如下:
'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock', # 指定局域网内的主机名加socket套接字为Memcache缓存服务器 'LOCATION': [ # 指定一台或多台其他主机ip地址加端口为Memcache缓存服务器 '192.168.10.100:11211', '192.168.10.101:11211', '192.168.10.102:11211', ]
1.2.6 Memcache缓存(使用pylibmc模块连接memcache)
settings.py文件配置 CACHES = { 'default': { 'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache', # 指定缓存使用的引擎 'LOCATION':'192.168.10.100:11211', # 指定本机的11211端口为Memcache缓存服务器 'OPTIONS':{ 'MAX_ENTRIES': 300, # 最大缓存记录的数量（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） }, } }
LOCATION也可以配置成如下:
'LOCATION': '/tmp/memcached.sock', # 指定某个路径为缓存目录 'LOCATION': [ # 分布式缓存,在多台服务器上运行Memcached进程,程序会把多台服务器当作一个单独的缓存,而不会在每台服务器上复制缓存值 '192.168.10.100:11211', '192.168.10.101:11211', '192.168.10.102:11211', ]
Memcached是基于内存的缓存,数据存储在内存中.所以如果服务器死机的话,数据就会丢失,所以Memcached一般与其他缓存配合使用
二、信号
通俗的讲就是一个监听器，用于监听某一些的事件的发生，并触发相应方法的执行，比如监听数据库添加记录，并实时写入到日志中
Django提供一种信号机制。其实就是观察者模式，又叫发布-订阅(Publish/Subscribe) 。当发生一些动作的时候，发出信号，然后监听了这个信号的函数就会执行。
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。用于在框架执行操作时解耦
1、Django中的内置信号
Model signals #以下都是针对模型的信号 pre_init # django的modal执行其构造方法前，自动触发 post_init # django的modal执行其构造方法后，自动触发 pre_save # django的modal对象保存前，自动触发 post_save # django的modal对象保存后，自动触发 pre_delete # django的modal对象删除前，自动触发 post_delete # django的modal对象删除后，自动触发 m2m_changed # django的modal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
补充：
Django 提供了一系列的内建信号，允许用户的代码获得DJango的特定操作的通知。这包含一些有用的通知： django.db.models.signals.pre_save & django.db.models.signals.post_save 在模型 save()方法调用之前或之后发送。 django.db.models.signals.pre_delete & django.db.models.signals.post_delete 在模型delete()方法或查询集的delete() 方法调用之前或之后发送。 django.db.models.signals.m2m_changed 模型上的 ManyToManyField 修改时发送。 django.core.signals.request_started & django.core.signals.request_finished Django建立或关闭HTTP 请求时发送。
2、如何使用
引入信号，将信号和对应的注册函数进行绑定，当监听到某一事件发生时就自动触发注册函数执行，通常我们把代码写到全局__init__文件中或者其它包中的__init__文件中，因为一旦项目启动加载文件__init__方法就会自动执行，这样也就会触发信号的执行
from django.db.models.signals import pre_save, post_save #引入信号 def callback(sender, **kwargs): #sender指的就是model对象 print("pre_save_callback") print(sender,kwargs) #打印结果 #<class 'django.core.handlers.wsgi.WSGIHandler'> {'signal': <django.dispatch.dispatcher.Signal object at 0x0000000002D91D30>} pre_save.connect(callback) ＃ 该脚本代码需要写到app或者项目的初始化文件中，当项目启动时执行注册代码
信号和函数的另一种绑定方式：
from django.core.signals import request_finished from django.dispatch import receiver @receiver(request_finished) def my_callback(sender, **kwargs): print("Request finished!")
2、自定义信号：通常我们使用内置的信号，但某些特殊的需求要求我们自己定义信号
a. 定义信号
import django.dispatch pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])
b. 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。
三、序列化
关于Django中的序列化主要应用在将数据库中检索的数据返回给客户端用户，特别的Ajax请求一般返回的为Json格式。
1、serializers
from django.core import serializers
ret = models.BookType.objects.all()
data = serializers.serialize("json", ret)
2、json.dumps
import json
#ret = models.BookType.objects.all().values('caption')
ret = models.BookType.objects.all().values_list('caption')
ret=list(ret)
result = json.dumps(ret)
由于json.dumps时无法处理datetime日期，所以可以通过自定义处理器来做扩展，如：
import json from datetime import date from datetime import datetime d=datetime.now() class JsonCustomEncoder(json.JSONEncoder): def default(self, field): if isinstance(field, datetime): return field.strftime('%Y-%m-%d %H:%M---%S') elif isinstance(field, date): return field.strftime('%Y-%m-%d') else: return json.JSONEncoder.default(self, field) ds = json.dumps(d, cls=JsonCustomEncoder) print(ds) print(type(ds)) ''' Supports the following objects and types by default: +-------------------+---------------+ | Python | JSON | +===================+===============+ | dict | object | +-------------------+---------------+ | list, tuple | array | +-------------------+---------------+ | str | string | +-------------------+---------------+ | int, float | number | +-------------------+---------------+ | True | true | +-------------------+---------------+ | False | false | +-------------------+---------------+ | None | null | +-------------------+---------------+ '''
