缓存
介绍
您应用程序执行的一些数据检索或处理任务可能会消耗大量 CPU 资源或需要几秒钟才能完成。在这种情况下,通常会缓存检索到的数据,以便在后续请求相同数据时能够快速检索。缓存的数据通常存储在非常快速的数据存储中,例如 Memcached 或 Redis。
幸运的是,Laravel 提供了一个表达式丰富、统一的 API,用于各种缓存后端,使您能够利用它们快速的数据检索,加速您的 Web 应用程序。
配置
您应用程序的缓存配置文件位于 config/cache.php
。在此文件中,您可以指定希望在整个应用程序中默认使用的缓存存储。Laravel 支持流行的缓存后端,如 Memcached、Redis、DynamoDB 和关系数据库。除此之外,还提供了基于文件的缓存驱动,而 array
和 "null" 缓存驱动为您的自动化测试提供了方便的缓存后端。
缓存配置文件还包含多种其他选项,您可以查看。默认情况下,Laravel 配置为使用 database
缓存驱动,该驱动将序列化的缓存对象存储在您应用程序的数据库中。
驱动程序先决条件
数据库
使用 database
缓存驱动时,您需要一个数据库表来存储缓存数据。通常,这在 Laravel 的默认 0001_01_01_000001_create_cache_table.php
数据库迁移 中包含;但是,如果您的应用程序不包含此迁移,您可以使用 make:cache-table
Artisan 命令来创建它:
php artisan make:cache-table
php artisan migrate
Memcached
使用 Memcached 驱动需要安装 Memcached PECL 包。您可以在 config/cache.php
配置文件中列出所有 Memcached 服务器。此文件已经包含了一个 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。如果这样做,port
选项应设置为 0
:
'memcached' => [
// ...
'servers' => [
[
'host' => '/var/run/memcached/memcached.sock',
'port' => 0,
'weight' => 100
],
],
],
Redis
在使用 Laravel 的 Redis 缓存之前,您需要通过 PECL 安装 PhpRedis PHP 扩展,或通过 Composer 安装 predis/predis
包 (~2.0)。 Laravel Sail 已经包含了此扩展。此外,官方的 Laravel 部署平台,如 Laravel Forge 和 Laravel Vapor,默认安装了 PhpRedis 扩展。
有关配置 Redis 的更多信息,请查阅其 Laravel 文档页面。
DynamoDB
在使用 DynamoDB 缓存驱动之前,您必须创建一个 DynamoDB 表来存储所有缓存数据。通常,此表应命名为 cache
。但是,您应根据 cache
配置文件中 stores.dynamodb.table
配置值的值来命名表。表名也可以通过 DYNAMODB_CACHE_TABLE
环境变量设置。
此表还应具有一个字符串分区键,其名称应对应于您应用程序的 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
。
通常,DynamoDB 不会主动从表中删除过期项。因此,您应在表上 启用生存时间(TTL)。在配置表的 TTL 设置时,您应将 TTL 属性名称设置为 expires_at
。
接下来,安装 AWS SDK,以便您的 Laravel 应用程序可以与 DynamoDB 通信:
composer require aws/aws-sdk-php
此外,您应确保为 DynamoDB 缓存存储配置选项提供值。通常,这些选项,如 AWS_ACCESS_KEY_ID
和 AWS_SECRET_ACCESS_KEY
,应在您应用程序的 .env
配置文件中定义:
'dynamodb' => [
'driver' => 'dynamodb',
'key' => env('AWS_ACCESS_KEY_ID'),
'secret' => env('AWS_SECRET_ACCESS_KEY'),
'region' => env('AWS_DEFAULT_REGION', 'us-east-1'),
'table' => env('DYNAMODB_CACHE_TABLE', 'cache'),
'endpoint' => env('DYNAMODB_ENDPOINT'),
],
MongoDB
如果您使用 MongoDB,官方 mongodb/laravel-mongodb
包提供了一个 mongodb
缓存驱动,可以使用 mongodb
数据库连接进行配置。MongoDB 支持 TTL 索引,可以用于自动清除过期的缓存项。
有关配置 MongoDB 的更多信息,请参阅 MongoDB 缓存和锁文档。
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,这就是我们将在本文件中使用的。Cache
facade 提供了对 Laravel 缓存契约的底层实现的方便、简洁的访问:
<?php
namespace App\Http\Controllers;
use Illuminate\Support\Facades\Cache;
class UserController extends Controller
{
/**
* 显示应用程序中所有用户的列表。
*/
public function index(): array
{
$value = Cache::get('key');
return [
// ...
];
}
}
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
方法的键应对应于您 cache
配置文件中的 stores
配置数组中列出的一个存储:
$value = Cache::store('file')->get('foo');
Cache::store('redis')->put('bar', 'baz', 600); // 10分钟
从缓存中检索项目
Cache
facade 的 get
方法用于从缓存中检索项目。如果项目在缓存中不存在,将返回 null
。如果愿意,您可以向 get
方法传递第二个参数,指定如果项目不存在时希望返回的默认值:
$value = Cache::get('key');
$value = Cache::get('key', 'default');
您甚至可以将闭包作为默认值传递。如果指定的项目在缓存中不存在,将返回闭包的结果。传递闭包允许您延迟从数据库或其他外部服务检索默认值:
$value = Cache::get('key', function () {
return DB::table(/* ... */)->get();
});
确定项目是否存在
has
方法可用于确定项目是否存在于缓存中。如果项目存在但其值为 null
,此方法也将返回 false
:
if (Cache::has('key')) {
// ...
}
增加/减少值
increment
和 decrement
方法可用于调整缓存中整数项目的值。这两个方法都接受一个可选的第二个参数,指示要增加或减少项目值的数量:
// 如果不存在则初始化值...
Cache::add('key', 0, now()->addHours(4));
// 增加或减少值...
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项目,但如果请求的项目不存在,则存储一个默认值。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其添加到缓存。您可以使用 Cache::remember
方法来实现这一点:
$value = Cache::remember('users', $seconds, function () {
return DB::table('users')->get();
});
如果项目在缓存中不存在,将执行传递给 remember
方法的闭包,并将其结果放入缓存。
您可以使用 rememberForever
方法从缓存中检索项目,或者如果不存在则永久存储它:
$value = Cache::rememberForever('users', function () {
return DB::table('users')->get();
});
过期时重新验证
在使用 Cache::remember
方法时,如果缓存值已过期,某些用户可能会体验到缓慢的响应时间。对于某些类型的数据,允许部分过期的数据在后台重新计算缓存值时被服务是有用的,这样可以防止某些用户在计算缓存值时体验到缓慢的响应时间。这通常被称为“过期时重新验证”模式,Cache::flexible
方法提供了此模式的实现。
灵活方法接受一个数组,指定缓存值被视为“新鲜”的时间以及何时变为“过期”。数组中的第一个值表示缓存被视为新鲜的秒数,而第二个值定义了在重新计算之前可以作为过期数据提供的时间。
如果在新鲜期内(在第一个值之前)发出请求,则立即返回缓存而不重新计算。如果在过期期内(在两个值之间)发出请求,则将过期值提供给用户,并注册一个 延迟函数 在响应发送给用户后刷新缓存值。如果在第二个值之后发出请求,则缓存被视为过期,值将立即重新计算,这可能导致用户的响应变慢:
$value = Cache::flexible('users', [5, 10], function () {
return DB::table('users')->get();
});
检索和删除
如果您需要从缓存中检索项目然后删除该项目,可以使用 pull
方法。与 get
方法一样,如果项目在缓存中不存在,将返回 null
:
$value = Cache::pull('key');
$value = Cache::pull('key', 'default');
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);
如果未将存储时间传递给 put
方法,则该项目将无限期存储:
Cache::put('key', 'value');
除了将秒数作为整数传递外,您还可以传递一个 DateTime
实例,表示缓存项目的所需过期时间:
Cache::put('key', 'value', now()->addMinutes(10));
如果不存在则存储
add
方法仅在缓存存储中不存在该项目时才会将其添加到缓存中。如果项目实际添加到缓存中,则该方法将返回 true
。否则,该方法将返回 false
。add
方法是一个原子操作:
Cache::add('key', 'value', $seconds);
永久存储项目
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
方法手动从缓存中删除它们:
Cache::forever('key', 'value');
如果您使用 Memcached 驱动,则存储“永久”的项目可能会在缓存达到其大小限制时被删除。
从缓存中移除项目
您可以使用 forget
方法从缓存中移除项目:
Cache::forget('key');
您还可以通过提供零或负数的过期秒数来移除项目:
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();
刷新缓存不尊重您配置的缓存“前缀”,并将从缓存中删除所有条目。在清除与其他应用程序共享的缓存时,请仔细考虑这一点。
缓存助手
除了使用 Cache
facade,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');
如果您提供一个键/值对的数组和过期时间给该函数,它将存储值在缓存中指定的持续时间:
cache(['key' => 'value'], $seconds);
cache(['key' => 'value'], now()->addMinutes(10));
当 cache
函数在没有任何参数的情况下被调用时,它返回 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();
});
在测试调用全局 cache
函数时,您可以使用 Cache::shouldReceive
方法,就像您在 测试 facade 中一样。
原子锁
要利用此功能,您的应用程序必须使用 memcached
、redis
、dynamodb
、database
、file
或 array
缓存驱动作为应用程序的默认缓存驱动。此外,所有服务器必须与同一个中央缓存服务器进行通信。
管理锁
原子锁允许在不担心竞争条件的情况下操作分布式锁。例如,Laravel Forge 使用原子锁确保在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()) {
// 锁定已获得 10 秒...
$lock->release();
}
get
方法也接受一个闭包。在闭包执行后,Laravel 将自动释放锁:
Cache::lock('foo', 10)->get(function () {
// 锁定已获得 10 秒并自动释放...
});
如果在请求时锁不可用,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得锁,将抛出 Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException
:
use Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException;
$lock = Cache::lock('foo', 10);
try {
$lock->block(5);
// 锁定在等待最多 5 秒后获得...
} catch (LockTimeoutException $e) {
// 无法获得锁...
} finally {
$lock->release();
}
上面的示例可以通过将闭包传递给 block
方法来简化。当将闭包传递给此方法时,Laravel 将尝试在指定的秒数内获得锁,并在闭包执行后自动释放锁:
Cache::lock('foo', 10)->block(5, function () {
// 锁定在等待最多 5 秒后获得...
});
跨进程管理锁
有时,您可能希望在一个进程中获得锁并在另一个进程中释放它。例如,您可能在 Web 请求期间获得锁,并希望在由该请求触发的队列作业结束时释放锁。在这种情况下,您应将锁的作用域“所有者令牌”传递给队列作业,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,如果成功获得锁,我们将调度一个队列作业。此外,我们将通过锁的 owner
方法将锁的所有者令牌传递给队列作业:
$podcast = Podcast::find($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', $this->owner)->release();
如果您希望在不尊重当前所有者的情况下释放锁,可以使用 forceRelease
方法:
Cache::lock('processing')->forceRelease();
添加自定义缓存驱动
编写驱动程序
要创建我们的自定义缓存驱动,我们首先需要实现 Illuminate\Contracts\Cache\Store
契约。因此,一个 MongoDB 缓存实现可能看起来像这样:
<?php
namespace App\Extensions;
use Illuminate\Contracts\Cache\Store;
class MongoStore implements Store
{
public function get($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() {}
}
我们只需使用 MongoDB 连接实现这些方法。有关如何实现每个方法的示例,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
facade 的 extend
方法来完成自定义驱动程序的注册:
Cache::extend('mongo', function (Application $app) {
return Cache::repository(new MongoStore);
});
如果您想知道将自定义缓存驱动代码放在哪里,您可以在 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组织应用程序。
注册驱动程序
要将自定义缓存驱动注册到 Laravel,我们将使用 Cache
facade 上的 extend
方法。由于其他服务提供者可能会在其 boot
方法中尝试读取缓存值,因此我们将在 booting
回调中注册自定义驱动。通过使用 booting
回调,我们可以确保在调用应用程序的服务提供者的 boot
方法之前注册自定义驱动,但在所有服务提供者的 register
方法调用之后。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\Contracts\Foundation\Application;
use Illuminate\Support\Facades\Cache;
use Illuminate\Support\ServiceProvider;
class AppServiceProvider extends ServiceProvider
{
/**
* 注册任何应用程序服务。
*/
public function register(): void
{
$this->app->booting(function () {
Cache::extend('mongo', function (Application $app) {
return Cache::repository(new MongoStore);
});
});
}
/**
* 启动任何应用程序服务。
*/
public function boot(): void
{
// ...
}
}
传递给 extend
方法的第一个参数是驱动程序的名称。这将对应于您 config/cache.php
配置文件中的 driver
选项。第二个参数是一个闭包,应该返回一个 Illuminate\Cache\Repository
实例。闭包将传递一个 $app
实例,该实例是 服务容器 的实例。
一旦您的扩展注册完成,请更新 CACHE_STORE
环境变量或您应用程序的 config/cache.php
配置文件中的 default
选项为您扩展的名称。
事件
要在每个缓存操作上执行代码,您可以监听缓存发出的各种 事件:
事件名称 |
---|
Illuminate\Cache\Events\CacheHit |
Illuminate\Cache\Events\CacheMissed |
Illuminate\Cache\Events\KeyForgotten |
Illuminate\Cache\Events\KeyWritten |
为了提高性能,您可以通过在应用程序的 config/cache.php
配置文件中为给定缓存存储设置 events
配置选项为 false
来禁用缓存事件:
'database' => [
'driver' => 'database',
// ...
'events' => false,
],