本文介紹了 Django 緩存機(jī)制的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，涵蓋緩存概念、Redis 安裝配置、緩存策略及 API 使用，并通過(guò) RBAC 權(quán)限系統(tǒng)演示緩存的讀寫(xiě)與刪除操作，助力提升 Web 應(yīng)用性能。

一、緩存基礎(chǔ)與環(huán)境準(zhǔn)備

什么是緩存？

緩存是指保存計(jì)算密集型操作的結(jié)果，當(dāng)再次需要該結(jié)果時(shí)直接從緩存中獲取，而無(wú)需重新計(jì)算。在 Django 中，緩存可以應(yīng)用于不同粒度：

• 整個(gè)網(wǎng)站緩存
• 特定視圖緩存
• 頁(yè)面片段緩存
• 任意 Python 對(duì)象緩存

安裝Redis

Django 支持多種緩存后端，其中 Redis 因其高性能和豐富的特性成為常用選擇。

• 安裝Redis：過(guò)程略
• 安裝 Redis 客戶端

pip install redis

Redis 緩存配置

在 Django 項(xiàng)目的settings.py文件中，通過(guò)CACHES配置項(xiàng)設(shè)置 Redis 緩存后端。

• TIMEOUT：默認(rèn)緩存超時(shí)時(shí)間（秒），默認(rèn)為 300 秒（5 分鐘）
• OPTIONS：傳遞給緩存后端的選項(xiàng)
• KEY_PREFIX：所有緩存鍵的前綴字符串
• VERSION：緩存鍵的默認(rèn)版本號(hào)
• KEY_FUNCTION：定義緩存鍵生成規(guī)則的函數(shù)路徑

CACHES = {
    "default": {
        "BACKEND": "django.core.cache.backends.redis.RedisCache",
        "LOCATION": "redis://password@127.0.0.1:6379",
        "OPTIONS": {
            "db": 0,
        },
        "KEY_PREFIX": "mars_framework",  # 緩存前綴
        "TIMEOUT": 60 * 60 * 12,  # 緩存過(guò)期時(shí)間，單位為秒
    }
}

二、緩存使用策略

站點(diǎn)緩存（不常用）

緩存整個(gè)站點(diǎn)是最簡(jiǎn)單的緩存方式，適用于內(nèi)容不常變化的網(wǎng)站。配置方式如下（在settings.py的MIDDLEWARE中添加緩存中間件）

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',  # 放在最前面
    # 其他中間件...
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',  # 放在最后面
]

視圖緩存

針對(duì)特定視圖進(jìn)行緩存是更靈活的方式，適用于不同視圖有不同更新頻率的場(chǎng)景。

使用裝飾器緩存視圖

from django.views.decorators.cache import cache_page

@cache_page(60 * 15)  # 緩存15分鐘
def my_view(request):
    # 視圖邏輯...

視圖緩存的特點(diǎn)

• 以 URL 為緩存鍵，不同 URL 指向同一視圖會(huì)分別緩存
• 示例：/foo/1/和/foo/23/會(huì)被分別緩存

urlpatterns = [
    path("foo/<int:code>/", my_view),
]

自定義緩存前綴：可以為不同視圖設(shè)置不同的緩存前綴

@cache_page(60 * 15, key_prefix="site1")
def my_view(request):
    ...

在 URLconf 中配置緩存

from django.views.decorators.cache import cache_page

urlpatterns = [
    path("foo/<int:code>/", cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

三、緩存API詳解

當(dāng)需要更精細(xì)的緩存控制時(shí)，可以使用 Django 提供的緩存 API，直接操作緩存中的數(shù)據(jù)。

導(dǎo)入緩存模塊

from django.core.cache import cache

基本操作

設(shè)置緩存

# 語(yǔ)法：cache.set(key, value, timeout=默認(rèn)超時(shí), version=None)
cache.set('my_key', 'hello, world!', 30)  # 緩存30秒

獲取緩存

# 語(yǔ)法：cache.get(key, default=None, version=None)
value = cache.get('my_key')  # 獲取緩存值，如果不存在返回None
value = cache.get('my_key', 'default_value')  # 指定默認(rèn)值

新增緩存（僅當(dāng)鍵不存在時(shí)）

# 如果鍵不存在則添加，返回布爾值表示是否成功
success = cache.add("add_key", "Initial value")

獲取或設(shè)置緩存

# 如果鍵存在則獲取，否則設(shè)置并返回默認(rèn)值
value = cache.get_or_set("my_new_key", "my new value", 100)

刪除緩存

# 刪除指定鍵，返回布爾值表示是否成功
success = cache.delete("a")

更新緩存過(guò)期時(shí)間

# 為已有鍵設(shè)置新的過(guò)期時(shí)間
success = cache.touch("a", 10)  # 新超時(shí)時(shí)間10秒

四、緩存實(shí)戰(zhàn)

場(chǎng)景說(shuō)明

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的訪問(wèn)控制）是一種廣泛使用的權(quán)限管理模型。在 Django+Vue 實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng)中，一般采用RBAC權(quán)限策略。使用緩存機(jī)制，避免重復(fù)計(jì)算用戶權(quán)限標(biāo)識(shí)集合。

寫(xiě)入緩存

用戶成功登錄后，前端自動(dòng)調(diào)用獲取登錄用戶的權(quán)限信息接口，獲取登錄用戶的權(quán)限信息，包括

• 用戶基本信息 user
• 用戶角色集合 roles
• 用戶權(quán)限標(biāo)識(shí)集合 permissions
• 用戶樹(shù)狀菜單集合 menus

將計(jì)算后的上述權(quán)限信息，寫(xiě)入Redis緩存。同時(shí)返回給前端，生成動(dòng)態(tài)菜單。

@extend_schema(tags=["管理后臺(tái)-system-認(rèn)證"])
class AuthViewSet(viewsets.GenericViewSet):
    serializer_class = AuthLoginSerializer
    queryset = SystemUsers.objects.none()

    @extend_schema(summary="獲取登錄用戶的權(quán)限信息")
    @action(methods=["get"], detail=False, url_path="get-permission-info")
    def get_permission_info(self, request, *args, **kwargs):
        """獲取登錄用戶的權(quán)限信息"""
        user_id = request.user.id
        cache_key = f"system_users_{user_id}"
        user = SystemUsers.objects.prefetch_related("roles", "roles__menus").get(
            id=user_id
        )
        serializer = AuthPermissionInfoSerializer(user, context={"request": request})
        cache.set(cache_key, serializer.data, timeout=None)
        return CommonResponse.success(data=serializer.data)

讀取緩存

用戶執(zhí)行某個(gè)API接口時(shí)，會(huì)進(jìn)行權(quán)限判斷。后端權(quán)限判斷時(shí)，會(huì)從緩存中讀取當(dāng)前請(qǐng)求用戶的權(quán)限標(biāo)識(shí)集合，然后對(duì)比本次請(qǐng)求的權(quán)限標(biāo)識(shí)（如 "system:post:query"）。如果包含在集合中，則返回true，否則返回false。

點(diǎn)擊查看RBAC權(quán)限原理

刪除緩存

當(dāng)用戶退出登錄時(shí)，刪除用戶的緩存信息

    @extend_schema(summary="登出系統(tǒng)")
    @action(
        methods=["post"],
        detail=False,
        url_path="logout",
        permission_classes=[AllowAny],
    )
    def logout(self, request, *args, **kwargs):
        """登出系統(tǒng)"""
        cache.delete(f"system_users_{request.user.id}")  # 清空用戶Redis
        # ... 

點(diǎn)擊查看完整代碼

---

您正在閱讀的是《Django從入門(mén)到實(shí)戰(zhàn)》專欄！關(guān)注不迷路~