缓存
介绍
您的应用程序执行的一些数据检索或处理任务可能会占用大量 CPU 资源或需要几秒钟才能完成。在这种情况下,通常会将检索到的数据缓存一段时间,以便在后续请求相同数据时可以快速检索。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 提供了一个表达性强、统一的 API 用于各种缓存后端,使您能够利用它们的快速数据检索来加速您的 Web 应用程序。
配置
您的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驱动。Laravel 支持流行的缓存后端,如 Memcached、Redis、DynamoDB 和关系数据库。此外,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各种其他选项,这些选项在文件中有文档说明,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,该驱动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,建议使用更强大的驱动程序,如 Memcached 或 Redis。您甚至可以为同一驱动程序配置多个缓存配置。
驱动程序先决条件
数据库
使用 database
缓存驱动时,您需要设置一个表来包含缓存项。您将在下面找到一个示例 Schema
声明:
Schema::create('cache', function (Blueprint $table) {
$table->string('key')->unique();
$table->text('value');
$table->integer('expiration');
});
您还可以使用 php artisan cache:table
Artisan 命令生成具有正确架构的迁移。
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' => [
[
'host' => '/var/run/memcached/memcached.sock',
'port' => 0,
'weight' => 100
],
],
Redis
在使用 Redis 缓存与 Laravel 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 表来存储所有缓存的数据。通常,此表应命名为 cache
。但是,您应根据应用程序的 cache
配置文件中的 stores.dynamodb.table
配置值来命名表。
此表还应具有一个字符串分区键,其名称应与应用程序的 cache
配置文件中的 stores.dynamodb.attributes.key
配置项的值相对应。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,这也是我们将在整个文档中使用的。Cache
facade 提供了对 Laravel 缓存合同的底层实现的便捷、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 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。如果缓存中不存在该项目,将返回 null
。如果您愿意,可以将第二个参数传递给 get
方法,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。如果缓存中不存在指定的项目,将返回闭包的结果。传递闭包允许您推迟从数据库或其他外部服务检索默认值:
$value = Cache::get('key', function () {
return DB::table(/* ... */)->get();
});
确定项目存在性
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')) {
// ...
}
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);
检索并存储
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,也将默认值存储起来。例如,您可能希望从缓存中检索所有用户,或者如果不存在,则从数据库中检索并将其添加到缓存中。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目,将执行传递给 remember
方法的闭包,并将其结果放入缓存中。
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();
});
检索并删除
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,如果缓存中不存在该项目,将返回 null
:
$value = Cache::pull('key');
将项目存储在缓存中
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,您还可以传递一个表示缓存项目所需过期时间的 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,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
方法可用于永久存储项目在缓存中。由于这些项目不会过期,因此必须使用 forget
方法手动从缓存中移除它们:
Cache::forever('key', 'value');
如果您使用的是 Memcached 驱动,当缓存达到其大小限制时,存储 "永久" 的项目可能会被移除。
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();
清除缓存不尊重您配置的缓存 "前缀",并将删除缓存中的所有条目。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
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 cache
函数使用单个字符串参数调用时,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 cache
函数在没有任何参数的情况下调用时,它将返回 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();
});
在测试对全局 cache
函数的调用时,您可以使用 Cache::shouldReceive
方法,就像您在 测试 facade 时一样。
原子锁
要使用此功能,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通信。
驱动程序先决条件
数据库
使用 database
缓存驱动时,您需要设置一个表来包含应用程序的缓存锁。您将在下面找到一个示例 Schema
声明:
Schema::create('cache_locks', function (Blueprint $table) {
$table->string('key')->primary();
$table->string('owner');
$table->integer('expiration');
});
如果您使用 cache:table
Artisan 命令创建数据库驱动的缓存表,该命令创建的迁移已经包含 cache_locks
表的定义。
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 使用原子锁来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()) {
// 锁定获取 10 秒...
$lock->release();
}
get
方法还接受一个闭包。在闭包执行后,Laravel 将自动释放锁:
Cache::lock('foo', 10)->get(function () {
// 锁定获取 10 秒并自动释放...
});
如果您请求锁时锁不可用,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,将抛出 Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException
:
use Illuminate\Contracts\Cache\LockTimeoutException;
$lock = Cache::lock('foo', 10);
try {
$lock->block(5);
// 等待最多 5 秒后获取锁...
} catch (LockTimeoutException $e) {
// 无法获取锁...
} finally {
$lock?->release();
}
上面的示例可以通过将闭包传递给 block
方法来简化。当闭包传递给此方法时,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 秒后获取锁...
});
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,如果成功获取锁,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());
}
在应用程序的 ProcessPodcast
作业中,我们可以使用所有者令牌恢复并释放锁:
Cache::restoreLock('processing', $this->owner)->release();
如果您希望在不尊重其当前所有者的情况下释放锁,可以使用 forceRelease
方法:
Cache::lock('processing')->forceRelease();
添加自定义缓存驱动
编写驱动
要创建自定义缓存驱动,我们首先需要实现 Illuminate\Contracts\Cache\Store
合同。因此,MongoDB 缓存实现可能如下所示:
<?php
namespace App\Extensions;
use Illuminate\Contracts\Cache\Store;
class MongoStore implements Store
{
public function get($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() {}
}
我们只需使用 MongoDB 连接实现这些方法中的每一个。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
方法完成自定义驱动的注册:
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,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
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尝试在其 boot
方法中读取缓存值,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服务提供者的 boot
方法之前但在调用所有服务提供者的 register
方法之后注册自定义驱动。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,该闭包应返回一个 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毕,更新 config/cache.php
配置文件的 driver
选项为扩展的名称。
事件
要在每个缓存操作上执行代码,您可以监听缓存触发的 事件。通常,您应将这些事件监听器放在应用程序的 App\Providers\EventServiceProvider
类中:
use App\Listeners\LogCacheHit;
use App\Listeners\LogCacheMissed;
use App\Listeners\LogKeyForgotten;
use App\Listeners\LogKeyWritten;
use Illuminate\Cache\Events\CacheHit;
use Illuminate\Cache\Events\CacheMissed;
use Illuminate\Cache\Events\KeyForgotten;
use Illuminate\Cache\Events\KeyWritten;
/**
* 应用程序的事件监听器映射。
*
* @var array
*/
protected $listen = [
CacheHit::class => [
LogCacheHit::class,
],
CacheMissed::class => [
LogCacheMissed::class,
],
KeyForgotten::class => [
LogKeyForgotten::class,
],
KeyWritten::class => [
LogKeyWritten::class,
],
];