你应该了解的php缓存技术

缓存是现在系统中必不可少的模块，并且已经成为了高并发高性能架构的一个关键组件。

概念

缓存

所谓的缓存，就是将程序或系统经常要调用的对象存在内存中，一遍其使用时可以快速调用，不必再去创建新的重复的实例。这样做可以减少系统开销，提高系统效率。

1、通过文件缓存；
- 顾名思义文件缓存是指把数据存储在磁盘上，不管你是以XML格式，序列化文件DAT格式还是其它文件格式；
2、内存缓存；
- 也就是创建一个静态内存区域，将数据存储进去，例如我们B/S架构的将数据存储在Application中或者存储在一个静态Map中。
3、分布式缓存机制；
- 可能存在跨进程，跨域访问缓存数据

对于分布式的缓存，此时因为缓存的数据是放在缓存服务器中的，或者说，此时应用程序需要跨进程的去访问分布式缓存服务器。

PHP缓存

PHP缓存包括PHP编译缓存和PHP数据缓存两种。

PHP是一种解释型语言，属于边编译边运行的那种。这种运行模式的优点是程序修改很方便，但是运行效率却很低下。

PHP编译缓存针对这种情况做改进处理，使得PHP语言只要运行一次，就可以把程序的编译结果缓存起来。

【PHP编译缓存】

PHP是一种解释型语言，在PHP语言执行代码的时候，需要下面两步：

1、编译过程。
- PHP读取文件，并编译该文件，然后生成能够在Zend Engine虚拟机上执行的中间码。
2、执行过程。
- PHP直接执行中间码。

效率低下的场景：

1、即使PHP代码文件没有发生改变，也会被PHP重新编译。
2、如有引用文件，PHP也要花费时间重新编译这些被引用的文件。

因此，需要PHP编译缓存工具对PHP程序的编译结果做缓存处理。
这样，PHP程序只要编译一次，就不要重新再做无意义的编译了。

【PHP数据缓存】

PHP的数据缓存包括针对数据库数据进行缓存和针对PHP模板数据进行缓存。

针对数据库数据进行缓存的工具有memcache等。

针对PHP模板数据进行缓存的工具主要有smarty等。

优势

提升性能

绝大多数情况下，select 是出现性能问题最大的地方。

一方面，select 会有很多像 join、group、order、like 等这样丰富的语义，而这些语义是非常耗性能的；
另一方面，大多数应用都是读多写少，所以加剧了慢查询的问题。

分布式系统中远程调用也会耗很多性能，因为有网络开销，会导致整体的响应时间下降。

为了挽救这样的性能开销，在业务允许的情况（不需要太实时的数据）下，使用缓存是非常必要的事情。

缓解数据库压力

当用户请求增多时，数据库的压力将大大增加，通过缓存能够大大降低数据库的压力。

缓存的适用场景

对于数据实时性要求不高
对于一些经常访问但是很少改变的数据，读明显多于写，适用缓存就很有必要。
- 比如一些网站配置项。
对于性能要求高
- 比如一些秒杀活动场景。

生存期

生存期是指数据保持有效性的时间区间，也就是从创建到移除的时间间隔。

通常的生存期有以下几种：

永久状态Permanent State——应用程序使用的永久数据；
进程状态Process State——只在进程周期内有效；
会话状态Session State——和特定的用户会话有关；
消息状态Message State——处理某个消息的时间内有效；

缓存技术

【memcached】

Memcached是一个自由开源的，高性能，分布式内存对象缓存系统。

Memcached是以LiveJournal旗下Danga Interactive公司的Brad Fitzpatric为首开发的一款软件。现在已成为mixi、hatena、Facebook、Vox、LiveJournal等众多服务中提高Web应用扩展性的重要因素。

Memcached是一种基于内存的key-value存储，用来存储小块的任意数据（字符串、对象）。这些数据可以是数据库调用、API调用或者是页面渲染的结果。

Memcached简洁而强大。它的简洁设计便于快速开发，减轻开发难度，解决了大数据量缓存的很多问题。它的API兼容大部分流行的开发语言。

本质上，它是一个简洁的key-value存储系统。
一般的使用目的是，通过缓存数据库查询结果，减少数据库访问次数，以提高动态Web应用的速度、提高可扩展性。

特征

memcached作为高速运行的分布式缓存服务器，具有以下的特点：

协议简单
基于libevent的事件处理
内置内存存储方式
memcached不互相通信的分布式

支持的语言

许多语言都实现了连接memcached的客户端，其中以Perl、PHP为主。
仅仅memcached网站上列出的有：

Perl
PHP
Python
Ruby
C#
C/C++
Lua
……

原生PHP使用memcached示例：

error_reporting(E_ALL & ~E_NOTICE);

$mc = new \Memcached();
$mc->addServer("XXXX.memcache.rds.aliyuncs.com", 11211);

$mc->set("foo", "Hello!");
$mc->set("bar", "Memcached...");

$arr = array(
    $mc->get("foo"),
    $mc->get("bar")
);
var_dump($arr);

【redis】

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

它通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是字符串(String), 哈希(Map), 列表(list), 集合(sets) 和有序集合(sorted sets)等类型。

特点：

Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。
Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

Redis 优势

性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
原子 – Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过MULTI和EXEC指令包起来。
丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis与其他key-value存储有什么不同？

Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作，这是一个不同于其他数据库的进化路径。Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明，无需进行额外的抽象。
Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘，所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存，因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是，相比在磁盘上相同的复杂的数据结构，在内存中操作起来非常简单，这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。同时，在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的，因为他们并不需要进行随机访问。

lumen下使用memcached

Laravel 为各种缓存系统提供了统一的 API，缓存配置位于 .env 文件中，在该文件中你可以指定应用默认使用哪个缓存驱动。

## 缓存配置
CACHE_DRIVER=memcached

MEMCACHED_HOST=XXXX.memcache.rds.aliyuncs.com
MEMCACHED_PORT=11211

Lumen 缓存驱动与 Laravel 缓存驱动使用了完全相同的代码。
除配置之外，在 Lumen 中使用缓存和在 Laravel 中使用缓存没有区别；

配置文件：

如图可看出，lumen自带的配置框架让我们直接在.env配置对应参数即可。

注意: 在使用 Cache Facade 之前，请确保在 bootstrap/app.php 文件中没有注释掉 $app->withFacades() 方法的调用。

lumen下使用redis

在使用 Lumen 的 Redis 缓存之前，你需要通过 Composer 安装 illuminate/redis (5.5.*) 包。

composer require illuminate/redis

然后，你需要在 bootstrap/app.php 文件中注册 Illuminate\Redis\RedisServiceProvider。

$app->register(Illuminate\Redis\RedisServiceProvider::class);

如果你没有在 bootstrap/app.php 文件中调用 $app->withEloquent()，那么你应该在 bootstrap/app.php 文件中调用 $app->configure(‘database’); 以确保正确加载 Redis 数据库配置。

配置文件：

可以看到，lumen自带的配置框架让我们直接在.env配置对应参数即可。

所以应该使用的.env配置如下：

## 缓存配置
CACHE_DRIVER=redis

## redis配置
REDIS_HOST=XXXX.redis.rds.aliyuncs.com
REDIS_PASSWORD=XXXX
REDIS_PORT=6379
REDIS_DB=1

使用示例

<?php

use Illuminate\Support\Facades\Cache;
use Illuminate\Support\Facades\Redis;

class TestController
{
    private static $_test_key = '_test_';

    public function set()
    {
        $expire = 60 * 2;
        Cache::store('redis')->put(self::$_test_key, date('Y-m-d H:i:s'), $expire);

        $success = Cache::store('redis')->has(self::$_test_key);

        return $success;
    }

    public function get()
    {
        $value = Cache::store('redis')->get(self::$_test_key);

        return [
            'key' => self::$_test_key,
            'value' => $value,
        ];
    }
}

以上，还只是帮助大家简单入门，想要了解更多相关技术，快来关注我吧，让我们成为更优秀的自己！！！

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