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PHP의 캐싱 기술에 대해 자세히 알아보기

青灯夜游
青灯夜游앞으로
2021-07-14 19:24:466155검색

캐싱은 프로젝트의 필수적인 부분이 되었으며 성능을 향상시키는 가장 좋은 방법입니다. 다음 기사에서는 PHP의 캐싱 기술에 대해 자세히 알아봅니다.

PHP의 캐싱 기술에 대해 자세히 알아보기

캐싱은 네트워크 I/O 감소, 디스크 I/O 감소 등 성능을 향상시켜 프로젝트 로딩 속도를 높이는 가장 좋은 방법입니다.

캐시는 CPU 캐시, 메모리 캐시, 하드 디스크 캐시가 될 수 있으며, 다양한 캐시 쿼리 속도가 다릅니다(CPU 캐시 > 메모리 캐시 > 하드 디스크 캐시).

다음으로 하나씩 소개하겠습니다.

브라우저 캐시

브라우저는 요청한 페이지를 클라이언트 캐시에 저장합니다. 방문자가 이 페이지를 다시 방문하면 브라우저가 클라이언트 캐시에서 직접 데이터를 읽어 서버 액세스 부하를 줄일 수 있습니다. 웹페이지 로딩.

강력한 캐시

사용자가 보낸 요청은 서버에 요청하지 않고 클라이언트 캐시에서 직접 가져옵니다.

Expires 및 Cache-Control을 기반으로 강력한 캐시가 적중되었는지 확인합니다.

코드는 다음과 같습니다. 

header('Expires: '. gmdate('D, d M Y H:i:s', time() + 3600). ' GMT');
header("Cache-Control: max-age=3600"); //有效期3600秒

Cache-Control 다음 매개변수도 설정할 수 있습니다.

  • public: 모든 사용자가 캐시할 수 있습니다(최종 사용자의 브라우저/CDN 서버)
  • private: 다음 사용자만 캐시할 수 있습니다. 최종 사용자의 브라우저 Cache
  • no-cache: 로컬 캐시를 사용하지 않음
  • no-store: 데이터 캐싱 비활성화

캐시 협상

사용자가 보낸 요청이 서버로 전송되고 서버가 여부를 결정합니다. 클라이언트 캐싱을 사용합니다.

코드는 다음과 같습니다. 

$last_modify = strtotime($_SERVER['HTTP_IF_MODIFIED_SINCE']);
if (time() - $last_modify < 3600) {
    header(&#39;Last-Modified: &#39;. gmdate(&#39;D, d M Y H:i:s&#39;, $last_modify).&#39; GMT&#39;);
    header(&#39;HTTP/1.1 304&#39;); //Not Modified
    exit;
}
header(&#39;Last-Modified: &#39;. gmdate(&#39;D, d M Y H:i:s&#39;).&#39; GMT&#39;);

사용자 작업 동작이 캐시에 미치는 영향

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파일 캐시

데이터 파일 캐시

업데이트 빈도가 낮고 읽기 빈도가 높은 데이터를 파일에 캐시합니다.

예를 들어 도시 데이터가 프로젝트의 여러 위치에서 3단계 연결에 사용되는 경우 도시 데이터를 파일(city_data.json)에 캐시할 수 있으며 JS는 백엔드를 요청하지 않고 이 파일을 직접 읽을 수 있습니다. 섬기는 사람.

전체 사이트에 대한 정적

CMS(콘텐츠 관리 시스템)는 아마도 초기 DEDE 및 PHPCMS와 같이 정적 HTML을 사용자가 웹사이트를 방문할 때 백그라운드에서 설정할 수 있습니다. 읽기는 정적입니다. HTML은 데이터 인터페이스를 요청하기 위해 백엔드 데이터베이스나 Ajax를 요청할 필요가 없으므로 웹 사이트의 로딩 속도가 빨라집니다.

정적 HTML에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

  • 검색 엔진 포함(SEO)에 도움이 됨
  • 빠른 페이지 열기
  • 서버 부하 감소

CDN 캐시

CDN(Content Delivery Network) 콘텐츠 배포 네트워크 .

사용자가 웹 사이트를 방문하면 원본 서버를 요청하지 않고도 가장 가까운 CDN 노드의 콘텐츠가 자동으로 선택되므로 웹 사이트 열기 속도가 빨라집니다.

캐시는 주로 HTML, 이미지, CSS, JS, XML 등과 같은 정적 리소스를 포함합니다.

NoSQL Cache

Memcached Cache

Memcached는 고성능 분산 메모리 캐시 서버입니다.

일반적인 사용 목적은 데이터베이스 쿼리 결과를 캐싱하고 데이터베이스 액세스 횟수를 줄여 동적 웹 애플리케이션의 속도와 확장성을 높이는 것입니다.

이미지, 비디오, 파일 등 다양한 형식으로 데이터를 저장하는 데에도 사용할 수 있습니다.

Memcached는 K/V 유형 데이터만 지원하며 영구 저장소는 지원하지 않습니다.

Memcache와 Memcached의 차이점

  • Memcached 0.2.0부터 시작하려면 PHP 버전 >=5.2.0이 필요하고, Memcache에는 PHP 버전 >=4.3이 필요합니다.
  • Memcached는 2018-12-24에 마지막으로 출시되었으며 Memcache는 2013-04-07에 마지막으로 출시되었습니다.
  • Memcached는 libmemcached를 기반으로 하고 Memcache는 PECL 확장을 기반으로 합니다.

Memcached는 Memcache의 업그레이드 버전이라고 생각하시면 됩니다.

PHP Memcached 사용자 설명서:

http://www.php.net/manual/zh/book.memcached.php

Memcached는 Redis와 자주 비교됩니다. 다음으로 Redis 캐시를 소개하겠습니다.

Redis Cache

Redis는 고성능 K/V 데이터베이스입니다.

Redis는 데이터를 메모리에 저장하거나 데이터를 유지할 수 있는 List(연결된 목록), Set(집합), Zset(순서가 지정된 집합), Hash(해시) 등 Memcached K/V 저장소의 단점을 크게 보완합니다. 디스크에 저장되며 마스터-슬레이브 동기화를 지원합니다.

일반적으로 Redis는 Memcached의 확장 버전으로 더 무겁고 강력하다고 볼 수 있습니다.

Redis는 주로 일상 업무에 사용됩니다.

MongoDB Cache

MongoDB는 분산 파일 스토리지 기반의 데이터베이스입니다. C++ 언어로 작성되었습니다.

旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。

WEB服务器缓存

Apache缓存

利用 mod_expires ，指定缓存的过期时间，可以缓存HTML、图片、JS、CSS 等。

打开 http.conf，开启模块：

LoadModule expires_module modules/mod_expires.so

指定缓存的过期时间：

<IfModule expires_module>
     #打开缓存
     ExpiresActive on 

     #css缓存(8640000秒=10天)
     ExpiresByType text/css A8640000

     #js缓存
     ExpiresByType application/x-javascript A8640000
     ExpiresByType application/javascript A8640000

     #html缓存
     ExpiresByType text/html A8640000

     #图片缓存
     ExpiresByType image/jpeg A8640000
     ExpiresByType image/gif A8640000
     ExpiresByType image/png A8640000
     ExpiresByType image/x-icon A8640000

 </IfModule>

Nginx缓存

利用 expire 参数，指定缓存的过期时间，可以缓存HTML、图片、JS、CSS 等。

打开 nginx.conf ：

//以图片为例：
location ~\.(gif|jpg|jepg|png|bmp|ico)$ { #加入新的location
    root html;
    expires 1d; #指定缓存时间
}

大家也可以了解下：proxy_cache_path 和 proxy_cache，进行缓存的设置。

Opcode缓存

Opcode（Operate Code）操作码。

PHP程序运行完后，马上释放所有内存，所有程序中的变量都销毁，每次请求都要重新翻译、执行，导致速度可能会偏慢。

当解释器完成对脚本代码的分析后，便将它们生成可以直接运行的中间代码，也称为操作码。

操作码 的目地是避免重复编译，减少CPU和内存开销。

APC缓存

APC（Alternative PHP Cache）可选 PHP 缓存。

APC 的目标是提供一个自由、 开放，和健全的框架，用于缓存、优化 PHP 中间代码。

APC 可以去掉 php 动态解析以及编译的时间，使php脚本可以执行的更快。

APC 扩展最后的发布时间为 2012-09-03。

感兴趣可以了解下，官方介绍：http://php.net/manual/zh/book.apc.php

eAccelerator

eAccelerator：A PHP opcode cache。

感兴趣可以了解下，官方介绍：http://eaccelerator.net/

XCache

XCache 是一个又快又稳定的 PHP opcode 缓存器。

感兴趣可以了解下，官方介绍：http://xcache.lighttpd.net/

小结

文章主要简单的介绍了 浏览器缓存、文件缓存、NoSQL缓存、WEB服务器缓存、Opcode缓存。

每一种缓存都可以深入研究，从介绍 -> 安装 -> 使用 -> 总结应用场景。

大家可以思考下，通过上面的介绍，工作中我们使用了哪些缓存？

还可以再使用哪些缓存，可以对我们的项目有帮助？

关于缓存的常见问题

用过缓存，大家肯定遇到过比较头痛的问题，比如数据一致性，雪崩，热点数据缓存，缓存监控等等。

给大家列出几个问题，纯属抛转引玉。

当项目中使用到缓存，我们是选择 Redis 还是 Memcached ，为什么？

举一些场景：

一、比如实现一个简单的日志收集功能或发送大量短信、邮件的功能，实现方式是先将数据收集到队列中，然后有一个定时任务去消耗队列，处理该做的事情。

直接使用 Redis 的 lpush，rpop 或 rpush，lpop。

//进队列
$redis->lpush(key, value);

//出队列
$redis->rpop(key);

Memcached 没有这种数据结构。

二、比如我们要存储用户信息，ID、姓名、电话、年龄、身高 ，怎么存储？

方案一：key => value

key = user_data_用户ID

value = json_encode(用户数据)

查询时，先取出key，然后进行json_decode解析。

方案二：hash

key = user_data_用户ID

hashKey = 姓名，value = xx

hashKey = 电话，value = xx

hashKey = 年龄，value = xx

hashKey = 身高，value = xx

查询时，取出key即可。

//新增
$redis->hSet(key, hashKey, value);
$redis->hSet(key, hashKey, value);
$redis->hSet(key, hashKey, value);

//编辑
$redis->hSet(key, hashKey, value);

//查询
$redis->hGetAll(key); //查询所有属性
$redis->hGet(key, hashKey); //查询某个属性

方案二 优于 方案一。

三、比如社交项目类似于新浪微博，个人中心的关注列表和粉丝列表，双向关注列表，还有热门微博，还有消息订阅 等等。

以上都用 Redis 提供的相关数据结构即可。

四、Memcached 只存储在内存中，而 Redis 既可以存储在内存中，也可以持久化到磁盘上。

如果需求中的数据需要持久化，请选择 Redis 。

个人在工作中没有用到 Memcached ，通过查询资料得到 Memcached 内存分配时优于 Redis。

Memcached 默认使用 Slab Allocation 机制管理内存，按照预先规定的大小，将分配的内存分割成特定长度的块以存储相应长度的key-value数据记录，以完全解决内存碎片问题。

如何保证，缓存与数据库的数据一致性？

新增数据：先新增到数据库，再新增到缓存。

编辑数据：先删除缓存数据，再修改数据库中数据，再新增到缓存。

데이터 삭제: 캐시 데이터를 먼저 삭제한 후 데이터베이스의 데이터를 삭제합니다.

데이터 쿼리: 먼저 캐시 데이터를 쿼리하고, 데이터가 없으면 데이터베이스를 쿼리한 다음 캐시에 추가합니다.

트랜잭션 일관성, 특정 시점 일관성, 최종 일관성 등과 같은 강력한 일관성은 보장하기 어렵습니다.

구체적인 문제를 자세히 분석해 보겠습니다.

캐시 침투 어떻게 해야 하나요?

사용자가 캐시에 존재하지 않는 데이터를 요청하여 요청이 데이터베이스에 직접 전달됩니다.

1. 일반 Key 값을 설정하고 먼저 Key가 사양을 준수하는지 확인합니다.

2. 인터페이스 전류 제한, 다운그레이드 및 회로 차단기에 대해서는 istio를 참조하세요. istio.io/

3.

4. 존재하지 않는 키 값에 대해 빈 캐시와 만료 시간을 설정하세요. 스토리지 계층에서 데이터가 생성되면 적시에 캐시를 업데이트하세요.

눈사태가 발생하면 어떻게 해야 하나요?

1. 뮤텍스 잠금, 하나의 요청만 인덱스 재구축을 허용하고, 다른 요청은 캐시 재구성이 완료될 때까지 기다린 후 캐시에서 데이터를 다시 얻습니다.

2. 원본 캐시와 복사본 캐시의 이중 캐시 전략. 원본 캐시가 만료되고 복사본 캐시가 요청되면 원본 캐시 만료 시간은 단기로 설정되고 복사본 캐시는 장기로 설정됩니다.

추천 학습: "PHP 비디오 튜토리얼"

위 내용은 PHP의 캐싱 기술에 대해 자세히 알아보기의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!

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