如何在 PHP 中实现缓存以及哪些缓存技术最能提高性能？

如何在 PHP 中实现缓存，您更喜欢哪种缓存技术？

缓存是现代 Web 应用程序中提高性能、减少服务器负载和增强用户体验的一项重要技术。通过临时存储数据以便可以快速访问，缓存有助于防止冗余的数据库查询或昂贵的计算。在 PHP 中，您可以根据您的具体用例实施各种缓存策略和技术。

在本文中，我们将讨论不同类型的缓存技术、如何在 PHP 中实现缓存以及首选的缓存策略。

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1. PHP 中的缓存类型

PHP 应用程序中可以使用多种类型的缓存机制。每种类型都有特定的用途，可以根据您的应用程序的需求进行利用。

a.数据缓存（对象缓存）

此技术涉及缓存经常访问的数据（例如数据库查询、API 响应或计算结果），以便可以重用它而无需重新获取或重新计算。

b.页面缓存

页面缓存存储页面的整个渲染 HTML 输出，可以直接向用户提供服务，而无需为每个请求执行 PHP 脚本。这对于内容丰富的静态页面特别有用。

c.操作码缓存

操作码缓存将编译后的 PHP 字节码存储在内存中，这减少了在每个请求上解析 PHP 脚本的开销。这通常是在 PHP 运行时级别完成的。

d.文件缓存

这涉及将缓存数据存储在服务器的文件系统上。文件直接从磁盘写入和读取，这比内存缓存慢，但对于大型数据集或需要持久性时很有用。

e. HTTP 响应缓存

HTTP 缓存在服务器或客户端级别存储 HTTP 响应，以避免对同一资源的重复请求。这包括缓存标头，例如 Cache-Control 或 ETag。

f.数据库缓存

缓存查询结果或数据库对象，以避免重复相同的数据库查询，减少数据库服务器的负载。

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2. PHP 中的缓存技术

让我们探索如何在 PHP 中实现一些最常用的缓存技术。

a.基于文件的缓存

您可以轻松实现基于文件的缓存，只需将数据写入缓存文件，并在再次查询数据库之前检查缓存文件是否存在且是否是最新的。

基于文件的缓存示例：

<?php
$cacheFile = 'cache/data_cache.txt';
$cacheTime = 3600; // 1 hour

// Check if the cache file exists and is still valid
if (file_exists($cacheFile) && (filemtime($cacheFile) + $cacheTime > time())) {
    // Cache is valid, use cached data
    $data = file_get_contents($cacheFile);
} else {
    // Cache is expired or doesn't exist, fetch fresh data
    $data = fetchDataFromDatabase(); // Example function to fetch data

    // Save the fetched data to the cache file
    file_put_contents($cacheFile, $data);
}

echo $data;
?>

此技术非常适合小型应用程序或数据不经常更改的应用程序。但是，它比内存缓存技术慢，对于较大的数据集应谨慎使用。

b.使用 Memcached 或 Redis 进行内存缓存

为了更快的缓存，您可以使用内存缓存与 Memcached 或 Redis 等工具。这些工具通过将数据存储在内存中来提供高性能缓存层，使其检索速度比从文件系统中检索快得多。

使用Redis进行缓存：

1. 安装 Redis 和 PHP Redis 扩展:

   • 在您的服务器上安装 Redis。
   • 安装 PHP Redis 扩展 (pecl install redis)。

2. Redis 缓存示例:
   

<?php
// Create a Redis instance
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379); // Connect to Redis server

$cacheKey = 'user_data';
$cacheTime = 3600; // Cache for 1 hour

// Check if the data is cached
$data = $redis->get($cacheKey);

if ($data === false) {
    // Data not in cache, fetch it from the database
    $data = fetchDataFromDatabase(); // Your function to fetch data

    // Cache the result for future requests
    $redis->setex($cacheKey, $cacheTime, $data);
}

echo $data;
?>

对于性能至关重要的应用程序，强烈建议使用此方法，因为 Redis 和 Memcached 都非常快，并且支持过期时间和缓存失效等高级缓存功能。

c.使用数据库进行查询缓存

如果您发现某些数据库查询被重复执行，您可以缓存这些查询的结果。大多数现代数据库，包括 MySQL 和 PostgreSQL，都有内置的查询缓存机制，但您也可以在 PHP 中手动缓存查询。

数据库查询缓存示例：

<?php
$cacheKey = 'db_query_cache';
$cacheTime = 3600; // Cache for 1 hour

// Check if the result of the query is already cached
$queryResult = $redis->get($cacheKey);

if ($queryResult === false) {
    // Query not cached, fetch it from the database
    $queryResult = fetchDataFromDatabase(); // Your DB query here

    // Cache the query result
    $redis->setex($cacheKey, $cacheTime, serialize($queryResult));
} else {
    // Unserialize cached result
    $queryResult = unserialize($queryResult);
}

echo json_encode($queryResult);
?>

在这种方法中，不是每次都查询数据库，而是将结果存储在 Redis 等缓存系统中，并在需要时从那里检索。这显着减少了数据库查询次数并提高了性能。

d.使用 OPcache 缓存操作码

OPcache 是一个内置的 PHP 扩展，它将 PHP 脚本编译后的字节码缓存在内存中。通过缓存已编译的脚本，OPcache 无需在每个请求上解析 PHP 文件。

启用 OPcache：

1. 在 PHP 配置中启用 OPcache (php.ini)：

opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=4000

1. 验证 OPcache 是否处于活动状态：

<?php
if (function_exists('opcache_get_status')) {
    var_dump(opcache_get_status());
}
?>

OPcache 对于处理繁重的 PHP 应用程序特别有用，因为它通过跳过 PHP 脚本的编译并直接运行缓存的字节码来缩短响应时间。

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3.高级缓存技术

a. HTTP 缓存（浏览器缓存）

您可以通过使用适当的 HTTP 标头（例如 Cache-Control、ETag 或 Last-Modified）来控制 HTTP 级别的缓存。这些标头告诉浏览器和中间缓存如何缓存内容。

<?php
$cacheFile = 'cache/data_cache.txt';
$cacheTime = 3600; // 1 hour

// Check if the cache file exists and is still valid
if (file_exists($cacheFile) && (filemtime($cacheFile) + $cacheTime > time())) {
    // Cache is valid, use cached data
    $data = file_get_contents($cacheFile);
} else {
    // Cache is expired or doesn't exist, fetch fresh data
    $data = fetchDataFromDatabase(); // Example function to fetch data

    // Save the fetched data to the cache file
    file_put_contents($cacheFile, $data);
}

echo $data;
?>

这对于图像、CSS 和 JavaScript 文件等静态资源特别有用。

b.内容分发网络 (CDN) 缓存

如果您的应用程序提供静态内容（例如图像、视频），您可以将缓存卸载到 CDN，例如 Cloudflare 或 AWS CloudFront。这些服务在世界各地的边缘位置缓存内容，从而减少延迟并缩短最终用户的加载时间。

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4.缓存最佳实践

• 缓存过期：始终为缓存数据设置过期时间，以确保数据不会过时。在不牺牲性能的情况下使用尽可能少的时间。
• 缓存失效：数据更新时使用缓存失效策略。这可确保在必要时刷新缓存。
• 缓存粒度：根据数据更改的频率和操作的成本，在适当的级别缓存数据（例如对象缓存、查询缓存、页面缓存）。
• 避免过度缓存：虽然缓存可以提高性能，但不加区别地缓存所有内容可能会导致高内存使用率和复杂性。仅缓存从中受益的数据。

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5.结论

缓存是提高 PHP 应用程序性能和可扩展性的强大工具。根据您的需求，您可以选择不同的缓存技术，例如文件缓存，内存缓存（Redis或Memcached），查询缓存，操作码缓存 (OPcache) 和 HTTP 缓存。

对于大多数现代 PHP 应用程序，使用 Redis 进行对象或数据缓存，以及使用 OPcache 进行操作码缓存，可提供出色的性能优势。始终考虑您的具体用例，例如数据更改的频率以及性能的关键程度，以确定适合您的应用程序的最佳缓存策略。

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以上是如何在 PHP 中实现缓存以及哪些缓存技术最能提高性能？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！