第25天，Django之缓存、序列化、信号

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一、缓存
    1. 配置
        1.1 开发调试
        1.2 内存
        1.3 文件
        1.4 数据库
        1.5 Memcache缓存（python-memcached模块）
        1.6 Memcache缓存（pylibmc模块）
    2. 缓存应用
        2.1 站点级缓存
        2.2 单个视图缓存
        2.3 模板片段缓存
二、序列化
    1、serializers
    2、json.dumps
三、信号
    1. Django内置信号

一、缓存

由于Django是动态网站，所有每次请求均会去数据进行相应的操作，当程序访问量大时，耗时必然会更加明显，最简单解决方式是使用：缓存，缓存将一个某个views的返回值保存至内存或者memcache中，5分钟内再有人来访问时，则不再去执行view中的操作，而是直接从内存或者Redis中之前缓存的内容拿到，并返回。

Django中提供了6种缓存方式：

• 开发调试
• 内存
• 文件
• 数据库
• Memcache缓存（python-memcached模块）
• Memcache缓存（pylibmc模块，只是与上面换了个模块而已）

1. 配置

1.1 开发调试

    # 此为开始调试用，实际内部不做任何操作
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',     # 引擎
                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（默认300）
                    'CULL_FREQUENCY': 3,                                      # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
                },
                'KEY_PREFIX': '',                                             # 缓存key的前缀（默认空）
                'VERSION': 1,                                                 # 缓存key的版本（默认1）
                'KEY_FUNCTION' 函数名                                          # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
            }
        }


    # 自定义key
    def default_key_func(key, key_prefix, version):
        """
        Default function to generate keys.

        Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
        the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
        function with custom key making behavior.
        """
        return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

    def get_key_func(key_func):
        """
        Function to decide which key function to use.

        Defaults to ``default_key_func``.
        """
        if key_func is not None:
            if callable(key_func):
                return key_func
            else:
                return import_string(key_func)
        return default_key_func

注意：如果不需要自定义缓存的key，可以不用写KEY_PREFIX、VERSION、KEY_FUNCTION以及自定义key的函数。

1.2 内存

    # 此缓存将内容保存至内存的变量中
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
                'LOCATION': 'unique-snowflake',
            }
        }

    # 注：其他配置同开发调试版本

1.3 文件

    # 此缓存将内容保存至文件
    # 配置：

        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
                'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',
            }
        }
    # 注：其他配置同开发调试版本

1.4 数据库

    # 此缓存将内容保存至数据库

    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
                'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
            }
        }

    # 注：执行创建表命令 python manage.py createcachetable

使用数据库缓存之前，你必须用这个命令来创建缓存表：

python manage.py createcachetable

1.5 Memcache缓存（python-memcached模块）

Memcached有一个非常好的特点就是可以让几个服务的缓存共享。 这就意味着你可以在多台机器上运行Memcached服务，这些程序将会把这几个机器当做 同一个 缓存，从而不需要复制每个缓存的值在每个机器上。为了使用这个特性，把所有的服务地址放在LOCATION里面，用分号隔开或者当做一个list。

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

1.6 Memcache缓存（pylibmc模块）

    # 此缓存使用pylibmc模块连接memcache
    
    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

2. 缓存应用

缓存应用分为三种模式:

• 站点级缓存
• 单个视图缓存
• 模板片段缓存

2.1 站点级缓存

一旦高速缓存设置，最简单的方法是使用缓存缓存整个网站。

   使用中间件，经过一系列的认证等操作，如果内容在缓存中存在，则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户，当返回给用户之前，判断缓存中是否已经存在，如果不存在则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至缓存，从而实现全站缓存

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',
    # 其他中间件...
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
]


CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = ""      # 用于存储的缓存的别名
CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = ""    # 每个page需要被缓存多少秒。这个优先级大于CACHES中的TIMEOUT参数。
CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = ""  # 如果缓存被使用相同Django安装的多个网站所共享，那么把这个值设成当前网站名，或其他能代表这个Django实例的唯一字符串，以避免key发生冲突。 如果你不在意的话可以设成空字符串。
    

注意： 'Update'中间件，必须放在列表的开始位置，而Fectch中间件，必须放在最后。

2.2 单个视图缓存

#方式一：
from django.views.decorators.cache import cache_page

cache_page(60 * 15)    # 60秒*15，也就是缓存15分钟
def my_view(request):
    pass

#方式二：
from django.views.decorators.cache import cache_page

urlpatterns = [
    url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

注意：cache_page接受一个参数：timeout，秒为单位。在前例中，“my_view()”视图的结果将被缓存 15 分钟 (注意为了提高可读性我们写了 60 * 15 . 60 * 15 等于 900 –也就是说15分钟等于60秒乘15.)

2.3 模板片段缓存

在模版文件中加入

# a. 引入TemplateTag

     {% load cache %}

# b. 使用缓存

     {% cache 5000 缓存key %}
         缓存内容
     {% endcache %}

注意：5000是指缓存5000秒，缓存的key可以是自定义的字符串。

二、序列化

关于Django中的序列化主要应用在将数据库中检索的数据返回给客户端用户，特别的Ajax请求一般返回的为Json格式。

1、serializers

from django.core import serializers
 
ret = models.BookType.objects.all()
 
data = serializers.serialize("json", ret)

2、json.dumps

import json
 
#ret = models.BookType.objects.all().values('caption')
ret = models.BookType.objects.all().values_list('caption')
 
ret=list(ret)
 
result = json.dumps(ret)

由于json.dumps时无法处理datetime日期，所以可以通过自定义处理器来做扩展，如：

import json 
from datetime import date 
from datetime import datetime 
   
class JsonCustomEncoder(json.JSONEncoder): 
    
    def default(self, field): 
     
        if isinstance(field, datetime): 
            return o.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') 
        elif isinstance(field, date): 
            return o.strftime('%Y-%m-%d') 
        else: 
            return json.JSONEncoder.default(self, field) 
   
   
# ds = json.dumps(d, cls=JsonCustomEncoder) 

三、信号

Django中提供了“信号调度”，用于在框架执行操作时解耦。通俗来讲，就是一些动作发生的时候，信号允许特定的发送者去提醒一些接受者。

1. Django内置信号

Model signals
    pre_init                    # django的modal执行其构造方法前，自动触发
    post_init                   # django的modal执行其构造方法后，自动触发
    pre_save                    # django的modal对象保存前，自动触发
    post_save                   # django的modal对象保存后，自动触发
    pre_delete                  # django的modal对象删除前，自动触发
    post_delete                 # django的modal对象删除后，自动触发
    m2m_changed                 # django的modal中使用m2m字段操作第三张表（add,remove,clear）前后，自动触发
    class_prepared              # 程序启动时，检测已注册的app中modal类，对于每一个类，自动触发
Management signals
    pre_migrate                 # 执行migrate命令前，自动触发
    post_migrate                # 执行migrate命令后，自动触发
Request/response signals
    request_started             # 请求到来前，自动触发
    request_finished            # 请求结束后，自动触发
    got_request_exception       # 请求异常后，自动触发
Test signals
    setting_changed             # 使用test测试修改配置文件时，自动触发
    template_rendered           # 使用test测试渲染模板时，自动触发
Database Wrappers
    connection_created          # 创建数据库连接时，自动触发

对于Django内置的信号，仅需注册指定信号，当程序执行相应操作时，自动触发注册函数：

需要将触发信号的代码放在项目下同项目名称的目录下的init.py中，例如django项目名称为myblog，则需要将下列代码写至myblog/myblog/init.py中。

需求：当对某个数据库做写入操作时，就触发某个函数的执行。

from django.core.signals import request_finished
from django.core.signals import request_started
from django.core.signals import got_request_exception

from django.db.models.signals import class_prepared
from django.db.models.signals import pre_init, post_init
from django.db.models.signals import pre_save, post_save
from django.db.models.signals import pre_delete, post_delete
from django.db.models.signals import m2m_changed
from django.db.models.signals import pre_migrate, post_migrate

from django.test.signals import setting_changed
from django.test.signals import template_rendered

from django.db.backends.signals import connection_created


def signal(sender,**kwargs):
    print('Django信号测试')
    print('sender: ',sender)
    print('kwargs: ',kwargs)

# 调用信号的connect方法，将自定义的函数当作参数传递进去
post_save.connect(signal)      # 当对数据库做保存操作时，就会触发上述signal函数的执行

注意：自定义的函数传入一个位置参数sender，它是触发此函数执行的某个模块；kwargs内容请看下面打印结果；

# 打印结果如下：
# Django信号测试
# sender:  <class 'blog.models.Blog'>
# kwargs:  {'update_fields': None, 'created': True, 'instance': <Blog: 我的python>, 'signal': <django.db.models.signals.ModelSignal object at 0x0000000002E00FD0>, 'using': 'default', 'raw': False}