你应该了解的PHP缓存技术

Wed, 09 Jan 2019 00:00:00 +0000

缓存是现代系统中必不可少的模块，已经成为高并发高性能架构的关键组件。

缓存概念

什么是缓存

缓存是将程序或系统经常要调用的对象存在内存中，以便快速调用，不必重复创建实例。这样可以减少系统开销，提高系统效率。

缓存分类

类型	说明	示例
文件缓存	数据存储在磁盘上	XML、JSON、序列化文件
内存缓存	存储在静态内存区域	Application、静态 Map
分布式缓存	跨进程、跨域访问	Redis、Memcached

PHP 缓存类型

PHP 编译缓存

PHP 是解释型语言，执行过程包括：

编译过程：读取文件，编译成中间码
执行过程：直接执行中间码

问题：

即使代码文件未改变，也会被重新编译
引用文件也需要重新编译

解决方案：PHP 编译缓存工具

工具	说明
APC	Alternative PHP Cache
OPcache	PHP 内置（PHP 5.5+）
XCache	国产高性能编译器

启用 OPcache

; php.ini
zend_extension=opcache.so

; 基本配置
opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.max_accelerated_files=10000
opcache.revalidate_freq=2

PHP 数据缓存

类型	缓存内容	工具
数据库缓存	查询结果	Memcached、Redis
模板缓存	页面模板	Smarty、Twig

缓存优势

1. 提升性能

减少数据库查询
加速远程调用
降低响应时间

2. 缓解数据库压力

┌─────────┐ 请求 ┌─────────┐
│ 用户 │ ───────▶ │ Nginx │
└─────────┘ └────┬────┘
 │
 ┌─────▼─────┐
 │ 缓存层 │ ◀──────┐ 命中
 └─────┬─────┘ │
 │ 未命中 │
 ┌─────▼─────┐ │
 │ 数据库 │ ──────┘ 写入
 └───────────┘

常用缓存方案

1. 文件缓存

<?php

/**
 * 简单文件缓存类
 */
class FileCache
{
 private $cacheDir;
 private $expire = 3600;

 public function __construct(string $cacheDir = './cache', int $expire = 3600)
 {
 $this->cacheDir = rtrim($cacheDir, '/');
 $this->expire = $expire;
 
 if (!is_dir($this->cacheDir)) {
 mkdir($this->cacheDir, 0755, true);
 }
 }

 /**
 * 设置缓存
 */
 public function set(string $key, $value, ?int $expire = null): bool
 {
 $file = $this->getFilePath($key);
 $data = [
 'value' => $value,
 'expire' => time() + ($expire ?? $this->expire),
 ];
 
 return file_put_contents(
 $file,
 serialize($data),
 LOCK_EX
 ) !== false;
 }

 /**
 * 获取缓存
 */
 public function get(string $key, $default = null)
 {
 $file = $this->getFilePath($key);
 
 if (!file_exists($file)) {
 return $default;
 }
 
 $content = file_get_contents($file);
 $data = unserialize($content);
 
 if ($data['expire'] < time()) {
 unlink($file);
 return $default;
 }
 
 return $data['value'];
 }

 /**
 * 删除缓存
 */
 public function delete(string $key): bool
 {
 $file = $this->getFilePath($key);
 return file_exists($file) ? unlink($file) : true;
 }

 /**
 * 清除所有缓存
 */
 public function clear(): bool
 {
 $files = glob($this->cacheDir . '/*');
 foreach ($files as $file) {
 if (is_file($file)) {
 unlink($file);
 }
 }
 return true;
 }

 private function getFilePath(string $key): string
 {
 return $this->cacheDir . '/' . md5($key) . '.cache';
 }
}

// 使用示例
$cache = new FileCache('./cache', 3600);

// 设置缓存
$cache->set('user_1', ['name' => 'John', 'email' => 'john@example.com']);

// 获取缓存
$user = $cache->get('user_1');
if ($user) {
 echo "缓存命中: " . json_encode($user);
} else {
 // 从数据库获取
 $user = fetchUserFromDB(1);
 $cache->set('user_1', $user);
}

2. Memcached

<?php

/**
 * Memcached 缓存封装
 */
class MemcachedCache
{
 private $memcached;

 public function __construct(array $servers = [])
 {
 $this->memcached = new Memcached();
 
 if (empty($servers)) {
 $servers = [
 ['127.0.0.1', 11211, 100],
 ];
 }
 
 $this->memcached->addServers($servers);
 }

 /**
 * 设置缓存
 */
 public function set(string $key, $value, int $ttl = 0): bool
 {
 return $this->memcached->set($key, $value, $ttl);
 }

 /**
 * 获取缓存
 */
 public function get(string $key)
 {
 return $this->memcached->get($key);
 }

 /**
 * 删除缓存
 */
 public function delete(string $key): bool
 {
 return $this->memcached->delete($key);
 }

 /**
 * 增加数值
 */
 public function increment(string $key, int $offset = 1)
 {
 return $this->memcached->increment($key, $offset);
 }

 /**
 * 清除所有缓存
 */
 public function flush(): bool
 {
 return $this->memcached->flush();
 }

 /**
 * 获取多条缓存
 */
 public function getMulti(array $keys): array
 {
 return $this->memcached->getMulti($keys);
 }

 /**
 * 批量设置
 */
 public function setMulti(array $items, int $ttl = 0): bool
 {
 return $this->memcached->setMulti($items, $ttl);
 }
}

// 使用示例
$cache = new MemcachedCache([
 ['127.0.0.1', 11211],
]);

// 设置缓存
$cache->set('user_1', ['name' => 'John'], 3600);

// 获取缓存
$user = $cache->get('user_1');

// 计数器
$cache->set('page_views', 0);
$cache->increment('page_views');

3. Redis

<?php

/**
 * Redis 缓存封装
 */
class RedisCache
{
 private $redis;

 public function __construct(string $host = '127.0.0.1', int $port = 6379)
 {
 $this->redis = new Redis();
 $this->redis->connect($host, $port);
 }

 /**
 * 设置缓存
 */
 public function set(string $key, $value, ?int $ttl = null): bool
 {
 $value = is_array($value) ? json_encode($value) : $value;
 
 if ($ttl === null) {
 return $this->redis->set($key, $value);
 }
 
 return $this->redis->setex($key, $ttl, $value);
 }

 /**
 * 获取缓存
 */
 public function get(string $key)
 {
 $value = $this->redis->get($key);
 
 if ($value === null) {
 return null;
 }
 
 // 尝试 JSON 解码
 $decoded = json_decode($value, true);
 return json_last_error() === JSON_ERROR_NONE ? $decoded : $value;
 }

 /**
 * 删除缓存
 */
 public function delete(string $key): int
 {
 return (int) $this->redis->del($key);
 }

 /**
 * 判断键是否存在
 */
 public function exists(string $key): bool
 {
 return $this->redis->exists($key) > 0;
 }

 /**
 * 设置过期时间（秒）
 */
 public function expire(string $key, int $seconds): bool
 {
 return $this->redis->expire($key, $seconds);
 }
}

// 使用示例
$redis = new RedisCache();
$redis->set('foo', 'bar', 60);
var_dump($redis->get('foo'));
$redis->delete('foo');

提示：生产环境建议加连接池、统一 Key 前缀、超时与熔断，并结合业务决定哪些数据适合落在 Redis。

选型小结

场景	建议
单机小规模、持久化不重要	文件缓存 / APCu
多节点共享会话、计数	Memcached
丰富数据结构 + 持久化	Redis

结合 OPcache 减少 PHP 脚本重复编译，再配合数据缓存，通常能在成本可控的前提下显著提升站点响应速度。

Memcached on Yison's Blog

你应该了解的PHP缓存技术

缓存概念

什么是缓存

缓存分类

PHP 缓存类型

PHP 编译缓存

启用 OPcache

PHP 数据缓存

缓存优势

1. 提升性能

2. 缓解数据库压力

常用缓存方案

1. 文件缓存

2. Memcached

3. Redis

选型小结