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缓存的使用，缓存使用

　　缓存，提高访问速度的利器。工作中主要用到的是memcache和redis，它们是B/S软件，类似练习时装在机子上的Apache，它也会监听端口，可以在客户端（如在cmd上通过telnet操作Memcache）直接敲各自对应的命令来存取值，自学时可以通过这样的方式熟悉下原生命令，看看效果。它们常驻内存，得到数据后写入内存（安装软件后会占用一片内存区域），设定数据的过期时间，用到时直接从内存中读出来，因为是内存所以访问速度上有数量级的提高。lz曾今写了个非常简单的后台，完全不用缓存那种，那速度我自己看了都忍不住要咆哮：这么慢tm也能叫网页？！可那时我年幼无知，不会用缓存，当然现在也不见得好到哪儿去，但愿那时前端妹子没在心里暗自唾骂>3<......>

　　memcache的使用较简单，至少从命令上来看是这样。在memcache中，存储的方式是key->value，键-值对应的方式存储，类似联接数组的元素形式，可存储的类型可以是数字、字符串、数组、对象等，项目中一般会将非字符串（数字可看成是数字字符串）类型的先进行json编码或者序列化再存入缓存，取出来时则解码或者反序列化。Memcache是php专门处理memcache缓存的类，封装的主要方法是get、set、delete、flush、connect、close，即一个缓存必备的获取、设置、删除、清空、连接、关闭等。（中括号为可传参数）

add	key, var, [flag], [expire]	添加一个键为key、值为var到服务端，可指定过期时间expire，0则永不过期，最长30天
get	key, [flag]	从服务端获取某一或某些元素
delete	key, [timeout]	在指定timeout时间内删除key对应元素，默认timeout为0立即删除
flush	无	清空，即删除所有元素
connect	host, [port], [timeout]	连接到memcache服务器host主机的port端口，它会在脚本执行完自动关闭，也可主动关闭
close	无	主动关闭memcache服务端连接，但不会关闭pconnect生成的连接
set	key, var, [flag], [expire]	存储键为key、值为var的元素到服务端，key存在则覆盖其值，不存在新add一个
replace	key, var, [flag], [expire]	查找键为key的元素，以值var替换，查不到会报错
increment	key, [value]	在键为key的元素上增加值value，value默认为1，可能改变原值
decrement	key, [value]	在键为key的元素上减少值value，value默认为1，可能改变原值
addServer	host, [port], [persistent], [weight], [timeout], ......	添加一个memcache服务到连接池（保存多个memcache连接的地方）中，即建立一个到host的连接，port为端口
pconnect	host, [port], [timeout]	建立到位于host主机的memcache服务器的持久连接，port为端口，脚本执行完或调用close也无法关闭这种连接

　　其中有几点需要留意下：

　　1. set和replace的用法区别：set几乎任何情况下，当然不是连接都失败、内存不够用等硬性原因，都是成功的，replace只是在已经存在的键的基础上进行修改，键若不存在不成功；

　　2. connect方法建立的连接，要么脚本运行结束自己断开，要么调用close()方法被断开掉；

　　3. increment或者的decrement方法得到的数永远是大于或等于0，如果确实计算后得到的值是小于0的则进行转化，比如int类型，32位上占4字节，则返回的值是(2³²-1)，计算后大于或等于0的直接返回；而元素之类型为非数字（或数字字符串）的，先转为数字再计算；

　　4. 当我们new一个Memcache对象并进行连接时，可以有两种方式，一是connect方法：$mem =new Memcache; $mem->connect('127.0.0.1', 11211); 或者使用addserver方法：$mem->addServer('127.0.0.1', 11211); 后者以向已有的连接池中添加一个Memcache服务器连接的方式建立，效果一样。

　　Redis，一款强大的缓存工具，得益于在国内门户网站中的广泛使用，功能上在不断完善，现在有稳定的版本（貌似微软github上最新64位的release 2.8版本，在我工作的机子上运行不起来...），方法比memcache多得多，作为开发使用到的主要是数据的存取，而其他的事物、通信协议、集群，在一般开发个后台，不是对速度追求到极致的情况下，还是基本用不到。redis中有按操作分为以下几种类型：

　　1. String：也是key-value对，主要也是对它的键对应的元素进行get、set、求长度、自增等操作，redis将添加的类型全存为字符串，即便纯数字；

　　2. Hash：哈希表（散列表），就是数据结构中的字典，采用特定的散列算法，比如手机通讯录有几百人，以姓的第一个字母作为关键码进行排序，这样我们可以快速找到联系人，这是通过特定的映射方式，将一个字母与姓名联系起来。在redis中，创建hash表时，首先指定表名，你存在哪张表里边，然后指定一个域（field，实际就是一个变量），和它对应的值，单用cmd操作就像下面这样（在hash表hash1中存储一个域username对应值Jack，redis会自动建立username到Jack的映射），一张hash表里边可以存储多个域和对应的变量；

　　3. List：列表，类似于相当于数据结构的链表，通过它还可实现栈和队列，前面的string（这名字取得很怪异）存储一一对应的单个键值对，它则存多个值（没有键），重点是作为一个列表结构，它可以分别从左右（表头和表尾）进行插入和弹出变量值，求长度等一系列操作，这也是为什么称为列表，下面lpush、rpush命令就是从表左边和右边插入变量hello和world；

　　4. Set：集合，顾名思义也可以存储多个变量值（没有键），只是符合数学上定义的集合的特性，比如集合中元素不重复，因此set中各个数据对的键名也不一样，它也可以进行并、交、差等运算（下面命令是向集合mySet添加一个值var）；

5. SortedSet：有序集合，可看做Set的特殊方式，在每一个SortedSet类型集合中，添加一个值（没有键）时，都要给它们指定一个称为score的变量值，有序有序，得有个字段来判定它的顺序是不，就是这个玩意儿，下面命令创建一个有序集合stset，添加一个值google.com，它的score是10。其实猜也猜得到，既然叫有序集合，既然给定了score，基本确定可以用这个来进行某些排序操作，事实也是这样；

　　6. Key：单独对键进行操作，当然对其对应的元素值也有影响，如查看键对应元素的数据类型、键对应元素的存活时间、重置存活时间、返回所有键、正则形式查看相关键名、删除键（元素也跟着没了）等等。它不是数据类型，实际上，Redis把Hash表表名、List列表表名、集合Set名都称为键，整个集合或者表是它的值。下面是type命令查看它存储值得类型，它存储的是List列表。

　　上面这些命令，找个参考文档走一遍，很快就能玩熟，个人在这儿也只是泛泛而谈。那么在实际项目中，通常是怎样使用缓存呢？不往大的谈，比如微博的缓存设计，这可能涉及到架构层面的东西了，单说作为一个有一定访问量的后台，又想使用缓存来提高速度的情况下。

　　一个重要的原则（个人目前碰得多的情况）是，以传入的参数来拼键名，以这个键名来存取值。比如现在Model模型类里面有个方法：getUserInfoByUid($params)，传入包含uid字段的数组查询这个用户的信息，在这儿使用缓存，先取缓存数据，取不到则去查数据库，然后重新加入缓存，最后返回结果数据，这也是使用缓存的一个通用流程。

　　以Memcache为例，先看代码，定义一个Cache类：

    <span>/*</span><span>*
     * Memcache缓存类
     </span><span>*/</span>
    <span>define</span>('CACHE_HOST', '127.0.0.1'<span>);
    </span><span>define</span>('CACHE_PORT', 11211<span>);
    
    </span><span>class</span><span> Cache{
        </span><span>private</span> <span>static</span> <span>$instance</span> = <span>null</span><span>;  
        
        </span><span>private</span> <span>$_cache</span> = <span>null</span>;  <span>//</span><span> 缓存操作对象</span>
        
        <span>const</span> prefix = 'APP|';  <span>//</span><span> 缓存键值的前缀，为该项目名称 </span>
        
        <span>private</span> <span>function</span><span> __construct(){
            </span><span>if</span>(<span>$this</span>->_cache === <span>null</span><span>){
                </span><span>try</span><span>{
                    </span><span>$this</span>->_cache = <span>new</span><span> Memcache;
                    </span><span>if</span>(!<span>$this</span>->_cache->connect(CACHE_HOST,<span> CACHE_PORT)){
                        </span><span>exit</span>('connect failed'<span>);
                    }
                    
                }
                </span><span>catch</span>(<span>Exception</span> <span>$e</span><span>){
                    </span><span>echo</span> 'ERROR: '.<span>$e</span>-><span>getMessage();
                }
                
            }
        }
        </span><span>/*</span><span>* 
         * 返回单例
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>static</span> <span>function</span><span> getInstance(){
            </span><span>if</span>(self::<span>$instance</span> === <span>null</span><span>){
                self</span>::<span>$instance</span> = <span>new</span><span> self();
            }
            </span><span>return</span> self::<span>$instance</span><span>;
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 生成键名
         </span><span>*/</span>
        <span>private</span> <span>function</span> genKey(<span>$key</span><span>){
            </span><span>return</span> Cache::prefix.<span>$key</span><span>;
        }
        
        </span><span>public</span> <span>function</span><span> __destruct(){
            </span><span>if</span>(<span>$this</span>->_cache !== <span>null</span><span>){
                </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache-><span>close();
            }
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 添加元素，设置过期时间
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> add(<span>$key</span>, <span>$val</span>, <span>$expire</span> = 3600<span>){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache->add(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>), <span>$val</span>, 0, <span>$expire</span><span>);
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 重置元素
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> set(<span>$key</span>, <span>$val</span>, <span>$expire</span> = 3600<span>){
            </span><span>echo</span> 'cache key: '.<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>).'<br/>';  <span>//</span><span> test</span>
            <span>return</span> <span>$this</span>->_cache->set(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>), <span>$val</span>, 0, <span>$expire</span><span>);
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 获取元素
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> get(<span>$key</span><span>){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache->get(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span><span>));
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 自增
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> increment(<span>$key</span>, <span>$val</span> = 1<span>){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache->increment(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>), <span>$val</span><span>);
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 自减
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> decrement(<span>$key</span>, <span>$val</span> = 1<span>){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache->decrement(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>), <span>$val</span><span>);
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 删除元素
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> delete(<span>$key</span>, <span>$timeout</span> = 0<span>){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache->delete(<span>$this</span>->genKey(<span>$key</span>), <span>$timeout</span><span>);
        }
        </span><span>/*</span><span>*
         * 删除所有元素
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> <span>flush</span><span>(){
            </span><span>return</span> <span>$this</span>->_cache-><span>flush</span><span>();
        }    
    }</span>

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　　然后定义一个操作数据库操作类：

    <span>/*</span><span>*
     * 数据库操作
     </span><span>*/</span>
    <span>define</span>('DB_NAME', 'test'<span>);
    </span><span>define</span>('DB_HOST', '127.0.0.1'<span>);
    </span><span>define</span>('DB_PORT', 3306<span>);
    </span><span>define</span>('DB_USER', 'root'<span>);
    </span><span>define</span>('DB_PASS', '1234'<span>);
    
    </span><span>class</span><span> Dal{
        </span><span>private</span> <span>static</span> <span>$instance</span> = <span>null</span><span>;
        
        </span><span>public</span> <span>$pdo</span> = <span>null</span><span>;        
        
        </span><span>private</span> <span>function</span><span> __construct(){
            </span><span>try</span><span>{
                </span><span>$dsn</span> = 'mysql:dbname='.DB_NAME.';host='.DB_HOST.':'.<span>DB_PORT;
                </span><span>$this</span>->pdo = <span>new</span> PDO(<span>$dsn</span>, DB_USER,<span> DB_PASS);
            }
            </span><span>catch</span>(PDOException <span>$e</span><span>){
                </span><span>echo</span> 'Error: '.<span>$e</span>-><span>getMessage();
                </span><span>return</span> <span>false</span><span>;
            }
        }
        </span><span>//</span><span>获取实例</span>
        <span>public</span> <span>static</span> <span>function</span><span> getInstance(){
            </span><span>if</span>(self::<span>$instance</span> === <span>null</span><span>){
                self</span>::<span>$instance</span> = <span>new</span><span> self();
            }
            </span><span>return</span> self::<span>$instance</span><span>;
        }
        </span><span>//</span><span> 获取用户信息</span>
        <span>public</span> <span>function</span> getUserInfoByUid(<span>$uid</span><span>){
            </span><span>$sql</span> = <span>sprintf</span>('select * from tab1 where uid = %s limit 1', <span>$uid</span><span>);
            </span><span>$stmt</span> = <span>$this</span>->pdo->query(<span>$sql</span><span>);
            </span><span>return</span> <span>$stmt</span>->fetch(PDO::<span>FETCH_ASSOC);
        }
    }</span>

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　　而一般来说，通常是在Model模型类中才对数据进行读写，因此再定义一个UserModel类，尽量从简，不再去写可能会有的Model公共公共基类。

    <span>include</span> 'Dal.php'<span>;
    </span><span>include</span> 'Cache.php'<span>;
    
    </span><span>class</span><span> UserModel{
        </span><span>private</span> <span>static</span> <span>$instance</span> = <span>null</span><span>;
        
        </span><span>public</span> <span>$cache</span> = <span>null</span><span>;
        
        </span><span>public</span> <span>$db</span> = <span>null</span><span>;
        
        </span><span>//</span><span> 缓存键名部分，通过函数名称及参数拼接</span>
        <span>const</span> cache_get_userinfo_uid = 'GET|USER|INFO|BY|UID|%s'<span>;
        
        </span><span>private</span> <span>function</span><span> __construct(){
            </span><span>//</span><span> 获取对应类实例</span>
            <span>$this</span>->cache = Cache::<span>getInstance();
            </span><span>$this</span>->db = Dal::<span>getInstance();
        }
        
        </span><span>public</span> <span>static</span> <span>function</span><span> getInstance(){
            </span><span>if</span>(self::<span>$instance</span> === <span>null</span><span>){
                self</span>::<span>$instance</span> = <span>new</span><span> self();
            }
            </span><span>return</span> self::<span>$instance</span><span>;
        }
        
        </span><span>/*</span><span>*
         根据uid获取用户信息
         </span><span>*/</span>
        <span>public</span> <span>function</span> getUserInfoByUid(<span>$params</span>, <span>$timeout</span> = 3600<span>){
            </span><span>//</span><span> 缺少必要参数uid，返回</span>
            <span>if</span>(<span>empty</span>(<span>$params</span>['uid'<span>])){
                </span><span>return</span> <span>null</span><span>;
            }
    
            </span><span>//</span><span> 拼接缓存键名</span>
            <span>$key</span> = <span>sprintf</span>(self::cache_get_userinfo_uid, <span>$params</span>['uid'<span>]);
                    
            </span><span>//</span><span> 获取缓存数据</span>
            <span>$data</span> = json_decode(<span>$this</span>->cache->get(<span>$key</span>), <span>true</span><span>);
            
            </span><span>echo</span> 'cache=><pre class="brush:php;toolbar:false">'<span>;
            </span><span>var_dump</span>(<span>$data</span><span>);
            
            </span><span>//</span><span> 缓存为空</span>
            <span>if</span>(!<span>$data</span><span>){
                </span><span>$data</span> = <span>$this</span>->db->getUserInfoByUid(<span>$params</span>['uid'<span>]);
                </span><span>if</span>(<span>empty</span>(<span>$data</span><span>)){
                    </span><span>return</span> <span>null</span><span>;
                }
                </span><span>//</span><span> 在数据库中获取到数据后，重新写入缓存</span>
                <span>$this</span>->cache->set(<span>$key</span>, json_encode(<span>$data</span>), <span>$timeout</span><span>);
            }
            </span><span>else</span><span>{
                
            }
            </span><span>return</span> <span>$data</span><span>;
        }
    }
    </span><span>//</span><span> 测试</span>
    <span>$data</span> = UserModel::getInstance()->getUserInfoByUid(<span>array</span>('uid'=>17653), 5<span>);
    </span><span>echo</span> 'UserModel=><pre class="brush:php;toolbar:false">'<span>;
    </span><span>var_dump</span>(<span>$data</span>);

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　　这里，我们要通过用户的uid获取一个用户的信息，这个查询条件是uid，传过来的必要参数是uid，本来我们就是要缓存每个用户的数据，以期在重复查询时速度更快，因此在定义缓存的键时，就可以考虑使用uid。但是单单使用这个uid不行，因为假如其他的表中也有根据uid查询的，就会出现键名重复，造成了数据混乱，好我们使用的是getUserInfoByUid这个方法，可以把方法名也拼进去，因此在UserModel类中，定义了一个常量cache_get_userinfo_uid，它最后的%s就是为了拼接参数uid。但是，这样可能还是不行，现在公司启动了另外一个项目，也要用到这个表，某人写的方法跟这个方法名完全一样，毕竟函数名字又没有专利，而且运维一般单独拿服务器出来作为缓存使用，几个项目公用一台服务器，数据写在一个缓存池里也正常，此时可以考虑再加个前缀---工程名称（或说项目），因此，在Cache类中，又定义了一个常量prefix，给这个项目叫APP，这样基本就可以保证不会冲突了。当然如果这是一个组的子项目，这个组还有其他项目，这个组叫Star的话，可以再将项目组名称加在前面。

　　看看效果，第一次（左边）运行读取cache是空的，但是可以看到打印的缓存键名，