Bagaimana untuk Melaksanakan Caching dalam PHP dan Teknik Caching Mana Yang Terbaik untuk Prestasi?

Bagaimana untuk Melaksanakan Caching dalam PHP, dan Teknik Caching Mana Yang Anda Gemari?

Caching ialah teknik penting dalam aplikasi web moden untuk meningkatkan prestasi, mengurangkan beban pelayan dan meningkatkan pengalaman pengguna. Dengan menyimpan data buat sementara waktu supaya ia boleh diakses dengan cepat, caching membantu menghalang pertanyaan pangkalan data yang berlebihan atau pengiraan yang mahal. Dalam PHP, terdapat pelbagai strategi dan teknik caching yang boleh anda laksanakan bergantung pada kes penggunaan khusus anda.

Dalam artikel ini, kita akan membincangkan jenis teknik caching yang berbeza, cara melaksanakan caching dalam PHP dan strategi caching pilihan untuk digunakan.

---

1. Jenis Caching dalam PHP

Terdapat pelbagai jenis mekanisme caching yang boleh digunakan dalam aplikasi PHP. Setiap jenis mempunyai tujuan tertentu dan boleh dimanfaatkan berdasarkan keperluan aplikasi anda.

a. Caching Data (Caching Objek)

Teknik ini melibatkan caching data yang kerap diakses (seperti pertanyaan pangkalan data, respons API atau hasil pengiraan) supaya ia boleh digunakan semula tanpa mengambil semula atau pengiraan semula.

b. Cache Halaman

Caching halaman menyimpan keseluruhan output HTML halaman yang dipaparkan, yang boleh disampaikan terus kepada pengguna tanpa perlu melaksanakan skrip PHP untuk setiap permintaan. Ini amat berguna untuk halaman statik yang berat kandungan.

c. Cache Opcode

Penyimpan caching opcode menyusun kod bait PHP dalam memori, yang mengurangkan overhed menghuraikan skrip PHP pada setiap permintaan. Ini biasanya dilakukan pada tahap masa jalan PHP.

d. Cache Fail

Ini melibatkan penyimpanan data cache pada sistem fail pelayan. Fail ditulis dan dibaca terus dari cakera, yang lebih perlahan daripada cache dalam memori tetapi berguna untuk set data yang besar atau apabila kegigihan diperlukan.

e. Caching Respons HTTP

Caching HTTP menyimpan respons HTTP di peringkat pelayan atau klien untuk mengelakkan permintaan berulang untuk sumber yang sama. Ini termasuk pengepala caching seperti Cache-Control atau ETag.

f. Cache Pangkalan Data

Caching hasil pertanyaan atau objek pangkalan data untuk mengelak mengulangi pertanyaan pangkalan data yang sama, mengurangkan beban pada pelayan pangkalan data.

---

2. Teknik Caching dalam PHP

Mari kita terokai cara melaksanakan beberapa teknik caching yang paling biasa digunakan dalam PHP.

a. Caching berasaskan fail

Anda boleh melaksanakan cache berasaskan fail dengan mudah dengan menulis data pada fail cache dan menyemak sama ada fail cache wujud dan dikemas kini sebelum menanya pangkalan data sekali lagi.

Contoh Cache berasaskan Fail:

<?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;
?>

Teknik ini berfungsi dengan baik untuk aplikasi kecil atau di mana data tidak kerap berubah. Walau bagaimanapun, ia lebih perlahan daripada teknik caching dalam memori dan harus digunakan dengan berhati-hati untuk set data yang lebih besar.

b. Caching dalam memori dengan Memcached atau Redis

Untuk caching yang lebih pantas, anda boleh menggunakan caching dalam memori dengan alatan seperti Memcached atau Redis. Alat ini menyediakan lapisan caching berprestasi tinggi dengan menyimpan data dalam ingatan, menjadikannya lebih cepat untuk mendapatkan semula daripada daripada sistem fail.

Menggunakan Redis untuk Caching:

1. Pasang Redis dan PHP Redis Extension:

   • Pasang Redis pada pelayan anda.
   • Pasang sambungan PHP Redis (pecl install redis).

2. Contoh Redis Caching:
   

<?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;
?>

Pendekatan ini sangat disyorkan untuk aplikasi yang prestasinya menjadi kebimbangan kritikal kerana Redis dan Memcached kedua-duanya sangat pantas dan menyokong ciri caching lanjutan seperti masa tamat tempoh dan ketidaksahihan cache.

c. Cache Pertanyaan dengan Pangkalan Data

Jika anda mendapati bahawa pertanyaan pangkalan data tertentu sedang dilaksanakan berulang kali, anda boleh cache hasil pertanyaan tersebut. Kebanyakan pangkalan data moden, termasuk MySQL dan PostgreSQL, mempunyai mekanisme caching pertanyaan terbina dalam, tetapi anda juga boleh cache pertanyaan secara manual dalam PHP.

Contoh Cache Pertanyaan Pangkalan Data:

<?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);
?>

Dalam pendekatan ini, bukannya menanyakan pangkalan data setiap kali, hasilnya disimpan dalam sistem caching seperti Redis dan diambil dari sana apabila diperlukan. Ini mengurangkan dengan ketara bilangan pertanyaan pangkalan data dan meningkatkan prestasi.

d. Caching Opcode dengan OPcache

OPcache ialah sambungan PHP terbina dalam yang menyimpan cache kod bait yang disusun skrip PHP dalam ingatan. Dengan meng-cache skrip yang disusun, OPcache menghapuskan keperluan untuk menghuraikan fail PHP pada setiap permintaan.

Untuk mendayakan OPcache:

1. Dayakan OPcache dalam Konfigurasi PHP (php.ini):

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

1. Sahkan OPcache Aktif:

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

OPcache amat berguna untuk aplikasi PHP dengan pemprosesan berat kerana ia meningkatkan masa tindak balas dengan melangkau kompilasi skrip PHP dan menjalankan terus kod bait cache.

---

3. Teknik Caching Lanjutan

a. Caching HTTP (Caching Penyemak Imbas)

Anda boleh mengawal caching pada tahap HTTP dengan menggunakan pengepala HTTP yang betul seperti Cache-Control, ETag atau Last-Modified. Pengepala ini memberitahu penyemak imbas dan cache perantara cara untuk cache kandungan.

<?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;
?>

Ini amat berguna untuk sumber statik seperti imej, CSS dan fail JavaScript.

b. Caching Rangkaian Penghantaran Kandungan (CDN)

Jika aplikasi anda menyediakan kandungan statik (cth., imej, video), anda boleh memunggah caching ke CDN seperti Cloudflare atau AWS CloudFront. Perkhidmatan ini menyimpan kandungan cache di lokasi pinggir di seluruh dunia, mengurangkan kependaman dan menambah baik masa pemuatan untuk pengguna akhir.

---

4. Caching Amalan Terbaik

• Tamat Tempoh Cache: Sentiasa tetapkan masa tamat tempoh pada data cache untuk memastikan data tidak menjadi basi. Gunakan masa seminimum mungkin tanpa mengorbankan prestasi.
• Penolakan Cache: Gunakan strategi ketidaksahihan cache apabila data dikemas kini. Ini memastikan cache dimuat semula apabila perlu.
• Kebutiran Cache: Cache data pada tahap yang sesuai (cth., cache objek, caching pertanyaan, caching halaman) bergantung pada kekerapan data berubah dan betapa mahalnya operasi.
• Elakkan Cache Terlalu Banyak: Walaupun caching boleh meningkatkan prestasi, caching semua secara sewenang-wenangnya boleh membawa kepada penggunaan memori yang tinggi dan kerumitan. Cache hanya data yang mendapat manfaat daripadanya.

---

5. Kesimpulan

Caching ialah alat yang berkuasa untuk meningkatkan prestasi dan kebolehskalaan aplikasi PHP. Bergantung pada keperluan anda, anda boleh memilih teknik caching yang berbeza seperti caching fail, caching dalam memori (Redis atau Memcached), query caching, opcode caching (OPcache) dan Caching HTTP.

Untuk kebanyakan aplikasi PHP moden, menggunakan Redis untuk caching objek atau data, bersama OPcache untuk caching opcode, menawarkan faedah prestasi yang sangat baik. Sentiasa pertimbangkan kes penggunaan khusus anda, seperti kekerapan data anda berubah dan tahap prestasi kritikal, untuk menentukan strategi caching terbaik untuk aplikasi anda.

---

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk Melaksanakan Caching dalam PHP dan Teknik Caching Mana Yang Terbaik untuk Prestasi?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!