TP5之Cache的原理及使用

在当今大流量的互联网之中，Cache的重要性不言而喻。ThinkPhp5作为国内主流框架，提供了强大的Cache功能。让我们跟随本文，来剖析TP5 Cache的原理及使用。

为什么需要Cache(缓存)?

假设现在有一个小说网,有非常多的读者,有一篇新的章节更新了,那么可能一分钟内有几万几十万的访问量.

如果没有缓存,同样的内容就要去数据库重复查询,那可能网站一下就挂掉了.

追求性能的web站点应该充分利用缓存,常见的缓存类型有File,Memcache,Redis等,这里就不说他们的区别了

今天我们分析下TP5 Cache的内部实现原理.

首先看官方文档如何使用缓存的.

如上图,调用Cache类的的静态方法set就可以直接使用了,我们查看Cache类文件  在application/thinkphp/library/think目录下

   protected static $instance = [];    
   public static $readTimes   = 0;    
   public static $writeTimes  = 0;   
   /**
     * 操作句柄
     * @var object
     * @access protected     */
    protected static $handler;     /**
     * 写入缓存
     * @access public
     * @param string        $name 缓存标识
     * @param mixed         $value  存储数据
     * @param int|null      $expire  有效时间 0为永久
     * @return boolean     */
    public static function set($name, $value, $expire = null)
    {
        self::$writeTimes++;       
         return self::init()->set($name, $value, $expire);
    }

看到原来set方法是这样的, 其中writeTimes 是Cache类的静态变量,主要记录缓存的读取次数,这不是重点.

注意到了吗,有个静态变量命名为 $instance, 上次说过这样命名大概率就是 单例模式了.

set方法的重点是init方法

我们再看init方法

  public static function init(array $options = [])
    {        if (is_null(self::$handler)) {            // 自动初始化缓存
            if (!empty($options)) {                
            $connect = self::connect($options);
            } elseif ('complex' == Config::get('cache.type')) {                
            $connect = self::connect(Config::get('cache.default'));
            } else {                
            $connect = self::connect(Config::get('cache'));
            }
            self::$handler = $connect;
        }        return self::$handler;
    }

handler就是操作的句柄(巨饼:-) ), 这里一看,果然是单例模式了,如果句柄为空才去初始化对象,不然直接返回.句柄

同样,这里重点是connect函数, 传入的参数是 配置信息

同样,我们查看connect方法

/**
     * 连接缓存
     * @access public
     * @param array         $options  配置数组
     * @param bool|string   $name 缓存连接标识 true 强制重新连接
     * @return Driver
     */
    public static function connect(array $options = [], $name = false)
    {

        $type = !empty($options['type']) ? $options['type'] : 'File';
        if (false === $name) {
            $name = md5(serialize($options));
        }

        if (true === $name || !isset(self::$instance[$name])) {
            $class = false !== strpos($type, '\\') ? $type : '\\think\\cache\\driver\\' . ucwords($type);
            // 记录初始化信息
            App::$debug && Log::record('[ CACHE ] INIT ' . $type, 'info');
            if (true === $name) {
                return new $class($options);
            } else {
                self::$instance[$name] = new $class($options);
            }
        }

        return self::$instance[$name];
    }

self::$instance[$name] = new $class($options); 这一句里,我们就可以知道句柄的真实身份拉,
$class = false !== strpos($type, '\\') ? $type : '\\think\\cache\\driver\\' . ucwords($type);
这一句的意思是class的名字由type决定, 如果type没有包含反斜线, 则class = \think\cache\driver\.ucwords($type)
thinkPhp 是把think作为核心目录的别名的,所以他真实路径就是 \thinkphp\libray\\think\driver\.ucwords($type)
根据自动加载的尿性,自然是去该文件夹下加载对应的对象
　(额外提一句,这利用的是PHP动态变量的一个特性,其实就和工厂模式一个原理,运行中动态决定实例化的对象)
　type是什么呢? type就是函数传入的参数,也就是配置信息,我们看下配置信息
type就是驱动方式,如果我们type填写的是File,那么就使用文件驱动,实例化的是 \think\cache\driver\File.class
我们看下 \think\cache\driver文件下有什么文件,那就知道thinkphp为我们提供了多少种缓存驱动了

原来有这么多!

点进去

每个文件,我们可以发现一个共同点, 每个类都是继承了 抽象类 Driver

Driver决定了 每一个Cache驱动应该是什么样子的,他们的方法基本是一样的,而实现方式因每个驱动不同而异

其实这就是 适配器模式,如果是我们自己写,当然不会写那么多拉,不过TP5是为了造福广大PHP开发者,所以编写了那么多不同的驱动供我们使用.

我们重点看Redis吧, 如果要去实验,记得把 config中的 Cache.type更改为 redis

Redis类的方法很少,先看看构造函数

public function __construct($options = [])
    {
        if (!extension_loaded('redis')) {
            throw new \BadFunctionCallException('not support: redis');
        }
        if (!empty($options)) {
            $this->options = array_merge($this->options, $options);
        }
        $func          = $this->options['persistent'] ? 'pconnect' : 'connect';
        $this->handler = new \Redis;
        $this->handler->$func($this->options['host'], $this->options['port'], $this->options['timeout']);
        if ('' != $this->options['password']) {
            $this->handler->auth($this->options['password']);
        }
        if (0 != $this->options['select']) {
            $this->handler->select($this->options['select']);
        }
    }

可见TP5的 redis驱动 是基于phpredis的阿, handler 就是实例化的phpredis类, 因此选了哪个驱动,Cache的类自然就是哪些驱动.
所以说如果要使用 TP5的 redis,必须要先安装phpredis扩展.
这里就顺便解析下 redis重写的 set方法

/**
     * 写入缓存
     * @access public
     * @param string    $name 缓存变量名
     * @param mixed     $value  存储数据
     * @param integer   $expire  有效时间（秒）
     * @return boolean
     */
    public function set($name, $value, $expire = null)
    {
        if (is_null($expire)) {
            $expire = $this->options['expire'];
        }
        if ($this->tag && !$this->has($name)) {
            $first = true;
        }
        $key = $this->getCacheKey($name);
        //对数组/对象数据进行缓存处理，保证数据完整性  byron sampson<xiaobo.sun@qq.com>
        $value = (is_object($value) || is_array($value)) ? json_encode($value) : $value;
        if (is_int($expire) && $expire) {
            $result = $this->handler->setex($key, $expire, $value);
        } else {
            $result = $this->handler->set($key, $value);
        }
        isset($first) && $this->setTagItem($key);
        return $result;
    }

原本的phpredis set方法 只能是 普通的键值对, 而重写的set方法现在可以是 键,数组啦,这是非常有用的方法

可以看到实现的 原理是把 数组或者对象 序列化为json, 取值的时候则反序列化成为数组.

到这里我们就基本分析完了一个驱动是如何实现的,首先必须 继承Driver类,实现Driver规定的方法,然后将handler交给Cache类去使用

我们回到Cache类

可以看到Cache类调用函数的方法基本斗是这样, init()获取 到handler,然后操作handler对象,也就是我们真正的 操作对象,这里就是 phpredis类啦,

当然我们是没办法直接操作 phpredis类的, 只能使用Cache类 的寥寥几种方法,所以有些人不满意,因为队列,集和,哈希都认为没办法使用了,我也在网上看到有些同学 重写TP5的 redis类

其实大可不必, Cache类还是暴露了一个接口给我们的.

我们可以这样

        $res  = Cache::init();        
        $redis = $res->handler();        
        $redis->lpush('test',111);        
        $redis->rpush('test',111);        
        $redis->lpop('test');

获得了 handler 也就是获得了 phpredis,这样就可以随便使用 phpredis原生的方法啦,而且还是单例模式哦, 没有新建对象额外的消耗

本文就到这里结束啦, 如果要知道更多Cache类的使用方法,可以按上文的方式直接看源代码,或者再去查阅官方文档.

虽然没有讲解如何使用,但是分析了 Cache的实现原理有助于提高我们的编程抽象水平, 上文分析源码的方式也同样可以用来分析其他的核心类库.

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