数据缓存：PHP 脚本加速利器

admin 2023-12-21 107 阅读 0评论

数据缓存可以有效地提高 PHP 程序的性能。它可以通过避免重复计算或检索数据来实现。实现数据缓存的最佳方法是创建一个缓存系统来管理您的数据。您还可以重用现有的数据，但这种方法可能会导致性能下降。在本文中，我们将介绍一个管理数据缓存的类的实现。

数据缓存可以通过避免重复计算或检索数据来实现。

让我们看一个具体案例：一个 Web 应用程序使用天气 API 来提供当前天气信息。该 API 提供的数据对于所有用户来说都是相同的，并且每小时仅更改一次。然而，每个查询平均需要 15 秒的时间。

这意味着每个用户都必须等待 15 秒才能看到结果。这会导致用户体验不佳，尤其是对于需要实时天气信息的应用程序。

数据缓存可以解决这个问题。如果第一个用户查询的答案被缓存，并且其他用户使用该缓存中的数据而不是自己查询，那么用户体验可以得到显著改善。

在这种情况下，只有第一个用户需要等待 15 秒，而对于其他用户来说，答案会立即返回。这将为用户提供更好的体验，并提高应用程序的可用性。

当然，我们还可以采取其他措施来进一步提高用户体验。例如，我们可以创建一个任务，每小时执行一次 API 请求并生成数据缓存文件。这将确保即使是第一个用户也能快速获得答案。

但是，这种方法也有缺点。它会增加 API 的使用量，即使没有用户需要它。此外，如果任务失败，Web 应用程序将无法使用缓存数据。

让我们回到我们的案例。使用天气 API 并验证数据缓存的代码如下：

$data_clima = false;
// 创建缓存对象
$cache = new DataCache();
// 检查缓存文件是否有效
if ($cache->read('api-clima')) {
    // 恢复缓存数据
    $data_clima = $cache->getData();
} else {
    // 使用外部 API
    $data_clima = get_api_clima();
    // 生成缓存文件
    $cache->save($data_clima);
}

在块的末尾，变量 $data->clima 将包含由外部 API（在本示例的 get_api_clima() 函数中表示）或由存储在缓存中的数据返回的值，这些数据之前会从外部 API 恢复数据后生成。

这很简单，对吧？但我们如何控制它按照之前的要求每小时更新一次呢？为此，我们在类中添加了一个属性，用于在保存缓存之前限制缓存的有效性。

$data_clima = get_api_clima();
// 设置缓存持续时间
$cache->duration(3600);
// 生成缓存文件
$cache->save($data_clima);

通过这种方式，我们向缓存表明数据将在从现在开始的一小时（或 3600 秒）内有效。

另一个可以考虑的改进是避免在内存中保留两个数据副本。目前，DataCache 对象和 $data->clima 变量都保存了相同的数据。这可能会导致不必要的内存消耗，特别是在同时处理多个缓存查询的情况下。

为了解决这个问题，我们可以修改 getData() 方法，使其返回数据，但不将其存储在对象中。这可以通过使用 exportInto() 方法来实现，如下所示：

if ($cache->read('api-clima')) {
    // 恢复缓存数据
    $cache->exportInto($data_clima);
}

这种方法将数据直接复制到 $data->clima 变量中，而不会将其存储在 DataCache 对象中。这可以帮助减少内存消耗和提高性能。

综合上述所有因素，以下是 DataCache 类的实现：

class DataCache {

 private string $filename = '';  // 缓存文件名
 private mixed $data = false;  // 要缓存的数据
 private int $maxtime = 0;   // 缓存的过期时间

 /**
  * Read cache file.
  *
  * @param string $name Name associated with the data to be cached
  * @return bool TRUE if the data could be recovered.
  **/
 public function read(string $name) {

  $this->maxtime = 0;
  $this->data = false;
  $this->filename = '';

  $result = false;

  if (trim($name) !== '') {
   // Automatically use the temporary system directory.
   // You can customize this part using your own directory.
   // Use md5() to encode the name of the file to use and
   // prevent problems if the name contains characters not
   // valid for filenames.
   $this->filename = sys_get_temp_dir() . DIRECTORY_SEPARATOR . 'cache-' . md5(strtolower($name));
   // Read stored data
   if (file_exists($this->filename)) {
    $this->data = unserialize(file_get_contents($this->filename));
    $result = (is_array($this->data) && array_key_exists('data', $this->data) && array_key_exists('maxtime', $this->data));
    if ($result && $this->data['maxtime'] > 0) {
     $result = (time() <= $this->data['maxtime']);
    }
    if (!$result) {
     // Fail to recover the data
     $this->data = false;
    }
    else {
     // Separate components
     $this->maxtime = $this->data['maxtime'];
     $this->data = $this->data['data'];
    }
   }
  }

  return $result;
 }

 /**
  * Returns the recovered data from the cache.
  *
  * @return mixed Data recovered or FALSE if not available.
  **/
 public function getData() {
  return $this->data;
 }

 /**
  * Assoice the recovered data from the cache to a variable and then
  * remove from memory.
  *
  * @param mixed $data Variable in which the data returns.
  **/
 public function exportInto(mixed &$data) {
  $data = $this->data;
  $this->data = false;
 }

 /**
  * Generates a new cache file with the data indicated.
  *
  * @param mixed $data Data to be saved in the cache file.
  * @return bool TRUE if the data could be saved to the file.
  **/
 public function save(mixed $data) {

  $result = false;

  if ($this->filename != '') {
   $bytes = file_put_contents(
    $this->filename,
    serialize(array('data' => $data, 'maxtime' => $this->maxtime))
    );
   if ($bytes > 0) {
    $this->data = $data;
    $result = true;
   }
  }

  return $result;
 }

 /**
  * Time in seconds for which the data in the cache are valid.
  * Must be greater than or equal to zero. Value of zero removes limit.
  *
  * @param int $seconds
  **/
 public function duration(int $seconds) {
  if ($seconds >= 0) {
   $this->maxtime = time() + $seconds;
   }
 }
}