Django缓存机制详解：从配置到实战应用

篙菠 · 9 小时前

一、缓存基础与环境准备

什么是缓存？

缓存是指保存计算密集型操作的结果，当再次需要该结果时直接从缓存中获取，而无需重新计算。在 Django 中，缓存可以应用于不同粒度：

整个网站缓存
特定视图缓存
页面片段缓存
任意 Python 对象缓存

安装Redis

Django 支持多种缓存后端，其中 Redis 因其高性能和丰富的特性成为常用选择。

安装Redis：过程略
安装 Redis 客户端

pip install redis

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Redis 缓存配置

在 Django 项目的settings.py文件中，通过CACHES配置项设置 Redis 缓存后端。

TIMEOUT：默认缓存超时时间（秒），默认为 300 秒（5 分钟）
OPTIONS：传递给缓存后端的选项
KEY_PREFIX：所有缓存键的前缀字符串
VERSION：缓存键的默认版本号
KEY_FUNCTION：定义缓存键生成规则的函数路径

CACHES = {
"default": {
"BACKEND": "django.core.cache.backends.redis.RedisCache",
"LOCATION": "redis://password@127.0.0.1:6379",
"OPTIONS": {
"db": 0,
},
"KEY_PREFIX": "mars_framework", # 缓存前缀
"TIMEOUT": 60 * 60 * 12, # 缓存过期时间，单位为秒
}
}

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二、缓存使用策略

站点缓存（不常用）

缓存整个站点是最简单的缓存方式，适用于内容不常变化的网站。配置方式如下（在settings.py的MIDDLEWARE中添加缓存中间件）

MIDDLEWARE = [
'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware', # 放在最前面
# 其他中间件...
'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware', # 放在最后面
]

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视图缓存

针对特定视图进行缓存是更灵活的方式，适用于不同视图有不同更新频率的场景。
使用装饰器缓存视图

from django.views.decorators.cache import cache_page
@cache_page(60 * 15) # 缓存15分钟
def my_view(request):
# 视图逻辑...

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视图缓存的特点

以 URL 为缓存键，不同 URL 指向同一视图会分别缓存
示例：/foo/1/和/foo/23/会被分别缓存

urlpatterns = [
path("foo/<int:code>/", my_view),
]

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自定义缓存前缀：可以为不同视图设置不同的缓存前缀

@cache_page(60 * 15, key_prefix="site1")
def my_view(request):
...

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在 URLconf 中配置缓存

from django.views.decorators.cache import cache_page
urlpatterns = [
path("foo/<int:code>/", cache_page(60 * 15)(my_view)),
]

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三、缓存API详解

当需要更精细的缓存控制时，可以使用 Django 提供的缓存 API，直接操作缓存中的数据。
导入缓存模块

from django.core.cache import cache

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基本操作

设置缓存

# 语法：cache.set(key, value, timeout=默认超时, version=None)
cache.set('my_key', 'hello, world!', 30) # 缓存30秒

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获取缓存

# 语法：cache.get(key, default=None, version=None)
value = cache.get('my_key') # 获取缓存值，如果不存在返回None
value = cache.get('my_key', 'default_value') # 指定默认值

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新增缓存（仅当键不存在时）

# 如果键不存在则添加，返回布尔值表示是否成功
success = cache.add("add_key", "Initial value")

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获取或设置缓存

# 如果键存在则获取，否则设置并返回默认值
value = cache.get_or_set("my_new_key", "my new value", 100)

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删除缓存

# 删除指定键，返回布尔值表示是否成功
success = cache.delete("a")

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更新缓存过期时间

# 为已有键设置新的过期时间
success = cache.touch("a", 10) # 新超时时间10秒

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四、缓存实战

场景说明

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制）是一种广泛使用的权限管理模型。在 Django+Vue 实现的后台管理系统中，一般采用RBAC权限策略。使用缓存机制，避免重复计算用户权限标识集合。
写入缓存

用户成功登录后，前端自动调用获取登录用户的权限信息接口，获取登录用户的权限信息，包括

用户基本信息 user
用户角色集合 roles
用户权限标识集合 permissions
用户树状菜单集合 menus

将计算后的上述权限信息，写入Redis缓存。同时返回给前端，生成动态菜单。

@extend_schema(tags=["管理后台-system-认证"])
class AuthViewSet(viewsets.GenericViewSet):
serializer_class = AuthLoginSerializer
queryset = SystemUsers.objects.none()
@extend_schema(summary="获取登录用户的权限信息")
@action(methods=["get"], detail=False, url_path="get-permission-info")
def get_permission_info(self, request, *args, **kwargs):
"""获取登录用户的权限信息"""
user_id = request.user.id
cache_key = f"system_users_{user_id}"
user = SystemUsers.objects.prefetch_related("roles", "roles__menus").get(
id=user_id
)
serializer = AuthPermissionInfoSerializer(user, context={"request": request})
cache.set(cache_key, serializer.data, timeout=None)
return CommonResponse.success(data=serializer.data)

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读取缓存

用户执行某个API接口时，会进行权限判断。后端权限判断时，会从缓存中读取当前请求用户的权限标识集合，然后对比本次请求的权限标识（如 "system:post:query"）。如果包含在集合中，则返回true，否则返回false。

点击查看RBAC权限原理
删除缓存

当用户退出登录时，删除用户的缓存信息

@extend_schema(summary="登出系统")
@action(
methods=["post"],
detail=False,
url_path="logout",
permission_classes=[AllowAny],
)
def logout(self, request, *args, **kwargs):
"""登出系统"""
cache.delete(f"system_users_{request.user.id}") # 清空用户Redis
# ...

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点击查看完整代码
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