DjangoRedis详解

DjangoRedis是在Django Web框架下的Redis数据库连接工具，它封装了Redis数据库对于Django的调用操作，是在Python3下的一个成熟、可靠、易用的Django扩展工具包。下面从DjangoRedis的配置、使用和缓存选取三个方面详细介绍。

一、配置DjangoRedis

DjangoRedis的配置主要涉及Redis服务器地址和端口号、Redis用户密码等参数设置。一般情况下，可以将这些参数保存在一个单独的配置文件中，例如settings.py，放在您的项目应用程序的根目录下，代码如下：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
        }
    }
}

其中， ‘default’是缓存名（也是缓存配置唯一的标识符，如果要使用多个缓存配置的话，这里就不一样了）；‘BACKEND’是缓存的后端，Django自带的cache后端为‘django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache’，而我们要使用Redis，则设置为‘django_redis.cache.RedisCache’；‘LOCATION’是Redis的数据库地址，格式为“redis://address:post/db_number”，这里我们设置为‘redis://localhost:6379/0’，表示连接到默认Redis数据库（0号数据库）；‘OPTIONS’是适用于缓存后端的参数和选项，这里我们设置为使用DefaultClient，其中还有其他可选的参数和选项。

二、使用DjangoRedis

DjangoRedis常见的使用场景是在缓存、队列、锁等方面，下面我们以JavaScript Object Notation（JSON）作为数据交换格式的缓存机制为例子讲解使用方法。

1.添加缓存记录

将一个键值对存入缓存中，并设置有效时间time，代码如下：

from django.core.cache import cache

cache.set(key, value, time)

其中，key是一个字符串或者一个参数化的键值对字典，value可以是任意可序列化物体（可以将value序列化Python的str或者用JSON序列化）。time是缓存的有效时间，可以是浮点型，整数型，或者None（缓存永久有效）

2.获取缓存记录

通过key来获取缓存记录，如果缓存记录不存在则返回None，代码如下：

cache.get(key)

如果你要获取缓存值的同时，返回一个默认值，可以使用get()方法中的‘default’参数参数，代码如下：

cache.get(key, default='cachemiss')

3.删除缓存记录

删除一个缓存键值，如果键值对不存在则不执行操作，代码如下：

cache.delete(key)

三、DjangoRedis缓存选取

在DjangoRedis中，我们可以使用多种缓存方式，常用的包括：内存存储、持久化存储，以及缓存策略。

1.内存存储

内存存储使用 DjangoRedis（或Django）提供的RAM缓存后端，在内存中缓存数据，访问速度快（读取延时通常在微秒级），缓存较小（内存容量的限制），适用于一些无需过期的缓存，或者需要较快速读取的数据。

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
        }
    },
    'redis': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/1',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    }
}

2.持久化存储

持久化存储使用 DjangoRedis（或Django）提供的redis缓存后端，在Redis数据库中进行数据的缓存，可支持多种Redis数据结构（如set、list、hash等），可以在缓存服务器重启后继续存在。闪存速度较快，但相对于内存存储读取延时要大一些（在单位时间内，通常需要比内存存储多一倍的时间来访问近似数量的记录）。

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
        }
    },
    'redis': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6380/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    }
}

3.缓存策略

DjangoRedis提供了多种缓存策略，根据实际情况选择适当的策略可以提高缓存效率，常用的策略有以下几种：

3.1 LRU

最近最少使用（LRU）策略是将最近最少使用的元素从缓存中除去。以空闲空间供新缓存。在DjangoRedis中，这一策略通过为缓存赋予一个max_entries值来实现。

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    },
    'redis': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6380/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    }
}

3.2 LFU

最少使用（LFU）策略是在缓存达到固定大小之后，从缓存中删掉使用最少的元素。请注意，这种方法不常用。

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
            'CULL_FREQUENCY': 5,
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    },
    'redis': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6380/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
            'CULL_FREQUENCY': 10,
        },
        'TIMEOUT': 1,  # 缓存的默认过期时间
    }
}

3.3 TTL

ttl 指缓存的最大生存时间，即从创建缓存对象开始，到指定的时间过期并被移除。 在DjangoRedis中，这个时间的设置方法与我们配置缓存记录中的time参数一样。

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6379/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
            'CULL_FREQUENCY': 5,
        },
        'TIMEOUT': 60*5,  # 缓存的过期时间设置为5分钟
    },
    'redis': {
        'BACKEND': 'django_redis.cache.RedisCache',
        'LOCATION': 'redis://localhost:6380/0',
        'OPTIONS': {
            'CLIENT_CLASS': 'django_redis.client.DefaultClient',
            'MAX_ENTRIES': 10000,
            'CULL_FREQUENCY': 10,
        },
        'TIMEOUT': 60*10,  # 缓存的过期时间设置为10分钟
    }
}

总结

正如您所看到的，DjangoRedis为Django Web框架的用户提供了一个便于连接Redis数据库的渠道，并提供了方法和策略来管理缓存效率。希望这个简短的教程能够对你工作中有所帮助。