Php кэширование. Реализация кэширования на PHP

В предыдущем материале о веб-технологиях мы упомянули полезную статью Кэширование в HTTP (далее: «Статья с nomagic.ru»). По статье, однако, у нас возникли некоторые вопросы, а обсуждение там заглохло, поэтому пришлось искать все ответы самим. Вопросы, собственно, не именно по статье – они копились в течение нескольких лет. Надоело иметь их нерешёнными, а статья просто дала повод искать решения более активно.

Инструменты

Первый вопрос – как увидеть HTTP-заголовки запросов браузера и ответов сервера? Автор статьи с nomagic.ru рекомендует использовать для этой цели "Web Developer tools" в Firefox"е и какой-то мутный "DevToolbar" для ИЕ. Рука потянулась было кликнуть по ссылке, но зависла в воздухе:

1) Web Developer tools для FF у нас и так есть, и там нет инструмента для просмотра HTTP-заголовков, там даже DOM-инспектор в версии 3 зачем-то убрали!

3) И совсем мрачная мысль: ладно, допустим, для FF у нас есть-таки LiveHTTPHeaders; с ИЕ – вдруг да повезёт; ну, а Опера? А Google chrome?.. Нам что теперь, по всему огороду метаться?

Почему бы прямо на сайте, средствами PHP не отобразить все HTTP-заголовки? Там ведь есть переменные окружения , переменные для работы с сервером и всё такое. То есть точно известно, что там есть, например, $_SERVER["HTTP_HOST"] и HTTP_REFERER (у нас на каждом сайте используются). Надо добавить все остальные HTTP_ – вот и будут заголовки запроса. Тем более, что в PHP для этого есть специальная функция getallheaders(). Или apache_request_headers(). И apache_response_headers(). Да. Так можно вывести на экран все HTTP-заголовки. Казалось бы. Но нас ожидал тяжёлый удар ниже пояса и 15-минутные мучения, результатом которых стало открытие: на нашем хостинге PHP установлен как cgi (а не как модуль Апач) && в такой конфигурации все эти функции...headers() не работают!

Запустив скриптик с echo phpinfo() и бегло просмотрев результат, обнаруживаем, что искомые заголовки HTTP-запроса есть в массиве $_ENV (и больше нигде). Ладно, _env так _env. Но там много всякого хлама (в данный момент для нас лишнего), поэтому создаём новый массив $varrvis и аккуратно откромсываем туда из _env более-менее нужные куски:

Foreach($_ENV as $ke=>$va) { if (preg_match("/^HTTP\_/i",$ke) && !preg_match("/COOKIE/i",$ke)) $varrvis["$ke"]=$va; }

А вот получить заголовки ответа нашего сервера – ну ваще никак, кроме функции headers_list() . И только те заголовки, которые мы сами отправим в скрипте PHP с помощью функции header() . По идее функцию headers_list() следует запускать после написания всех заголовков. Мы так примерно и сделали, хотя, скорее всего, для данного сайта (сайт – на котором ставились опыты) это без разницы, потому что везде используется ob_start("ob_gzhandler") . В конец тестируемых скриптов добавляем конструкцию:

Foreach(headers_list() as $ke=>$va) { $varrvis[$ke]=$va; }

И дополняем наш массив заголовков ответами сервера. А между Запросом и Ответом для удобства чтения вставим строку:

$varrvis["Response"]="==============================";

Осталось в самом конце тестируемых скриптов написать print_r($varrvis) – и потом бодро листать страницы сайта во всех подручных браузерах, любуясь HTTP-заголовками.

HTTP-кэширование инструкциями Apache

В статье с nomagic.ru указывается два источника инструкций кэширования: конфигурационные файлы Апача (http.conf && .htacces) и непосредственно PHP-скрипт с командами вида header("Pragma: no-cache"). Но существует ещё третий источник – его можно обнаружить несложным опытом:

1) пишем (раскомментируем) в httpd.conf (Апач 1.3.39) cтроки:

LoadModule expires_module modules/mod_expires.so LoadModule headers_module modules/mod_headers.so AddModule mod_expires.c AddModule mod_headers.c

2) в папке нашего сайта в .htaccess добавляем инструкции:

Header append Cache-Control "public" ExpiresActive On ExpiresDefault "access plus 1 hours"

3) пишем простенький скрипт pi.php из двух строк:

4) открываем страницу pi.php в Firefox и видим в LiveHTTPHeaders (Наш PHP «инструмент» может показывать только заголовки, отправленные функцией header(), а пока мы ей не пользуемся). следующие строки, имеющие отношение к кэшированию:

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0 Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Pragma: no-cache

Вуаля. И не надо никакой Википедии – вот они заголовки, убивающие кэширование. Они исходят из третьего источника – файла php.ini. В нём по умолчанию, при установке PHP записана, в частности, следующая инструкция:

Session.cache_limiter = nocache

Именно она заставляет PHP посылать анти-кэширующие заголовки в определённых условиях (например, при использование функции session_register()). Мы, конечно, немного схитрили, подогнав ситуацию под эти условия. Но кто поручится, что никогда не будет использовать в своих скриптах функцию session_register() ? Да, в общем-то, и без неё дело обстоит достаточно хреново: уберите первую строку из скрипта pi.php (оставив только echo phpinfo();) – тоже ничего хорошего:

И это всё, что дают кэширующие инструкции Апача в сочетании с "session.cache_limiter=nocache" в php.ini. Отсутствует самый главный заголовок – Last-modified (дата последнего изменения страницы), без которого невозможно ни правильно установить, ни правильно уничтожить кэширование в браузере.

Самый забавный результат получается, если "дёрнуть попугая сразу за обе ноги" – написать в php.ini "session.cache_limiter=private" (нужна перезагрузка Апача) и оставить в скрипте строку session_register("var1"):

Cache-Control: private, max-age=300, pre-check=300 Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Last-Modified: Mon, 06 Jul 2009 15:13:40 GMT

Появляется Last-Modified , который показывает время последнего изменения скрипта php, а Cache-Control противоречит Expires . Поведение браузеров будет непредсказуемым.

Правильное HTTP-кэширование

В последних полученных нами в ходе опыта заголовках противоречивость в общем-то совсем не фатальна: браузеры и не такое ещё видали, к таким вещам они вполне «помехоустойчивы». Наибольшую проблему представляет как раз Last-Modified , который нужен и пользователям (браузерам), и поисковикам. Понятно, что дату изменения файла PHP для него использовать нельзя – потому что реальное содержимое страницы может быть вообще никак не связано с этой датой: обычно содержимое страницы извлекается из базы данных, и дату его изменения тоже надо извлекать оттуда (из БД ).

Если это конкретная статья с нашего сайта, мы просто берём дату текущей записи из поля `datrec` таблицы `articles`. Если это список статей (на главной странице сайта), мы ищем наибольшую дату всех записей по формуле "select max(`datrec`) from `articles`" – именно она и будет датой последнего изменения страницы, которую мы передадим в заголовке Last-Modified .

Существуют ещё две «точки контроля» содержимого, реализуемые с помощью HTTP-заголовков:

1) Etag – хэш содержимого страницы, получаемый, например, с помощью функции md5 (текст_страницы);

2) Content-length – общая длина текста, отправленного браузеру в ответ на его запрос.

Мы не можем использовать Content-length , потому что этот параметр постоянно меняется: в правой колонке каждой страницы у нас висит напоминание о том, что это всё-таки сайт рекламной газеты «Деловая неделя», – список товаров последнего номера газеты. Список этот довольно большой, поэтому на странице выводится только небольшая часть списка, выбранная случайным образом .

Как же, спросите вы, мы используем Etag – он ведь тоже тогда постоянно случайным образом меняется? А очень просто: мы не включаем переменную часть страницы в хэш, а составляем хэш только «по материалам базы данных статей». Почему же нельзя так же поступить и с Content-length ? Да потому что Content-length браузер может легко проверить (ИЕ так и делает – отправляет на сервер обратно действительную длину полученного содержимого). А хэш можно написать какой попало (главное, чтобы он менялся при изменении отслеживаемой части страницы), браузер ведь не знает, какой мы используем алгоритм, и вынужден просто принимать наш Etag на веру.

Мы используем два способа хэширования:

1) в случае списка текстов, получаемых из многих строк таблицы, создаём Etag * по формуле $etag=md5($list) ;

2) в более простом случае (извлекается только одна запись из таблицы) заставляем работать mysql, добавляя в запрос лишнее значение: "select `id`, `title`, `text`, `author`, `datrec`, old_password(concat(`title`,`text`,`author`)) as `etag` from `articles`...".

При отправке заголовков функцией header() нужно следить, чтобы эти действия производились раньше какой-либо отправки содержимого браузеру (через echo, print PHP или просто обычным HTML-кодом). То есть сначала вся проверяемая часть помещается в переменную, вычисляется Etag *, отправляются все заголовки, и только потом можно выводить содержимое. Если вы, конечно, не написали в начале страницы ob_start("ob_gzhandler"). Мы-то как раз написали, поэтому отправляем заголовки как попало и когда попало. Вот этот ob_gzhandler ещё позволяет получить всё содержимое, отправляемое браузеру, сразу – функцией ob_get_contents() , а также истинную длину содержимого (для заголовка Content-length ) – функцией ob_get_length() . Мы, как уже говорили, не можем на данном сайте использовать всё содержимое страницы для формирования этих заголовков. Но на других сайтах – вполне.

304 Not Modified

Итак, мы отправляем клиентам правильную дату изменения страницы и Etag . Клиенты относятся с пониманием – посылают в следующих обращениях к этой странице заголовки If-Modified-Since и If-None-Match , что вы можете увидеть сами в самом низу любой нашей статьи (после нажатия клавиши F5, разумеется). Но желанный результат не достигнут: сервер в ответ на все запросы браузера исправно посылает заголовок HTTP/1.x 200 OK , и никаких 304 . Наш «инструмент» не отображает заголовки "200 OK", потому что мы их не формируем функцией header().

Заголовок 304 можно увидеть в большом количестве через LiveHTTPHeaders – у файлов картинок, Javascript, css и простых HTML страниц. Этот заголовок отправляет сам Апач, и он делает это без всяких наших ухищрений с модулем headers.so и без дополнительных инструкций типа "ExpiresActive On". Но не для страниц, формируемых PHP.

Мы сами вписали в PHP-скрипт отправку заголовков браузеру, и сами должны проверять на наличие-отсутствие валидации последующие запросы браузера, и сами же потом сличать контрольные параметры и, в зависимости о результата, отправлять браузеру заголовок 200 или 304. Точнее, заголовок 200 PHP отправляет всегда сам, нам нужно только вычислять ситуацию необходимости 304. Мы делаем это в главном конфигурационном файле всех сайтов configbase.php.

Сложность получения информации о заголовках в том, что на одном хостинге PHP работает как cgi, а на другом как модуль Апач, поэтому сначала приходится проверять наличие переменных в «суперглобальных» массивах Env и Server , и в зависимости от результат создавать ссылку на подходящий массив:

$h304="HTTP/1.x 304 Not Modified"; $match=""; $since=""; $varr=array(); $varrvis=array(); if (array_key_exists("HTTP_HOST",$_ENV)) $varr =& $_ENV; if (array_key_exists("HTTP_HOST",$_SERVER)) $varr =& $_SERVER; if (isset($varr["HTTP_IF_NONE_MATCH"])) $match=$varr["HTTP_IF_NONE_MATCH"]; $match=trim(strval($match)); if (isset($varr["HTTP_IF_MODIFIED_SINCE"])) $since=$varr["HTTP_IF_MODIFIED_SINCE"]; $since=explode(";",$since); $since=strtotime(trim($since));

Предпоследняя строчка нужна из-за ИЕ, который в заголовке IF_MODIFIED_SINCE отправляет ещё и длину страницы: "Fri, 03 Jul 2009 15:42:30 GMT; length=20994" – мы отрезаем от данного заголовка всё, что может быть после точки с запятой. Затем создаём независимый от конкретного хостинга массив HTTP-заголовков:

Foreach($varr as $ke=>$va) { if (preg_match("/^HTTP\_/i",$ke) && !preg_match("/COOKIE/i",$ke)) $varrvis["$ke"]=$va; } $varrvis["Response"]="=============================";

Ну, и главный фрагмент кэширования, ядро всей нашей системы, находящееся внутри страниц PHP (где $dat – время из таблицы mysql, переведённое в секунды функцией strtotime ):

Header("Etag: $etag"); header("Cache-Control: private, max-age=0"); header("Expires: ".gmdate("r")." GMT"); header("Connection: Keep-Alive"); header("Keep-Alive: timeout=5, max=100"); if ($since==$dat) { if (!$match || $match==$etag){ $varrvis=$h304; include "bottom.php"; header($h304); header("Connection: Close"); exit; } } else { header("Last-Modified: ".gmdate("r", $dat)." GMT"); }

Система работает корректно во всех упомянутых в данной статье браузерах: кэширует, когда это нужно, и отправляет браузеру новую информацию, если она есть. Например, если после открытия главной страницы сайта (со списком статей) нажать F5 (не в Опере!:-), внизу страницы можно увидеть долгожданный заголовок 304 (в Опере его тоже можно увидеть, если попасть на данную страницу, щёлкнув по ссылке на другой странице сайта). Если в заголовок какой-нибудь статьи были внесены изменения или, например, добавилась новая статья, скрипт, получив от браузера запрос валидации, обнаружит изменение данных и отправит браузеру новое содержимое страницы, а не заголовок 304 .

Человеческими словами то, что мы делаем с помощью этих заголовков, можно пересказать так:

1) мы посылаем браузеру (вообще любому клиенту) две метки идентификации: время последнего изменения содержимого старницы и хэш страницы (контрольную сумму); мы посылаем также инструкцию, разрешающую кэширование только конечному клиенту (Cache-Control: private); в этом же заголовке (max-age=0) мы говорим о том, что клиент не должен запрашивать новое содержимое в течение 0 секунд (то есть должен запрашивать вего всегда); в следующем заголовке (Expires) мы говорим клиенту то же самое: срок «сгорания» актуальности страницы истекает немедленно, прямо сейчас;

2) браузер послушно складывает страницу в свой кэш, вместе с картинками и файлами css; при последующих обращениях к странице браузер спрашивает у сервера, изменилась ли дата (IF_MODIFIED_SINCE) и, иногда, контрольная сумма (IF_NONE_MATCH) – про контрольную сумму ИЕ, например, не спрашивает;

3) если дата изменилась, мы проверяем, был ли от браузера запрос контрольной суммы, и если был, проверяем также её изменение; если ничего не поменялось, отправляем браузеру заголовок 304 ; если поменялось – не отправляем 304 (и PHP сам отправляет 200 OK);

Да, и ещё одна деталь для нашего «инструмента»: первый заголовок (HTTP-статуса) почему-то никак не извлекается функцией headers_list() . Когда он 200 , это не очень принципиально, но 304 хотелось бы видеть (чтобы убедиться в работоспособности нашей системы кэширования). Поэтому приходится «подрисовывать» этот заголовок в массив заголовков руками в строке

а потом для всех остальных полученных функцией headers_list() заголовков увеличить индекс на единицу ($ke+1):

Foreach(headers_list() as $ke=>$va) { $varrvis[$ke+1]=$va; }

Последний нюанс. Как увидеть заголовок 304 в браузере, если браузер получил этот заголовок от сервера, и не получил никакого содержимого страницы (страница не должна меняться на экране)? Пусть это останется нашей маленькой тайной.

© 2009, «Деловая неделя», Михаил Гутентог

501 . SlipkeR

Спасибо) все понятно и доходчиво написано) автору спс)

Во время разработки проектов на PHP с нуля и без использования библиотек скорость может стать серьезным вопросом. Кеширование может существенно повлиять на скорость веб страниц. В данном уроке мы покажем простой и эффективный способ динамического кеширования страниц, которые нуждаются в ускорении.

Шаг первый. Создаем файл top-cache.php

Нам нужно создать два файла. Первый: создаем файл с именем top-cache.php и копируем в него следующий код:

\n"; include($cachefile); exit; } ob_start(); // Запуск буфера вывода?>

Что происходит в данном коде? Первые 5 строк создают имя файла кеша в соответствии с текущем PHP файлом. Например, если мы используем файл с именем list.php , файл кеша будет иметь вид cached-list.html .

Строка 6 создает переменную $cachetime , которая определяет время жизни кеша.

Строки с 9 по 13 определяют условное выражение, которое служит для проверки наличия файла с именем, определенным в переменной $cachefile . Если файл существует, вставляется комментарий и файл, определенный в переменной $cachefile . Затем выражение exit прерывает выполнение скрипта и файл отправляется браузеру клиента. То есть, если найден статичный файл, то PHP код не будет выполняться сервером.

Строка 14 создает буфер, если файл, определенный переменной $cachefile не найден.

Шаг второй. Создаем файл bottom-cache.php

Теперь создаем второй файл PHP с именем bottom-cache.php и копируем в него следующий код:

Если файл с именем, определенным в переменной $cachefile отсутствует на сервере, выполняется данный код и создается файл. При следующем обращении к странице статичный $cachefile будет обслуживать браузер клиента вместо выполнения всего кода скрипта PHP.

Шаг три. Включаем файлы кеширования в код страницы

Теперь у нас есть два необходимых файла. Просто включаем их в страницу PHP, которую нужно кешировать. Файл top-cache.php нужно включить в начало страницы, а файл bottom-cache.php - в конце:

Теперь, если проверить кеширование на медленных страницах, то можно убедиться, насколько они стали быстрее загружаться.

Для оптимизации работы с сетью используется механизм сохранения однажды полученных по HTTP документов в кеше с целью их повторного использования без обращения к серверу-источнику. Документ, сохраненный в кеше будет доступен при следующем обращении к нему, без выгрузки с сервера-источника, что призвано повысить скорость доступа клиента к нему и уменьшить расход трафика сети.

Сами кэши бываю двух видов - локальные и общие. Локальный это кеш, хранимый непосредственно на диске у клиента, создаваемый и управляемый его браузером. Общий - кэш прокси-сервера организации или провайдера и может состоять из одного или нескольких прокси-серверов. Локальный кеш присутствует, наверное в каждом браузере, общими пользуется значительная часть людей использующих Internet. И если малую часть сайтов сейчас оценивают по расходу трафика, то скорость загрузки - важный критерий, который должен учитываться при разработке Вашего web-проекта.

Для динамических страниц, создаваемых в результате работы PHP-программы, казалось бы, кэширование вредно. Содержание страницы формируются по запросу пользователя на основе какого-либо источника данных. Однако, кэширование может быть полезным. Управляя им Вы можете сделать работу с Вашим сервером комфортнее для пользователя, разрешая загрузку из кэш определенных страниц, предотвращая тем самым их повторную выгрузку с Вашего сервера и экономя пользователю время и трафик.

Кэшировать или нет?

Возможность сохранения в кэш страницы определяется динамичностью информации в источнике данных. Таким образом необходимость использования кэша определяется Вами, исходя из планируемого времени жизни страницы.

Если речь идет о формировании выборки по базе (например, поиск введенного пользователем слова), то такую страница обязательно следует запрашивать с сервера при каждом вызове без использования кэш, так как количество вариантов запрашиваемых слов огромно, а если мы к тому же имеем дело с меняющимся массивом данных, то кэширование бессмысленно. Или речь идет о формировании допустим графика приходящих посетителей (который изменяется с каждым визитом, то есть практически с каждым вызовом), то кеширование уже просто вредно.

Однако, если мы говорим о том же графике но за вчерашний день, то кэширование рекомендуется, так как данные изменяться уже не будут и мы можем экономить себе и пользователю ресурсы и время на загрузку таких страниц помещением их в локальный или общий кэш. Как продолжение этой ситуации формирование графика не в реальном масштабе времени, а ежечасно. Тут Вы можете заранее предсказать дату окончания "срока годности" сформированных данных.

Общие принципы сохранения страниц в кэш

PHP-программа может управлять кэшированием результатов ее работы формируя дополнительные поля в заголовке HTTP ответа вызовом функции Header().

Несколько общих утверждений характерных не только для PHP-программ:

• Страницы передаваемые по POST никогда не сохраняются в кэш.
• Страницы запрашиваемые по GET и содержащие параметры (в URL присутствует "?") не сохраняются в кэш, если не указано обратное.

Таким образом в большинстве ситуаций дополнительных инструкций в программу добавлять не надо. Основные моменты на которые следует обратить внимание можно свести к двум:

• запрет кэширования документов, кэшируемых по умолчанию
• кэширование документов, не подлежащих кэшированию по умолчанию.

Запрет кэширования документов, кэшируемых по умолчанию

Эта задача возникает для PHP-скриптов вызываемых без параметров или являющимися индексами директорий, однако формирующих данные персонально под пользователя (например на основе cookies или user agent) или работающих на основе быстро изменяющихся данных. По спецификации HTTP/1.1 мы можем управлять следующими полями:

• Expires - Задает дату истечения срока годности документа. Задание ее в прошлом определяет запрет кэш для данной страницы.
• Cache-control: no-cache - Управление кэш. Значение no-cache определяет запрет кэш данной страницы. Для версии протокола HTTP/1.0 действует "Pragma: no-cache".
• Last-Modified - Дата послднего изменения содержимого. Поле актуально только для статических страниц. Apache заменяет это поле значением поля Date для динамически генерируемых страниц, в том числе для страниц содержащих SSI.

На сайте www.php.net дается следующий код для запрета кеширования.

Header("Expires: Mon, 26 Jul 1997 05:00:00 GMT"); // Date in the past header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT"); // always modified header("Cache-Control: no-cache, must-revalidate"); // HTTP/1.1 header("Pragma: no-cache"); // HTTP/1.0

Однако, я считаю, что данный заголовок избыточен. В большинстве случаев достаточно:

Чтобы пометить документ как "уже устаревший" следует установить Expires равным полю Date.

Header("Expires: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");

Ну и не следует забывать, что формы, запрошенные по POST также не подлежат кэшированию.

Кэширование документов, не подлежащих кэшированию по умолчанию

Обратная задача, может показаться на первый взгляд абсурдной. Однако и в этом существует потребность. Кроме простой минимизации трафика при разработке web-программы следует учитывать комфортность работы с ней пользователя. Например, некоторые страницы Вашего сервера формируются на основе статических данных большого объема. Возможность включения их в кэш существенно улучшит скорость работы сервера для пользователя и частично освободит Ваш от многочисленных повторных генераций такой страницы. Заголовок разрешающий сохранение на прокси-серверах:

Header("Cache-control: public");

Если страница учитывает информацию сохраненную в браузере пользователя (тип и версию браузера, ключи, авторизацию и т.д.) такую страницу нельзя сохранить на прокси, однако возможно ее сохранение в локальном кэш браузера:

Header("Cache-control: private");

Кэширование до истечения корректности

Описанные выше решения довольно прямолинейны, хотя и подходят для большинства задач. Но протокол HTTP/1.1 имеет средства для более тонкого управления кэш страниц, и существуют задачи требующие применения этих механизмов. Как пример - web-приложения работающие с данными большого объема и прогнозируемой динамичностью. Корректность данных может устанавливаться как по дате прогнозируемого обновления, так и по изменению содержания. Для этих случаев используются разные заголовки управления кэш.

Кэширование с прогнозируемым обновлением

Рассмотрим пример - прайс лист обновляемый по понедельникам. Вы заранее знаете, что содержание страницы можно хранить в кэш до наступления новой недели, что и следует указать в заголовке ответа обеспечивая нужное поведение страницы в кэш.

Основная задача - получить дату следующего понедельника в формате RFC-1123

$dt_tmp=getdate(date("U")); header("Expires: " . gmdate("D, d M Y H:i:s", date("U")-(86400*($dt_tmp["wday"]-8))) . " GMT"); header("Cache-control: public");

Этим методом можно эффективно управлять поведением страницы в кэш и пременим но для большого числа страниц - так или иначе можно выделить временные интервалы в течении которых содержание страницы остается постоянным. Реальное положение вещей таково, что страницы большинства динамических сайтов имеют определенное время жизни исходя из которго разработчик может сераер более приятным для работы.

Другой подход, применяемый при более оперативном обновлении информации и одновременной высокой посещаемости сервера (иначе кэширование не будет эффективным) состоит в использовании заголовка Cache-control: max-age=секунды, определяющий время по истечении которого документ считается устаревшим и имеющий больший приоритет при вычислении "свежести" документа.

Если Вы публикуете новости с интервалом в 30 минут:

Header("Cache-control: public");
header("Cache-control: max-age=1800");

Кэширование по содержанию

Еще более интеллектуальный вид управления предоставляет HTTP/1.1 на основе содержимого с помощью директив Vary. Я очень рекомендую применять его при формировании изображений или текстов большого объема, которые как показывает практика изменяются крайне редко. При этом у пользователя в случае возврата не будет происходить их повторной выгрузки, если содержание осталось прежним, и страница будет взята с Вашего сервера, если ее содержание изменилось.

Рассмотрим пример выдачи изображения из базы данных индентифицируемых по ID. Вызов страницы выглядит следующим образом:

Http://www.your.server/viewpic.php3?id=23123

а значит по правилам страница не будет сохраняться в кэш (присутствуют параметры), но через заголовок можно управлять этим.

Mysql_connect("host", "user", "passwd"); $image=mysql("db", "select pics,type from pictures where id=$id"); Header("Cache-Control: public, must-revalidate"); Header("Vary: Content-ID"); Header("Content-ID: ".md5(mysql_result($image, 0, "pics"))); Header("Content-type: ".mysql_result($image, 0, "type")); echo mysql_result($image, 0, "pics"); mysql_freeResult($image); mysql_close();

Для управления используется MD5 сумма содержимого изображения. Пока содержание не изменилось, сумма будет постояной. В случае изменения содержания в базе на сервере клиент выполнит запрос для повторного формирования содержания. Пока изображение постоянно содержимое будет отображаться из кэш.

Примечания для Russian Apache

И приятное (или неприятное) сообщение для пользователей Russian Apache. Так как сервер выдает старину по пользовательской кодировке он автоматически снабжает ВСЕ страницы (не только динамические) заголовками запрета кэширования.

Кэширования промежуточных данных является наиболее примитивным и в то же время самым полезным способом оптимизации, где вам не нужно возиться с какими-либо сложными алгоритмами или предварительной оптимизацией. Если вы собираетесь работать с PHP, то должны быть в курсе о проверенных методах и необходимых для этого инструментах, чтобы ваш сайт летал.

Статические локальные переменные

Быстрым и эффективным способом кэширования результатов функции/метода является использование статических локальных переменных. Рассмотрим пример, который выполняет сложные вычисления:

Теперь при каждом использовании функции в коде, независимо от количества вызовов, функция будет выполнять вычисления только один раз.

Эта методика кэширования не зависит от внешних расширений и поддерживается на уровне языка. Поскольку статические локальные переменные доступны только в пределах функции, в которой они определены, обновление кэша может быть проблематичным. Как правило, для этого необходимо передать какую-либо логическую переменную $use_cache или использовать вместо них статические переменные класса.

Статические переменные не разделяются между процессами PHP и могут кэшировать только на короткое время – охватывающее время выполнения сценария. Хорошим кандидатом является метод, который много раз вызывается из нескольких мест, например, для хранения состояния пользователя или результата, требующего большого объёма математических расчетов.

Такая же функциональность может быть реализована с использованием глобальных переменных, но это приведет к загрязнению глобального пространства имен, поэтому так делать не рекомендуется.

Функции разделяемой памяти APC

PHP является полу-компилируемым языком, а это значит, что каждый сценарий компилируется непосредственно не в машинный код, а в промежуточный код, известный как набор опкодов(байт-код). Данный шаг компиляции потребляет много ресурсов процессора и должен выполняться каждый раз при выполнении сценария. APC (Alternative PHP Cache) это расширение, которое пропускает этот шаг компиляции за счет кэширования опкодов в памяти.

Хотя основным назначением APC обычно считается функциональность кэширования опкодов, расширение также включает некоторые дополнительные функции доступа к памяти.

Теперь преимущество такого подхода очевидно - это использование разделяемой памяти. Этот тип памяти является общим для различных процессов/потоков и, в отличие от статических переменных, данные, которые кэшируются таким способом, будут существовать между несколькими запросами.

Чтобы сделать кэш недействительным, можно использовать значения продолжительности существования (TTL), как в примере выше, или следующие функции:

Другие примечания по поддержке разделяемой памяти в APC:

В конфигурационном INI файле есть директива для ограничения размера кэша. С соответствующими значениями TTL это дает возможность задавать приоритет кэшированным данным, когда в случае достижения предела памяти истекшие/старые значения будут исключены из кэша.

С точки зрения производительности - статические переменные всегда будет быстрее, чем функции apc_fetch/apc_store , поскольку доступ к разделяемой памяти должен быть заблокирован и синхронизирован, чтобы предотвратить конфликтные ситуации.

APC является довольно популярным расширением, и поддерживается основными разработчиками PHP и (весьма вероятно) будет поставляться в комплекте с PHP 5.4.

Memcached для больших распределенных кэшей

Как только сайт начинает получать много посещений, в конечном счете, появляется задача распределения нагрузки между различными машинами. В результате этого обычно требуется переместить PHP на несколько серверов приложений. Если вы использовали APC кэширование раньше - каждый сервер приложений теперь имеет отдельный и дублирующий кэш.

Memcached с другой стороны, представляет собой распределенную службу для хранения данных ключ-значение. Расширение может быть развернуто на отдельном выделенном сервере или в том же стеке PHP приложений. Важно понимать, что нет никакой синхронизации/репликации между несколькими Memcached серверами, и они совсем ничего не знают друг о друге. Фактический сервер, который будет использоваться для хранения, выбирается на стороне клиента с помощью алгоритма хеширования на основе предоставленных данных "ключа". Именно поэтому, в отличие от APC, кэшированные данные не дублируются между различными машинами, а память лучше используется для крупных распределенных приложений.

API очень похож на функциональность разделяемой памяти в APC. Тот же пример с обменом валют, реализованный с помощью PHP расширения Memcache:

pconnect("..."); function getCurrencyRates() { global $memcache; $rates = $memcache->get("rates"); if ($rates === false) { // Запрос к базе данных или внешним API функциям $rates = ...; // Курс обмена будет кэширован на 1 час $memcache->set("rates", $rates, 0, 3600); } return $rates; } ?>

Обновление кэша такое же, как и в APC – с использованием TTL функциональности или набора функций.

delete("rates"); // Удаляет кэш $rates $memcache->flush(); // Удаляет все кэшированные данные?>

Локальный APC кэш всегда будет более быстрым методом по сравнению с Memcached.

В сети всегда есть задержки, когда клиенту нужно обмениваться информацией с серверной службой через выделенный текстовый протокол.

Таблицы баз данных в оперативной памяти

Хотя это не относится непосредственно к PHP, многие системы управления базами данных имеют реализацию таблиц, находящихся в оперативной памяти. Данные, хранящиеся в таких таблицах, не сохраняются между перезапусками сервера, гарантированно содержатся в памяти и никогда на выгружаются на диск. Это означает более быстрый доступ к записям, что делает их пригодными для кэширования данных.

MySQL предоставляет таблицы в оперативной памяти в подсистеме хранения данных MEMORY. Хотя данные будут очищены после перезагрузки сервера - схемы таблиц будут сохраняться:

CREATE TABLE test (...) ENGINE = MEMORY

В PostgreSQL есть временные таблицы, которые существуют только во время сессии, чтобы кэшировать данные во временной таблице необходимо поддерживать постоянное соединение с базой данных.

CREATE TEMPORARY TABLE test (...)

В SQLite можно создать в памяти целую базу данных, но с теми же ограничениями, как и в PostgreSQL - данные будут существовать только на время сессии, и понадобится использовать постоянные соединения, чтобы поддерживать их между несколькими запросами.

true)); ?>

Так что же можно сделать с таблицей в оперативной памяти? Хотя такая таблица никогда не будет быстрее доступа к данным ключ-значение в APC/Memcached, вы получаете мощь SQL. Кэшированные данные могут быть отфильтрованы, упорядочены, сгруппированы и даже объединены с другими данными в таблицах.

Простой файловый кэш

Кэш на основе плоских файлов должен быть альтернативой упомянутым выше методам и использоваться только когда система не имеет необходимых расширений или данные, о которых идет речь, не могут храниться в памяти (например, из-за размера)

Поскольку кэширование выполняется для повышения производительности, а оптимизация производительности является результатом высокого параллелизма - всегда следует использовать блокировку файлов, чтобы предотвратить состояние гонки при чтении/записи:

Ни для кого не секрет, что чем быстрее загружается сайт тем удобнее на нем будет пользователям. Если страницы загружаются быстро пользователи не будут уходить из вашего сайта и поисковики будут относиться к сайту лучше. Для многих современных сайтов узким местом становиться движок выполнения динамических скриптов PHP.

Веб-сервер Nginx при правильной настройке может отдавать просто огромное количество страниц мгновенно, чего нельзя сказать про PHP на генерацию страницы может уходить до нескольких секунд. Но PHP тоже можно ускорить с помощью кэширования. В этой статье мы рассмотрим как настраивается кэширование php, каким оно бывает и зачем вообще это нужно. Для примера будем использовать связку php-fpm и Nginx, но информация из статьи подойдет и для других вариантов установки.

Особенность интерпретируемых языков в том, что при каждом запуске скрипта интерпретатор должен скомпилировать программу и проверить ее на ошибки. Но мы можем обойти. Есть два основных вида кэширования:

• Кэширование готовых страниц - страница генерируется php, а потом пользователю отдается готовая страница без обращения к php. Я расскажу как это сделать через fastcgi, но не рекомендую применять такой метод для wordpress или других движков, их лучше кэшировать с помощью специальных плагинов;
• Кэширование байт кода и инструкций - а это уже интересно, кэшируется не вся страница, а только некоторые инструкции, и куски байт кода, которые не изменяются при вызовах скрипта. Перед тем как выполнять скрипт, интерпретатор должен преобразовать его в понятный для него формат, при кэшировании такое преобразование выполняется только первый запуск, а дальше берется версия из кэша;
• Кэширование сессий - по умолчанию php сохраняет сессии пользователей в файлы и мы можем немного ускорить его работу, если будем сохранять сессии в оперативную память.

Кэширования байткода в PHP

Начиная с PHP 5.5 в интерпретатор языка была добавлена поддержка кэширования байткода из ZendFramework. В новых версиях этот кэш позволяет очень сильно увеличить производительность вашего ресурса, например, есть сведения, что на PHP 7 Wordpres и другие движки работают чуть ли не в два раза быстрее. Перед тем как настраивать кєширование opcode php, нужно установить его пакет:

sudo apt install php-opcache

Или для Red Hat дистрибутивов:

sudo yum install php-opcache

Затем, чтобы включить кэширование нужно добавить несколько строк в php.ini, можно также создать отдельный файл в /etc/php/conf.d/

vi /etc/php.d/opcache.ini

zend_extension=opcache.so;
opcache.error_log=/var/log/php-fpm/opcache-error.log
opcache.enable=1;
opcache.memory_consumption=256;
opcache.interned_strings_buffer=8;
opcache.max_accelerated_files=4000;
opcache.revalidate_freq=180;
opcache.fast_shutdown=0;
opcache.enable_cli=0;
opcache.revalidate_path=0;
opcache.validate_timestamps=2;
opcache.max_file_size=0;
opcache.file_cache= /var/www/сайт/opcache;

Рассмотрим что означают эти строки, чтобы вы знали какие значения установить. Первая строка загружает расширение, здесь ничего менять не нужно.

• opcache.error_log - указывает файл для записи лога ошибок, будет полезно при отладке;
• opcache.log_verbosity_level - указывает насколько подробным должен быть лог файл, значение от 1 до 4;
• opcache.enable - включает кэширование;
• opcache.enable_cli - включает кэширование страниц php для консольной версии;
• opcache.memory_consumption - количество оперативной памяти для хранения кэша;
• opcache.max_accelerated_files - число скриптов/файлов, которые нужно кэшировать;
• opcache.validate_timestamps - проверять время изменения данных в файле скрипта;
• opcache.revalidate_freq - частота проверки для предыдущего параметра;
• opcache.revalidate_path - установите в 0 чтобы выполнять проверку при include только первый раз;
• opcache.enable_file_override - кэширует запросы к атрибутам файлов, например, существование и т д;
• opcache.blacklist_filename - список файлов, которые не нужно кэшировать;
• opcache.max_file_size - максимальный размер файла скрипта для кэширования, 0 - не ограниченно;
• opcache.interned_strings_buffer - допустимое количество строк в буфере;
• opcache.fast_shutdown - использовать быстрый способ освобождения памяти.

После сохранения всех настроек вам останется только перезапустить php или ваш веб-сервер:

systemctl restart php-fpm

Для того чтобы убедиться, что все работает вы можете захотеть посмотреть какие скрипты уже закэшированы. Для этого можно использовать скрипт opcache-status . Просто сохраните скрипт в директорию веб-сервера, а затем дайте ему права:

chmod 777 /var/www/сайт/opcode.php

http://localhost/opcache.php

Здесь можно видеть подробную статистику по кєширвоанию, настройки и количество занятой памяти.

Хранение сессий в memcached

По умолчанию php хранит сессии в файловой системе, в некоторых случаях, вы можете достаточно сильно ускорить работу php, если перенесете хранение сессий из файлов в оперативную память, например, memcached. Сначала нужно установить memcached и php библиотеку для работы с ней:

sudo apt install memcached php-memcached

Или для систем на базе Red Hat:

sudo yum install memcached php-memcached

Сначала нам нужно настроить memcached, откройте файл /etc/sysconfig/memcached и найдите строку CACHESIZE, здесь нужно указать объем оперативной памяти, которая выделяется под кэш:

vi /etc/sysconfig/memcached

session.save_handler = memcache
session.save_path = "tcp://localhost:11211"

Осталось перезапустить ваш php интерпретатор:

systemctl restart php-fpm

Если вы хотите проверить все ли правильно кэшируется и есть ли вообще что-либо в кэше, можно использовать phpmemcacheadmin .

Кэширование страниц fastcgi

Я не советую использовать кэширование fastgci для сайтов WordPress, потому что там есть специальные плагины, которые могут точно контролировать кэш, очищать его когда нужно и вовремя обновлять. Но во всех остальных случаях кэш fastcgi может очень сильно ускорить работу сайта. Настраивается он в конфиге, где вы включаете fastgci, например, в конфигурации веб-сервера Nginx. Минимально для настройки кэша fastgci достаточно добавить в блок server такие строки:

vi /etc/nginx/vhosts/site.conf

fastcgi_cache_path /var/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=MYAPP:100m inactive=60m;
fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";

Первая строка настраивает сразу несколько параметров, во первых, она добавляет путь к кэшу, можно использовать любой, только чтобы папка существовала и у веб-сервера были права для записи в нее. Директива levels указывает сколько подпапок будет. Следующая строка указывает что будет использоваться в качестве ключа для кэша. Ключ будет хэширован в md5.

Теперь нужно настроить блок обработки php:

location ~ \.php$ {
fastcgi_pass unix:/var/run/php7-fpm.sock;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi_params;
fastcgi_cache MYAPP;
fastcgi_cache_valid 200 60m;
}

Здесь мы обращаемся к уже настроенной зоне памяти MYAPP, а также указываем время жизни кэша в один час. Для проверки кэширования можно посмотреть содержимое папки:

ls -lR /var/nginx/cache/

С помощью таких методов ваши страницы будут загружаться намного быстрее. Если вам понадобится отключить кєширование php для отдельных страниц, то сначала создаем переменную no_cache со значением 0:

set $no_cache 0;

Затем проверяем нужные параметры, и если соответствует, то устанавливаем значение в 1:

if ($request_method = POST)
{
set $no_cache 1;
}

И на завершение передаем значение этой переменной таким директивам, это отключит кэширование когда не нужно:

fastcgi_cache_bypass $no_cache;
fastcgi_no_cache $no_cache;