Django 页面缓存的cache_key是如何生成的

页面缓存

e.g.

@cache_page(time_out, key_prefix=key_prefix)
def my_view():
    ...

默认情况下，将使用配置中的default cache

cache_page装饰器是由缓存中间件CacheMiddleware转换而来的

CacheMiddleware继承了UpdateCacheMiddleware和 FetchFromCacheMiddleware

UpdateCacheMiddleware继承自MiddlewareMixin，只重写了process_response方法，用于在处理完视图之后将视图缓存起来

class UpdateCacheMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_response(self, request, response):
        """Sets the cache, if needed."""
        ...
        if timeout and response.status_code == 200:
            # 根据请求和响应参数、设定的key_prefix生成页面缓存的key
            cache_key = learn_cache_key(request, response, timeout, self.key_prefix, cache=self.cache)
            self.cache.set(cache_key, response, timeout)
        return response

FetchFromCacheMiddleware继承自MiddlewareMixin，只重写了process_request方法，用于获取当前视图的缓存

# django/middleware/cache.py
class FetchFromCacheMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        """
        Checks whether the page is already cached and returns the cached
        version if available.
        """
        # 只对方法为 GET 或 HEAD 的请求获取缓存
        if request.method not in ('GET', 'HEAD'):
            request._cache_update_cache = False
            return None  # Don't bother checking the cache.

        # try and get the cached GET response
        # 这里会根据请求的信息、缓存键前缀生成一个cache_key。默认情况下，访问同一个接口其cache_key应该相同
        cache_key = get_cache_key(request, self.key_prefix, 'GET', cache=self.cache)
        if cache_key is None:
            request._cache_update_cache = True
            return None  # No cache information available, need to rebuild.
        # 如果获取到response，则直接返回缓存的response，那么实际的视图就不会被执行
        response = self.cache.get(cache_key)
        # if it wasn't found and we are looking for a HEAD, try looking just for that
        if response is None and request.method == 'HEAD':
            cache_key = get_cache_key(request, self.key_prefix, 'HEAD', cache=self.cache)
            response = self.cache.get(cache_key)

        if response is None:
            # 如果没有获取到缓存，将返回None，则会执行到实际的视图，并且重建缓存
            request._cache_update_cache = True
            return None  # No cache information available, need to rebuild.

        # hit, return cached response
        request._cache_update_cache = False
        return response

页面缓存的cache_key

​ 这一节将回答两个问题：

1. 为什么在redis中，一个页面会保存两个key：cache_key以及cache_header？

2. 页面缓存是如何被唯一标识的？当请求头不同的时候（比如换了一个用户请求相同的页面）会使用同一个缓存吗？

​ 我们先从保存缓存视图过程中的learn_cache_key开始

# django/utils/cache.py
def learn_cache_key(request, response, cache_timeout=None, key_prefix=None, cache=None):
    # 见下文，这个cache_key由 request的完整url 以及 key_prefix 唯一确定
    cache_key = _generate_cache_header_key(key_prefix, request)
    if cache is None:
        # cache 是一个缓存实例
        cache = caches[settings.CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS]
    # Vary 是一个HTTP响应头字段。其内容是一个或多个http头部名称
    # 比如 `Vary: User-Agent` 表示此响应根据请求头 `User-Agent` 的值有所不同
    # 只有当下一个请求的 `User-Agent` 值与当前请求相同时，才会使用当前响应的缓存
    if response.has_header('Vary'):
        headerlist = []
        for header in cc_delim_re.split(response['Vary']):
            # 将 Vary 中出现的 http头部名称 加到 headerlist 中去
            header = header.upper().replace('-', '_')
            headerlist.append('HTTP_' + header)
        headerlist.sort()
        # 当前 cache_key 实际上是 cache_header_key，它存的是响应头中Vary字段的值
        cache.set(cache_key, headerlist, cache_timeout)
        # 这里返回的才是页面内容对应的 cache_key，它由 
        # 出现在Vary字段中的request请求头字段的值(有序拼在一起)、request的完整url、request的method、key_prefix 唯一确定
        return _generate_cache_key(request, request.method, headerlist, key_prefix)
    else:
        # if there is no Vary header, we still need a cache key
        # for the request.build_absolute_uri()
        cache.set(cache_key, [], cache_timeout)
        return _generate_cache_key(request, request.method, [], key_prefix)

def _generate_cache_header_key(key_prefix, request):
    """Returns a cache key for the header cache."""
    # request.build_absolute_uri()返回的是完整的请求URL。如 http://127.0.0.1:8000/api/leaflet/filterList?a=1
    # 因此，请求同一个接口，但是接口参数不同，会生成两个cache_key
    url = hashlib.md5(force_bytes(iri_to_uri(request.build_absolute_uri())))
    cache_key = 'views.decorators.cache.cache_header.%s.%s' % (
        key_prefix, url.hexdigest())
    return _i18n_cache_key_suffix(request, cache_key)

def _generate_cache_key(request, method, headerlist, key_prefix):
    """Returns a cache key from the headers given in the header list."""
    ctx = hashlib.md5()
    # headerlist是响应头中Vary字段的值
    for header in headerlist:
        # 出现在Vary字段中的request请求头字段的值
        value = request.META.get(header)
        if value is not None:
            ctx.update(force_bytes(value))
    url = hashlib.md5(force_bytes(iri_to_uri(request.build_absolute_uri())))
    cache_key = 'views.decorators.cache.cache_page.%s.%s.%s.%s' % (
        key_prefix, method, url.hexdigest(), ctx.hexdigest())
    return _i18n_cache_key_suffix(request, cache_key)

​ 再看获取缓存的get_cache_key方法

def get_cache_key(request, key_prefix=None, method='GET', cache=None):
    # 由 request的完整url 以及 key_prefix 生成 cache_header_key
    cache_key = _generate_cache_header_key(key_prefix, request)
    # headerlist是之前缓存的 与当前请求具有相同cache_header_key 的请求的响应的响应头中Vary字段的值
    headerlist = cache.get(cache_key)
    # 即使响应头没有Vary字段，还是会针对当前 cache_header_key 存一个空数组
    # 因此如果headerlist为None，表示当前请求没有缓存
    if headerlist is not None:
        # 根据 出现在Vary字段中的request请求头字段的值(有序拼在一起)、request的完整url、request的method、key_prefix 生成 cache_key
        return _generate_cache_key(request, method, headerlist, key_prefix)
    else:
        return None

​ 综上所述：

• cache_header中存的是响应头Vary字段的值，cache_key存的是缓存视图

• cache_key由 出现在Vary字段中的request请求头字段的值(有序拼在一起)、request的完整url、request的method、key_prefix 唯一确定

• 当请求头不同的时候，有可能会使用同一个缓存，这取决于不同的请求头字段名是否出现在响应头Vary字段中。比如，如果响应头中有Vary: User-Agent，那么 User-Agent 不同的两个请求必然生成不同的 cache_key，因此就不会使用同一个缓存。但如果只是在请求头加一个 cache-control: no-cache （浏览器提供的Disable cache功能），访问同样的url，那还是会命中之前的缓存的