Python - 缓存属性以避免未来计算

Question

在下面的例子中，cached_attr 用来在模型实例上获取或设置一个属性，当这个属性（例子中的 related_spam）在数据库中查询比较耗费资源时。这里我使用 cached_spam 来减少查询次数。我在设置和获取值的时候加了打印语句，这样我可以进行测试。我在一个视图中测试了这个功能，通过将一个 Egg 实例传入视图，然后在视图中使用 {{ egg.cached_spam }}，同时也调用了 Egg 模型上其他会调用 cached_spam 的方法。当我完成测试后，Django 开发服务器的输出显示这个属性的缓存有好几次没有命中，但也有好几次成功获取。看起来结果有点不一致。使用相同的数据时，我稍微做了一些修改（比如只改了打印语句的内容），然后刷新页面（数据完全一样），结果的命中和未命中次数却不同。这是怎么回事？是这段代码有问题，还是说存在其他严重的问题呢？

class Egg(models.Model):
    ... fields

    @property
    def related_spam(self):
        # Each time this property is called the database is queried (expected).
        return Spam.objects.filter(egg=self).all()  # Spam has foreign key to Egg.

    @property
    def cached_spam(self):
        # This should call self.related_spam the first time, and then return
        # cached results every time after that.
        return self.cached_attr('related_spam')

    def cached_attr(self, attr):
        """This method (normally attached via an abstract base class, but put
        directly on the model for this example) attempts to return a cached
        version of a requested attribute, and calls the actual attribute when
        the cached version isn't available."""
        try:
            value = getattr(self, '_p_cache_{0}'.format(attr))
            print('GETTING - {0}'.format(value))
        except AttributeError:
            value = getattr(self, attr)
            print('SETTING - {0}'.format(value))
            setattr(self, '_p_cache_{0}'.format(attr), value)
        return value

Answer 1

可以扩展的Http服务器是“无共享”的，也就是说你不能依赖任何东西是单例的（即只有一个实例）。如果你想共享一些状态信息，就需要连接到一个专门的服务。

Django的缓存支持非常适合你的需求。它不一定是全局单例的；如果你使用locmem://，那么它会是进程本地的，这样可能会更高效。

Answer 2

你的代码本身没有问题，问题可能不在这里，而是在你使用这段代码的方式。

首先要明白的是，模型实例没有身份。这意味着，如果你在某个地方创建了一个Egg对象，而在另一个地方又创建了一个不同的Egg对象，即使它们指向的是同一数据库中的一行数据，它们的内部状态也不会共享。所以在一个对象上调用cached_attr并不会让另一个对象的缓存也被填充。

举个例子，假设你有一个RelatedObject类，它有一个指向Egg的外键：

my_first_egg = Egg.objects.get(pk=1)
my_related_object = RelatedObject.objects.get(egg__pk=1)
my_second_egg = my_related_object.egg

在这里，my_first_egg和my_second_egg都指向数据库中主键为1的那一行，但它们不是同一个对象：

>>> my_first_egg.pk == my_second_egg.pk
True
>>> my_first_egg is my_second_egg
False

所以，在my_first_egg上填充缓存并不会在my_second_egg上填充缓存。

当然，对象在请求之间不会保持存在（除非特别设置为全局，这样做很糟糕），所以缓存也不会保持。