API缓存
概述
API缓存是MediaWiki软件中一项关键的性能优化技术，旨在减少数据库查询次数，从而提升网站的响应速度和整体性能。在处理大量请求时，直接从数据库读取数据会造成巨大的负载，尤其是在访问频率较高的页面或功能时。API缓存通过将频繁访问的数据存储在内存中，并在后续请求中直接从缓存中读取，避免了重复的数据库操作。这种机制不仅降低了数据库服务器的压力，也显著缩短了用户等待时间，提升了用户体验。
MediaWiki的API缓存并非单一的系统，而是由多个层级和机制共同构成。这些机制包括但不限于：查询缓存、对象缓存、页面缓存以及外部缓存系统（例如Memcached或Redis）。不同的缓存层级适用于不同的数据类型和访问模式，共同构建了一个高效的缓存体系。理解这些缓存层级的区别和相互作用，对于有效配置和优化API缓存至关重要。
API缓存的设计目标是透明性，即应用程序无需显式地管理缓存的加载和失效。MediaWiki的核心代码会自动处理缓存的更新和读取，开发者只需关注应用程序的逻辑，而无需关心底层缓存的细节。这种透明性简化了开发流程，并降低了维护成本。
主要特点
API缓存具有以下关键特点：
- 降低数据库负载： 通过缓存频繁访问的数据，显著减少数据库查询次数，降低数据库服务器的负载。
- 提升响应速度： 从内存中读取数据比从数据库读取数据快得多，从而缩短页面加载时间，提升用户体验。
- 可配置性： MediaWiki允许管理员根据服务器资源和网站流量，灵活配置缓存的大小、过期时间等参数。
- 透明性： 应用程序无需显式地管理缓存，MediaWiki核心代码会自动处理缓存的更新和读取。
- 分层缓存： MediaWiki采用多层缓存体系，针对不同类型的数据和访问模式，提供不同的缓存策略。
- 缓存失效机制： 当数据发生变化时，缓存会自动失效，确保用户始终访问到最新的数据。缓存失效策略是优化性能的关键。
- 支持多种缓存后端： MediaWiki支持多种缓存后端，例如Memcached、Redis以及内置的PHP数组缓存。Memcached和Redis是常用的高性能缓存系统。
- 可扩展性： 缓存系统可以根据需要进行扩展，以满足不断增长的网站流量。
- 监控和诊断： MediaWiki提供工具和日志，用于监控缓存的性能和诊断问题。缓存监控工具可以帮助管理员及时发现并解决缓存相关的问题。
- 与页面渲染的集成： API缓存与页面渲染过程紧密集成，确保缓存的数据能够正确地显示在页面上。
使用方法
配置API缓存涉及多个步骤，主要包括选择缓存后端、设置缓存大小和配置缓存过期时间。以下是详细的操作步骤：
1. **选择缓存后端：** MediaWiki支持多种缓存后端，包括：
* 内置PHP数组缓存： 适用于小型网站或测试环境，性能相对较低。 * Memcached： 适用于中大型网站，性能较高，需要安装和配置Memcached服务器。 * Redis： 适用于大型网站，性能最高，需要安装和配置Redis服务器。
在`LocalSettings.php`文件中，使用`$wgCacheBackend`变量来指定缓存后端。例如，要使用Memcached，需要设置：`$wgCacheBackend = 'memcached';`。
2. **设置缓存大小：** 缓存大小决定了可以存储在缓存中的数据量。设置过小的缓存大小会导致频繁的缓存失效，而设置过大的缓存大小可能会浪费内存资源。在`LocalSettings.php`文件中，使用`$wgMemCacheSize`变量来设置Memcached的缓存大小（单位：MB）。例如，要设置缓存大小为128MB，需要设置：`$wgMemCacheSize = 128;`。对于Redis，缓存大小通常由Redis服务器配置控制，MediaWiki不需要显式设置。
3. **配置缓存过期时间：** 缓存过期时间决定了数据在缓存中保存的时间。设置过短的过期时间会导致频繁的缓存刷新，而设置过长的过期时间可能会导致用户访问到过时的数据。MediaWiki提供了多种缓存过期时间选项，包括：
* 短时间缓存： 适用于频繁更新的数据，例如用户会话信息。 * 中时间缓存： 适用于更新频率适中的数据，例如页面内容。 * 长时间缓存： 适用于很少更新的数据，例如静态资源。
在`LocalSettings.php`文件中，可以使用`$wgCachePages`变量来启用页面缓存，并使用`$wgCacheExpiration`变量来设置页面缓存的过期时间（单位：秒）。例如，要启用页面缓存并设置过期时间为3600秒（1小时），需要设置：`$wgCachePages = true;` 和 `$wgCacheExpiration = 3600;`。
4. **清除缓存：** 在修改配置后，需要清除缓存，以确保新的配置生效。可以使用MediaWiki提供的API接口或命令行工具来清除缓存。例如，可以使用API接口：`api.php?action=purge&title=Special:AllPages`来清除所有页面的缓存。
5. **监控缓存性能：** 使用MediaWiki提供的监控工具来监控缓存的性能，例如缓存命中率、缓存大小和缓存失效次数。根据监控结果，调整缓存配置，以优化缓存性能。缓存性能监控是持续优化的重要环节。
相关策略
API缓存可以与其他策略结合使用，以进一步提升网站性能。以下是一些常见的策略：
- **页面缓存：** 将整个页面存储在缓存中，直接返回缓存的页面内容，避免了重复的页面渲染过程。页面缓存策略是提升网站性能最有效的策略之一。
- **对象缓存：** 将数据库查询结果存储在缓存中，避免了重复的数据库查询。对象缓存适用于频繁访问的数据，例如用户信息和配置信息。
- **查询缓存：** 将SQL查询语句及其结果存储在缓存中，避免了重复的SQL查询。查询缓存适用于执行频率较高的SQL查询。
- **CDN加速：** 使用内容分发网络（CDN）将静态资源缓存到全球各地的服务器上，加速用户访问速度。CDN加速技术可以显著提升网站性能。
- **Gzip压缩：** 使用Gzip压缩技术压缩网页内容，减少传输数据量，加速页面加载速度。Gzip压缩技术是一种常用的网页优化技术。
- **数据库优化：** 对数据库进行优化，例如创建索引、优化SQL查询和调整数据库配置，可以提升数据库性能，减少数据库负载。数据库优化技巧是提升网站性能的基础。
- **负载均衡：** 使用负载均衡技术将流量分发到多台服务器上，避免单台服务器过载。负载均衡技术可以提高网站的可用性和可扩展性。
- **异步处理：** 将耗时的操作（例如发送邮件和生成报告）放入后台异步处理，避免阻塞用户请求。异步处理技术可以提升用户体验。
- **预加载：** 预先加载常用的数据到缓存中，避免用户访问时才加载数据。预加载策略可以减少用户等待时间。
- **缓存预热：** 在网站流量高峰期之前，预先将常用的数据加载到缓存中，避免流量高峰期缓存失效。缓存预热策略可以提升网站的稳定性。
- **缓存分区：** 将缓存划分为多个分区，针对不同的数据类型和访问模式，使用不同的缓存策略。缓存分区策略可以优化缓存性能。
- **使用HTTP缓存头：** 设置合适的HTTP缓存头，让浏览器缓存静态资源，减少服务器负载。HTTP缓存头设置可以提升网站性能。
- **内容协商：** 根据用户的设备和网络环境，提供不同版本的网页内容。内容协商技术可以提升用户体验。
- **代码优化：** 优化代码，减少资源消耗，提升代码执行效率。代码优化技巧是提升网站性能的基础。
- **使用PHP加速器：** 使用PHP加速器（例如OPcache）缓存PHP代码，提升PHP执行效率。
| 参数名称 | 描述 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| `$wgCacheBackend` | 指定缓存后端 | 'php' | |
| `$wgMemCacheSize` | Memcached 缓存大小（MB） | 128 | |
| `$wgCachePages` | 启用页面缓存 | false | |
| `$wgCacheExpiration` | 页面缓存过期时间（秒） | 3600 | |
| `$wgCacheHitsReported` | 报告缓存命中率 | false | |
| `$wgCachePrefix` | 缓存键前缀 | 'mediawiki' | |
| `$wgUseMemcached` | 使用 Memcached (已弃用) | false | |
| `$wgRedisEnabled` | 使用 Redis | false | |
| `$wgRedisServers` | Redis 服务器列表 | ||
| `$wgRedisCacheDatabase` | Redis 数据库编号 | 0 |
Special:AllMessages 包含与缓存相关的消息文本。
Manual:Configuration 提供了更详细的配置信息。
Extension:CacheHitCounts 提供了缓存命中率统计功能。
Special:Statistics 显示了网站的各种统计信息，包括缓存相关的统计信息。
开发人员文档:缓存 提供了关于 MediaWiki 缓存系统的开发人员文档。
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