Кэширование данных страниц в php

Кэш — это специальный промежуточный буфер с очень быстрым доступом, содержащий данные, которые могут быть запрошены с наибольшей вероятностью.

Что такое кэширование?

Для оптимизации работы с сетью применяется механизм сохранения полученных однажды по HTTP документов в кеше для их повторного использовании, при этом без обращения к серверу-источнику. Документ, который сохранен в кеше будет доступен при последующем обращении к нему, при этом без выгрузки с сервера-источника. Это призвано увеличить скорость доступа клиента к нему, а также снизить расход трафика сети.

На сегодняшний день кэши бываю двух типов - локальные и общие.

Локальный - кеш, хранимый на диске у клиента, создаваемый, а также управляемый его интернет-браузером.
Общий - это кэш прокси-сервера провайдера, он может состоять из одного или ряда прокси-серверов.

Локальный кеш есть, наверное в каждом интернет-браузере, общими пользуется большая часть людей, которые используют интернет. И если малую часть веб-сайтов сегодня оценивают по расходу трафика, то скорость загрузки - очень важный критерий, который должен обязательно учитываться при разработке вашего веб-проекта.

Для динамических страничек, которые создаются в результате работы PHP-приложения, казалось бы, кэширование весьма вредно. Содержание странички формируются по запросу пользователя на основе определенного источника информации. Тем не менее, кэширование бывает полезным. Управляя им можно сделать работу с вашим сервером гораздо удобнее для пользователя, разрешая загрузку из кэш конкретных страниц, предотвращая таким образом их повторную выгрузку с сервера и экономя пользователю трафик и время.

Ключевые принципы сохранения страниц в кэш

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

Несколько общих утверждений, которые характерны не только для PHP-приложений:

Странички, которые передаются по POST не сохраняются в кэш никогда.
Странички, которые запрашиваются по GET и содержат параметры (в URL есть '?') не сохраняются в кэш, в случае если не указано обратное.

В большинстве ситуаций каких-то дополнительных инструкций в приложение добавлять не нужно. Основные нюансы, на которые надо обратить внимание:

запрет кэширования документов, которые кэшируются по умолчанию;
кэширование документов, которые не подлежат кэшированию по умолчанию.

Структура кэширования в php

Запрет на кэширования документов (которые кэшируются по умолчанию)

Эта задача возникает для PHP-скриптов, которые вызываются без параметров или являются индексами директорий, но формируют информацию персонально под пользователя (к примеру на основе user agent или же cookies) или работают на основе быстро изменяющихся сведений. Мы по спецификации HTTP/1.1 можем управлять такими полями:

Expires - задает дату истечения срока годности определенного документа. Задание ее в прошлом определяет запрет кэш для этой странички.
Cache-control: no-cache - управление кэшем. Значение no-cache определяет запрет кэш этой странички. Для версии протокола HTTP/1.0 здесь действует "Pragma: no-cache".
Last-Modified - это дата последнего изменения определенного содержимого. Поле применяется исключительно для статических страничек. Apache заменяет данное поле значением поля Date для динамически генерируемых страничек, в частности для страниц, которые содержат SSI.

Чтобы запретить кэширование, достаточно прописать:

header("Expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:01 GMT");

Для того, чтобы документ пометить как "устаревший", необходимо установить Expires равным полю Date.

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

Не следует также забывать о том, что формы, которые запрошены по POST кэшированию не подлежат.

Кэширование с прогнозируемым обновлением

Рассмотрим пример - прайс лист обновляемый именно по понедельникам. Вы знаете заранее о том, что содержание странички можно хранить в кэш до наступления следующей недели, что и нужно указать в заголовке ответа, обеспечивая необходимое поведение странички в кэш.

Главной задачей здесь является получить дату следующего понедельника в виде 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");

Данным способом можно очень эффективно управлять поведением странички в кэш. Можно выделить особые временные интервалы в течении которых содержание определенной странички остается постоянным.

Другой подход, который применяется при более оперативном обновлении данных и одновременной большой посещаемости сервера (в другом случае кэширование эффективным не будет) состоит в использовании специального заголовка Cache-control: max-age=секунды, который определяет время, по истечении которого документ уже считается устаревшим и имеющий гораздо больший приоритет при вычислении свежести конкретного документа.

Если Вы публикуете новости с интервалом в 60 минут:

header("Cache-control: public");
header("Cache-control: max-age=3600");

Реализация кэширования на PHP

Вам необходимо создать два специальных файла. Первый будет делать вывод кэша, а второй - создавать кэш.

Начнем с первого файла, который назовем read_cache.php.

<?php
  $cache_time = 360; // Время жизни кэша (сек)
  $file = strrchr($_SERVER["SCRIPT_NAME"], "/");// Имя файла
  $file = substr($file, 1); // Удаляем слеш
  $cache_file = "/cache/$file.html"; // Адрес нахождения файла (/cache/a.php.html)
  if (file_exists($cache_file)) {
    // Если файл с кэшем существует
    if ((time() - $cache_time) < filemtime($cache_file)) {
      // Если его время жизни ещё не прошло
      echo file_get_contents($cache_file); // Выводим содержимое файла
      exit; // Завершаем скрипт, чтобы сэкономить время на дальнейшей обработке
    }
  }
  ob_start(); // Открываем буфер для вывода, если кэша нет, или он устарел
?>

В этом скрипте мы получаем имя файла, потом проверяем есть ли такой кэш, потом выводим его и заканчиваем работу или открываем буфер, в который будем помещать все выходные данные скрипта.

Теперь создадим специальный файл write_cache.php. Он будет записывать в файл то, что накопилось в буфере.

<?php
  $handle = fopen($cache_file, 'w'); // Открываем файл для записи и стираем его содержимое
  fwrite($handle, ob_get_contents()); // Сохраняем всё содержимое буфера в файл
  fclose($handle); // Закрываем файл
  ob_end_flush(); // Выводим страницу в браузере
?>

Теперь в любом php-файле, который отвечает за вывод, можно включить кэширование:

<?php
  require_once "read_cache.php"; // Пытаемся вывести содержимое кэша
  // Здесь идёт обычная генерация страницы
  require_once "write_cache.php"; // Здесь идёт сохранение сгенерированной страницы в кэш
?>

Теперь вы можете все проблемные странички начать кэшировать. Однако не забывайте, пока кэш живет, пользователь не будет видеть любые обновления. В связи с этим, делайте кэширование на PHP лишь для тех страниц, которые очень редко обновляются.