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PHP 快取技術實戰：從檔案快取到 Redis 的完整演進指南

編輯：PHP 綜合知識

快取核心原理

快取本質是「用空間換時間」：將「經常讀取、較少變動、生成成本高」的資料預先計算並儲存，後續請求直接讀取快取，避免重複資料庫查詢或複雜運算。

JBLOG 實戰案例分析

某部落格系統透過快取將單頁資料庫查詢從 15+ 次降至 3 次，快取項目包括：

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核心快取類實作

1. 快取管理類 `Cache.php`

<?php
namespace Core;

class Cache
{
    protected $cacheDir;
    protected $allowedKeys = [
        'config', 'class', 'archive', 'newcomment', 
        'newpost', 'link', 'tag', 'statistic', 'topblog'
    ];
    
    public function __construct($cacheDir = null)
    {
        $this->cacheDir = $cacheDir ?? ROOT_PATH . 'cache_data/';
        if (!is_dir($this->cacheDir)) {
            mkdir($this->cacheDir, 0755, true);
        }
    }
    
    // 刷新指定快取
    public function refresh($keys = '')
    {
        $list = $keys ? explode(',', $keys) : $this->allowedKeys;
        foreach ($list as $key) {
            $method = $key . '_refresh';
            if (method_exists($this, $method)) {
                $this->$method();
            }
        }
    }
    
    // 寫入快取檔案
    protected function write($key, $content)
    {
        if (!in_array($key, $this->allowedKeys)) {
            throw new \Exception("非法快取鍵值: {$key}");
        }
        
        $file = $this->cacheDir . "cache_{$key}.php";
        $content = "<?php\n"
            . "// 自動生成快取檔案，請勿手動修改\n"
            . "// 建立時間: " . date('Y-m-d H:i:s') . "\n\n"
            . "if (!defined('IN_APP')) exit('Access Denied');\n\n"
            . $content . "\n?>";
        
        file_put_contents($file, $content);
        chmod($file, 0644);
    }
    
    // 讀取快取
    public function read($key)
    {
        $file = $this->cacheDir . "cache_{$key}.php";
        if (file_exists($file)) {
            return include $file;
        }
        return null;
    }
    
    // 具體快取生成範例：文章分類
    protected function class_refresh()
    {
        $db = \Database::getInstance();
        $rows = $db->query("SELECT id, name, description, sort, post_count FROM categories ORDER BY sort");
        
        $data = [];
        foreach ($rows as $row) {
            $data[$row['id']] = $row;
        }
        
        $this->write('class', '$class_cache = ' . var_export($data, true) . ';');
    }
}

2. 應用程式啟動時自動載入快取 `common.php`

<?php
$cache = new \Core\Cache();

// 優先載入系統設定（其他快取可能依賴設定值）
if (!$config = $cache->read('config')) {
    $cache->refresh('config');
    exit('系統設定快取已重建，請重新整理頁面');
}

// 批次載入其他快取
$missing = [];
foreach (['class', 'archive', 'newcomment', 'newpost', 'link', 'tag', 'statistic', 'topblog'] as $key) {
    if (!$cache->read($key)) {
        $missing[] = $key;
    }
}

if ($missing) {
    $cache->refresh(implode(',', $missing));
    exit('部分快取已重建，請重新整理頁面');
}

快取策略進階：多層級快取架構

層級	儲存介質	特性	適用場景
L1: 請求級	PHP 陣列/靜態變數	生命週期極短、零網路延遲	同一請求內重複查詢（如多次獲取用戶資訊）
L2: 本地檔案	PHP 序列化檔案/OPcache	持久化、單機效能佳	中小型專案、配置資料、模板編譯
L3: 分散式記憶體	Redis / Memcached	跨伺服器共享、高併發、支援 TTL/淘汰策略	叢集部署、Session、熱門資料、排行榜
L4: 全頁靜態化	HTML 檔案 / CDN	完全繞過 PHP 執行、極致效能	內容型網站、商品詳情頁、部落格文章

Redis 快取實作範例

<?php
namespace Core;

class RedisCache
{
    protected $redis;
    protected $prefix = 'app:cache:';
    protected $defaultTtl = 3600; // 1小時
    
    public function __construct($host = '127.0.0.1', $port = 6379)
    {
        $this->redis = new \Redis();
        $this->redis->connect($host, $port);
    }
    
    public function get($key)
    {
        $data = $this->redis->get($this->prefix . $key);
        return $data ? unserialize($data) : null;
    }
    
    public function set($key, $value, $ttl = null)
    {
        return $this->redis->setex(
            $this->prefix . $key, 
            $ttl ?? $this->defaultTtl, 
            serialize($value)
        );
    }
    
    public function delete($key)
    {
        return $this->redis->del($this->prefix . $key);
    }
    
    // 批次刪除模式匹配的鍵
    public function flushPattern($pattern)
    {
        $keys = $this->redis->keys($this->prefix . $pattern);
        if ($keys) {
            return $this->redis->del(...$keys);
        }
        return 0;
    }
    
    // 原子性計數器（適合統計、限流）
    public function increment($key, $ttl = 60)
    {
        $fullKey = $this->prefix . 'counter:' . $key;
        $count = $this->redis->incr($fullKey);
        if ($count === 1) {
            $this->redis->expire($fullKey, $ttl);
        }
        return $count;
    }
}