小技巧：用二級快取提高快取命中率和記憶體使用效率
一直都沒找到二級快取在php中應用的比較好的資料和案例，由於範凱RobbinWeb 應用的快取設計模式和Hibernate二級快取的啟示，記下這篇二級快取在Eloquent ORM中的應用。
過程
比如部落格的首頁呼叫最新的20篇文章，相信不少同學在剛開始使用快取的時候，會寫下如下程式碼：
# 控制器
public function index()
{
$articles = Article::latestArticles(20);
return view('articles.index', ['articles' => $articles]);
}
# 模型
class Article extends Model
{
public static function latestArticles($amount = 20)
{
return Cache::remember('articles:latest', 10, function () use ($amount) {
return static::latest('id')->take($amount)->get();
});
}
}
當然，模型中還能預載入每篇文章的分類，作者和tag資訊，看起來沒有任何問題，而且非常符合人類直覺。但是，放大到全站快取來看，還是有很大的改善空間。
首先，首頁快取的是一個包含20個article物件的集合，集合的每一個單獨的article物件除了在首頁出現，還會在分類、作者和tag等列表頁出現，還有文章詳情頁，而快取的集合資料沒辦法在這些頁面間共用，重複快取大量相同的article物件是對記憶體資源的很大浪費，要是article中的text欄位content沒有單獨拆分出去，記憶體浪費得就更嚴重了。
其次，不像詳情頁資料改動很少，首頁作為列表頁來說，更新頻率很高，設定的快取時間比較短，一般是分鐘級別，快取命中率並不高。
為了有效解決這兩個問題，二級快取就派上用場了，先說下自己對二級快取的理解。
一級快取可以看成是資料庫裡存的資料的一個映象，只不過把資料從資料庫搬到記憶體，一個key對應一條記錄。key一般為表的識別符號，比如key為articles:1存的value就是id=1的article物件。一級快取時間可以設得比較長，甚至forever也行，物件修改刪除時，只要刪除對應的key就行。
二級快取可以看成業務邏輯的快取，首頁最新20條文章 就屬於業務邏輯，只快取這20條文章的id，極大地節省了記憶體佔用。等需要用到具體的資料再去一級快取取，一級快取沒有才去查詢資料庫，由於都是主鍵查詢，不會造成表的描述，查詢效率非常高。即使二級快取很快過期，一級快取也不會失效。
個人覺得理解二級快取最難的是要接受n+1查詢這點，這個問題爭議很大，明明各種ORM為了避免n+1使用了預載入，我們反而要拋棄它。包括我當初閱讀範凱的《Web 應用的快取設計模式》也心存疑惑，直到去了解了Hibernate二級快取機制和自己在專案中的實踐發現，還真是他說的那樣。
拆分n+1條查詢的方式，看起來似乎非常違反大家的直覺，但實際上這是真理，我實踐經驗證明：資料庫伺服器的瓶頸往往是磁碟IO，而不是SQL併發數量。因此 拆分n+1條查詢本質上是以增加n條SQL語句為代價，簡化複雜SQL，換取資料庫伺服器磁碟IO的降低 當然這樣做以後，對於ORM來說，有額外的好處，就是可以高效的使用快取了。
使用二級快取來重構latestArticles方法
public static function latestArticles($amount = 20)
{
// 二級快取
$ids = Cache::remember('articles:latest:ids', 10, function () use ($amount) {
return static::latest('id')->take($amount)->pluck('id');
});
return $ids->map(function ($id) {
// 一級快取
return static::findById($id);
});
}
public static function findById($id)
{
return Cache::rememberForever("articles:{$id}", function () use ($id) {
return static::find($id);
});
}
除了返回Collection，還可以返回Generator。
public static function latestArticles($amount = 20)
{
// 二級快取
$ids = Cache::remember('articles:latest:ids', 10, function () use ($amount) {
return static::latest('id')->take($amount)->pluck('id');
});
foreach ($ids as $id) {
// 一級快取
yield static::findById($id);
}
}
吐槽
在專欄釋出介面，好不容易寫到這裡，結果手賤劃了下瀏覽器重新整理的滑鼠手勢，內心瞬間奔崩，砸電腦的心都有了 :rage:。雖然看提示有自動儲存，可只有標題被儲存了，內容還是空空如也。轉眼想想歷史上那些不小心毀了書稿寫出世界名著的作家，自己也只有硬著頭皮把內容回憶出來，所以後面的內容就一筆帶過了。
更新與刪除
一級快取的更新和刪除可能通過模型的updated和deleted事件來清除對應的快取。二級快取由於快取時間比較短，影響不大。
關聯關係
關聯模型的快取可能通過accessor來設定一個虛擬的屬性來設定，比如在Article模型與Content模型是一對一的關係。
在Article中：
// 一對一關聯
public function content()
{
return $this->hasOne(Content::class);
}
// contents表字段： article_id, body
public function getContentAttribute()
{
return Cache::rememberForever("contents:{$this->id}", function () {
return $this->content->body;
});
}
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