缓存是一种常见的优化技术，可以提高程序的性能和响应速度。通过将常用的数据存储在内存中，可以减少对磁盘或数据库的访问次数，从而提高程序的运行效率。

整体流程

下面是实现Python缓存的整体流程：

1、内存缓存

内存缓存是将文件内容暂时存储在系统内存中，以便后续快速访问。在Python中，我们可以使用字典（dict）来实现内存缓存。

首先，我们需要定义一个全局的字典对象作为缓存容器：

cache = {}

然后，编写一个函数来读取数据，如果读取的数据在缓存中已经存在，则直接从缓存中获取内容，否则读取数据并将其放入缓存中：

​
def read_file_with_cache(filename):
    if filename in cache:
        print('从缓存中读取文件：%s' % filename)
        return cache[filename]
​
    print('从磁盘中读取文件：%s' % filename)
    with open(filename, 'r') as file:
        content = file.read()
        cache[filename] = content
        return content
​
content = read_file_with_cache('file.txt')
print(content)
​
# 第二次读取相同文件时，直接从缓存中读取
content = read_file_with_cache('file.txt')
print(content)

结果输出：这样，第一次读取文件时会从磁盘中读取文件并将其放入缓存中，第二次读取相同文件时会直接从缓存中获取文件内容，从而提高了读取文件的效率。

从磁盘中读取文件：file.txt
wwwwwwwwwwwwwwww
从缓存中读取文件：file.txt
wwwwwwwwwwwwwwww

2、磁盘缓存

磁盘缓存是将文件内容存储在磁盘上的临时文件中，以便后续快速访问。在Python中，我们可以使用tempfile模块来创建临时文件，并将文件内容写入临时文件中

​
def read_file_with_disk_cache(filename):
    cache_dir = '/tmp/cache'  # 缓存目录
    cache_file = os.path.join(cache_dir, filename.replace('/', '_'))  # 缓存文件路径
    
    if os.path.exists(cache_file):
    print('从磁盘缓存中读取文件：%s' % filename)
    with open(cache_file, 'r') as file:
        return file.read()
​
print('从磁盘中读取文件：%s' % filename)
with open(filename, 'r') as file:
    content = file.read()
    if not os.path.exists(cache_dir):
        os.makedirs(cache_dir)
    with open(cache_file, 'w') as cache:
        cache.write(content)
    return content
    
content = read_file_with_disk_cache('file.txt')
print(content)
​
# 第二次读取相同文件时，直接从磁盘缓存中读取
content = read_file_with_disk_cache('file.txt')
print(content)

这样，第一次读取文件时会从磁盘中读取文件并将其写入磁盘缓存中，第二次读取相同文件时会直接从磁盘缓存中获取文件内容，从而提高了读取文件的效率。

总结

内存缓存将文件内容暂时存储在系统内存中，适用于文件较小的情况；磁盘缓存将文件内容存储在磁盘上的临时文件中，适用于文件较大的情况

参考文献：https://blog.51cto.com/u_16175437/762562

https://blog.51cto.com/u_16175439/6666786