Keširanje je proces pohranjivanja podataka kojima se često pristupa na privremenu lokaciju za pohranu (keš memorije) kako bi se smanjilo vrijeme potrebno za preuzimanje podataka iz originalnog izvora.
Keširanje je način pohranjivanja informacija tako da im se može brže pristupiti u budućnosti. To je kao da držite kopiju knjige koju često čitate na svom noćnom ormariću umjesto da morate svaki put da idete u biblioteku kada je želite pročitati. Na isti način, kada posjetite web stranicu, vaš računar će pohraniti neke od informacija o web stranici kako bi se prilikom sljedećeg posjeta moglo brže učitati.
Keširanje je proces koji je postao sastavni dio našeg svakodnevnog online iskustva. To je metoda pohranjivanja podataka kojima se često pristupa u keš memoriju, koja je privremeno područje za pohranu. Ovo olakšava brži pristup podacima, poboljšavajući performanse aplikacija i sistema. Keširanje se široko koristi u web pretraživačima, serverima i mrežama za isporuku sadržaja.
Keširanje vam omogućava da efikasno ponovo koristite prethodno preuzete ili izračunate podatke, čime se smanjuje vreme potrebno za pristup podacima. Kada se napravi zahtjev za podacima kojima se prethodno pristupilo, keš može direktno odgovoriti na zahtjev, bez potrebe za dohvaćanjem podataka sa svoje primarne memorijske lokacije. Ovo rezultira bržim vremenom odgovora i smanjenim kašnjenjem. Keširanje se obično koristi na serverima za poboljšanje performansi web stranice i može se implementirati u RAM-u ili na disku.
Sve u svemu, keširanje je suštinski proces koji je revolucionirao način na koji pristupamo podacima na mreži. Postao je temeljni dio modernog računarstva, omogućavajući nam brži i efikasniji pristup podacima. Smanjenjem kašnjenja i poboljšanjem performansi sistema, keširanje je postalo suštinski alat za preduzeća i pojedince.
Šta je keširanje?
definicija
Keširanje je proces pohranjivanja često korištenih podataka u privremenu memoriju koja se naziva keš memorija. Cilj keširanja je poboljšanje performansi aplikacija i sistema smanjenjem količine vremena potrebnog za pristup podacima. Kada se napravi zahtjev za podacima koji su pohranjeni u keš memoriji, sistem može preuzeti podatke iz keša umjesto da ih mora dohvatiti iz originalnog izvora, što može biti sporije.
Kako radi keširanje?
Kada se napravi zahtjev za podacima, sistem provjerava keš memoriju da vidi da li su podaci tamo već pohranjeni. Ako jeste, sistem preuzima podatke iz keša i servira ih korisniku. Ako podaci nisu u kešu, sistem ih preuzima iz originalnog izvora i pohranjuje u keš memoriju za buduću upotrebu. Sljedeći put kada se zatraže podaci, bit će servirani iz keš memorije, što je brže od preuzimanja iz originalnog izvora.
Vrste keširanja
Postoji nekoliko vrsta keširanja, uključujući keširanje memorije, keširanje u memoriji i keširanje diska. Keširanje memorije pohranjuje podatke u keš memoriju sistema, što je brže od pohranjivanja na disk. Keširanje u memoriji pohranjuje podatke u RAM sistema, što je čak brže od keširanja memorije. Keširanje diska pohranjuje podatke na disk, što je sporije od keširanja memorije, ali može pohraniti više podataka.
Keširanje se takođe može obaviti na različitim nivoima, uključujući web pretraživač, web server, CDN (mreža za isporuku sadržaja) i izvorni server. Web pretraživači keširaju HTML, slike i kod kako bi smanjili broj zahtjeva ka web serveru. Web serveri keširaju podatke odgovora kako bi smanjili opterećenje CPU-a i poboljšali performanse aplikacije. CDN-ovi keširaju sadržaj za smanjenje kašnjenja i poboljšanje korisničkog iskustva. Origin serveri keširaju podatke kako bi smanjili opterećenje na pozadinskim serverima i poboljšali performanse aplikacije.
API-ji također mogu koristiti keširanje za poboljšanje performansi. Kada se napravi API zahtjev, sistem može provjeriti keš da vidi da li je odgovor tamo već pohranjen. Ako jeste, sistem može poslužiti odgovor iz keša umjesto da ponovo obrađuje zahtjev.
U zaključku, keširanje je vrijedna tehnika za poboljšanje performansi aplikacija i sistema smanjenjem vremena potrebnog za pristup često korištenim podacima. Pohranjivanjem podataka u keš memoriju, sistemi mogu brže dohvatiti podatke i smanjiti opterećenje na pozadinskim serverima.
Prednosti keširanja
Keširanje je tehnika koja može donijeti brojne prednosti aplikacijama poboljšanjem njihovih performansi, smanjenjem troškova i povećanjem propusnosti. Evo nekih od najvažnijih prednosti keširanja:
Poboljšane performanse
Jedna od primarnih prednosti keširanja je da može značajno poboljšati performanse aplikacija. To je zato što je čitanje podataka iz predmemorije u memoriji mnogo brže od pristupa podacima iz skladišta podataka na disku. Pohranjivanjem podataka kojima se često pristupa u RAM, keširanje smanjuje kašnjenje povezano s pristupom podacima sa sporijih, dugoročnijih uređaja za pohranu. Ovo može poboljšati korisničko iskustvo i povećati efikasnost kritičnih poslovnih procesa.
Isplativo
Keširanje također može pomoći u smanjenju troškova povezanih s korištenjem baze podataka. Pohranjivanjem podataka kojima se često pristupa u memoriju, keširanje smanjuje broj puta kada podaci treba da se dohvate iz baze podataka. Ovo može pomoći u smanjenju opterećenja na poslužitelju baze podataka, što zauzvrat može pomoći u smanjenju upotrebe baze podataka i troškova.
Veća propusnost
Keširanje takođe može pomoći u povećanju propusnosti, što je količina podataka koju sistem može obraditi u određenom vremenskom periodu. Pohranjivanjem podataka kojima se često pristupa u memoriju, keširanje može pomoći u smanjenju količine vremena potrebnog za preuzimanje podataka iz baze podataka ili drugog uređaja za pohranu. Ovo može pomoći u povećanju ukupne propusnosti aplikacije.
Keširanje može imati mnogo oblika, uključujući web keš, distribuiranu keš memoriju i predmemoriju u memoriji. Neka popularna rješenja za keširanje uključuju Redis, Memcached i Hazelcast. Mreže za isporuku sadržaja (CDN) također koriste keširanje za pohranjivanje sadržaja kojem se često pristupa na geografski raspoređenim lokacijama, smanjujući vrijeme učitavanja i štiteći od cyber napada.
Sve u svemu, keširanje je moćna tehnika koja aplikacijama može donijeti brojne prednosti. Poboljšanjem performansi, smanjenjem troškova i povećanjem propusnosti, keširanje može pomoći da se osigura da su aplikacije brze, efikasne i pouzdane.
Najbolji primjeri iz prakse za keširanje
Keširanje je moćan alat za poboljšanje performansi i skalabilnosti web aplikacija. Međutim, da biste u potpunosti iskoristili keširanje, važno je slijediti neke najbolje prakse. U ovom odeljku ćemo razgovarati o nekim od najboljih praksi za keširanje.
Cache Invalidation
Poništavanje predmemorije je proces uklanjanja zastarjelih ili zastarjelih podataka iz keša. Važno je poništiti predmemoriju kada se podaci promijene, kako biste osigurali da su keširani podaci ažurni. Postoji nekoliko načina da poništite keš memoriju:
- Vrijeme za život (TTL): Postavite vremensko ograničenje koliko dugo keš memorija može pohraniti podatke. Nakon što TTL istekne, keš će biti poništen.
- Cache-Control Header: Koristite zaglavlje Cache-Control da odredite koliko dugo keš memorija može pohraniti podatke. Ovo zaglavlje se također može koristiti za specificiranje drugih postavki vezanih za keš memoriju, kao što je da li se keš može dijeliti između više korisnika ili da li keš treba ponovo provjeriti prije posluživanja podataka.
- Manual Invalidation: Ručno poništite keš memoriju kada se podaci promijene. Ovo se može učiniti slanjem zahtjeva serveru sa određenim zaglavljem koje govori serveru da poništi keš memoriju.
Politika zamjene predmemorije
Politike zamjene keša određuju koje stavke treba ukloniti iz keša kada je keš pun. Postoji nekoliko politika zamjene keša, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke. Neke od najčešćih politika su:
- Najslabije korišteno (LRU): Uklonite najmanje korištenu stavku iz keša.
- First-in-first-out (FIFO): Uklonite najstariju stavku iz keša.
- Najrjeđe korišteno (LFU): Uklonite najmanje često korištenu stavku iz keša.
Cache-Control Header
Zaglavlje Cache-Control je HTTP zaglavlje koje kontrolira ponašanje keširanja. Može se koristiti da odredi koliko dugo keš memorija može pohraniti podatke, da li se keš može dijeliti između više korisnika i da li keš treba ponovo provjeriti prije posluživanja podataka. Zaglavlje Cache-Control se također može koristiti za specificiranje drugih postavki vezanih za keš memoriju, kao što je da li keš memorija treba pohraniti podatke na disk ili u memoriju.
Ostala razmatranja
Prilikom implementacije keširanja, treba imati na umu nekoliko drugih razmatranja:
- Lokacija predmemorije: Razmislite gdje da pohranite keš memoriju. Keširanje se može obaviti u glavnoj memoriji, na tvrdom disku ili na mreži za isporuku sadržaja (CDN).
- Jedinica za upravljanje memorijom (MMU): Uzmite u obzir MMU prilikom keširanja u glavnoj memoriji. MMU je odgovoran za upravljanje dodjelom memorije i može utjecati na performanse keša.
- Back-End baza podataka: Uzmite u obzir pozadinsku bazu podataka prilikom keširanja. Ako podaci u kešu nisu synchronizovano sa pozadinskom bazom podataka, može dovesti do nedoslednosti.
- CDN keširanje: Razmislite o CDN keširanju kada koristite CDN. CDN keširanje može poboljšati performanse keš memorije pohranjivanjem podataka bliže korisniku.
- DNS keširanje: Razmislite o DNS keširanju kada koristite CDN. DNS keširanje može smanjiti kašnjenje DNS pretraživanja i poboljšati performanse keš memorije.
Zaključno, keširanje je moćan alat za poboljšanje performansi i skalabilnosti web aplikacija. Slijedeći najbolje prakse za keširanje, kao što su poništavanje keša, politike zamjene keša i korištenje zaglavlja Cache-Control, možete osigurati da je vaš keš efikasan i efikasan.
Caching Technologies
Keširanje je ključna tehnologija koja poboljšava performanse aplikacije smanjujući vrijeme odgovora podataka kojima se često pristupa. Tehnologije keširanja mogu se klasificirati u četiri kategorije: In-Memory Caching, Proxy Caching, CDN Caching i Browser Caching.
Keširanje u memoriji
In-Memory Caching pohranjuje podatke kojima se često pristupa u privremenu memoriju, kao što je DRAM, kako bi se smanjilo vrijeme potrebno za preuzimanje podataka sa sporijih uređaja za pohranu. Ova tehnologija se koristi u raznim aplikacijama, kao što su upravljanje sesijama, skladišta podataka ključ/vrijednost i NoSQL baze podataka. Keširanje u memoriji može značajno smanjiti vrijeme odgovora aplikacije i poboljšati korisničko iskustvo.
Proxy keširanje
Proxy Caching pohranjuje podatke kojima se često pristupa na proxy serveru između klijenta i servera. Kada klijent zatraži podatke, proxy server provjerava svoju keš memoriju da vidi da li su traženi podaci dostupni. Ako su podaci dostupni, proxy server ih vraća klijentu bez prosljeđivanja zahtjeva serveru. Proxy keširanje može poboljšati performanse aplikacije smanjenjem korištenja propusnog opsega i vremena odgovora servera.
CDN keširanje
CDN keširanje pohranjuje podatke kojima se često pristupa na više servera distribuiranih širom svijeta. Kada klijent zatraži podatke, CDN server koji je najbliži klijentu vraća podatke. CDN keširanje može poboljšati performanse aplikacije smanjujući vrijeme odgovora i korištenje propusnog opsega servera. CDN keširanje se obično koristi za multimedijalni sadržaj, kao što su slike i video zapisi.
Keširanje pretraživača
Keširanje pretraživača pohranjuje podatke kojima se često pristupa na klijentovom pretraživaču. Kada klijent zatraži podatke, pretraživač provjerava svoju keš memoriju da vidi da li su traženi podaci dostupni. Ako su podaci dostupni, pretraživač ih vraća klijentu bez zahtjeva od servera. Keširanje pretraživača može poboljšati korisničko iskustvo smanjenjem vremena odgovora aplikacije i korištenjem propusnog opsega.
Tehnologije keširanja su ključne za poboljšanje performansi aplikacije i smanjenje vremena odziva podataka kojima se često pristupa. Koristeći tehnologije keširanja, programeri mogu značajno poboljšati korisničko iskustvo i smanjiti korištenje propusnog opsega servera.
Više čitanja
Keširanje je proces pohranjivanja podskupa podataka u sloju za pohranu podataka velike brzine, obično prolazne prirode, tako da se budući zahtjevi za tim podacima serviraju brže nego što je to moguće pristupom primarnoj lokaciji za pohranu podataka. Ovo omogućava efikasnu ponovnu upotrebu prethodno preuzetih ili izračunatih podataka (izvor: AWS). U računarstvu, keš memorija je hardverska ili softverska komponenta koja pohranjuje podatke kako bi se budući zahtjevi za tim podacima mogli brže opsluživati. Podaci pohranjeni u predmemoriji mogu biti rezultat ranijeg izračunavanja ili kopija podataka pohranjenih na drugom mjestu (izvor: Wikipedia)).
Uslovi rada povezanih web stranica