¿Qué es el caché?

El almacenamiento en caché es el proceso de almacenar datos a los que se accede con frecuencia en una ubicación de almacenamiento temporal (caché) para reducir el tiempo que lleva recuperar los datos de su fuente original.

¿Qué es el caché?

El almacenamiento en caché es una forma de almacenar información para que se pueda acceder a ella más rápidamente en el futuro. Es como tener una copia de un libro que lees con frecuencia en tu mesita de noche en lugar de tener que ir a la biblioteca cada vez que quieras leerlo. De la misma manera, cuando visita un sitio web, su computadora almacenará parte de la información del sitio web para que la próxima vez que lo visite, pueda cargarse más rápido.

El almacenamiento en caché es un proceso que se ha convertido en una parte integral de nuestra experiencia diaria en línea. Es un método para almacenar datos a los que se accede con frecuencia en un caché, que es un área de almacenamiento temporal. Esto facilita un acceso más rápido a los datos, mejorando el rendimiento de la aplicación y del sistema. El almacenamiento en caché se usa ampliamente en navegadores web, servidores y redes de entrega de contenido.

El almacenamiento en caché le permite reutilizar de manera eficiente los datos recuperados o calculados anteriormente, lo que reduce el tiempo que lleva acceder a los datos. Cuando se realiza una solicitud de datos a los que se ha accedido previamente, la memoria caché puede responder a la solicitud directamente, sin necesidad de recuperar los datos de su ubicación de almacenamiento principal. Esto da como resultado tiempos de respuesta más rápidos y una latencia reducida. El almacenamiento en caché se usa comúnmente en servidores para mejorar el rendimiento del sitio web y se puede implementar en RAM o en un disco.

En general, el almacenamiento en caché es un proceso esencial que ha revolucionado la forma en que accedemos a los datos en línea. Se ha convertido en una parte fundamental de la informática moderna, permitiéndonos acceder a los datos de manera más rápida y eficiente. Al reducir la latencia y mejorar el rendimiento del sistema, el almacenamiento en caché se ha convertido en una herramienta esencial tanto para empresas como para particulares.

¿Qué es el caché?

Definición

El almacenamiento en caché es el proceso de almacenar datos de uso frecuente en un área de almacenamiento temporal llamada caché. El objetivo del almacenamiento en caché es mejorar el rendimiento de la aplicación y el sistema al reducir la cantidad de tiempo que lleva acceder a los datos. Cuando se realiza una solicitud de datos almacenados en la memoria caché, el sistema puede recuperar los datos de la memoria caché en lugar de tener que obtenerlos de su fuente original, lo que puede ser más lento.

¿Cómo funciona el almacenamiento en caché?

Cuando se realiza una solicitud de datos, el sistema verifica el caché para ver si los datos ya están almacenados allí. Si es así, el sistema recupera los datos del caché y se los entrega al usuario. Si los datos no están en el caché, el sistema los recupera de su fuente original y los almacena en el caché para uso futuro. La próxima vez que se soliciten los datos, se entregarán desde la memoria caché, que es más rápido que obtenerlos de su fuente original.

Tipos de almacenamiento en caché

Hay varios tipos de almacenamiento en caché, incluido el almacenamiento en caché de memoria, el almacenamiento en caché en memoria y el almacenamiento en caché de disco. El almacenamiento en caché de memoria almacena datos en la memoria caché del sistema, que es más rápido que almacenarlos en el disco. El almacenamiento en memoria caché almacena datos en la memoria RAM del sistema, que es incluso más rápido que el almacenamiento en memoria caché. El almacenamiento en caché de disco almacena datos en el disco, que es más lento que el almacenamiento en caché de memoria pero puede almacenar más datos.

El almacenamiento en caché también se puede realizar en diferentes niveles, incluido el navegador web, el servidor web, la CDN (red de entrega de contenido) y el servidor de origen. Los navegadores web almacenan en caché HTML, imágenes y código para reducir la cantidad de solicitudes al servidor web. Los servidores web almacenan en caché los datos de respuesta para reducir la carga en la CPU y mejorar el rendimiento de la aplicación. El contenido de caché de CDN para reducir la latencia y mejorar la experiencia del usuario. Los servidores de origen almacenan en caché los datos para reducir la carga en los servidores backend y mejorar el rendimiento de las aplicaciones.

Las API también pueden usar el almacenamiento en caché para mejorar el rendimiento. Cuando se realiza una solicitud de API, el sistema puede verificar el caché para ver si la respuesta ya está almacenada allí. Si es así, el sistema puede servir la respuesta desde el caché en lugar de procesar la solicitud nuevamente.

En conclusión, el almacenamiento en caché es una técnica valiosa para mejorar el rendimiento de las aplicaciones y los sistemas al reducir el tiempo que lleva acceder a los datos de uso frecuente. Al almacenar datos en un caché, los sistemas pueden recuperar los datos más rápido y reducir la carga en los servidores back-end.

Beneficios del almacenamiento en caché

El almacenamiento en caché es una técnica que puede brindar numerosos beneficios a las aplicaciones al mejorar su rendimiento, reducir costos y aumentar el rendimiento. Estos son algunos de los beneficios más importantes del almacenamiento en caché:

Desempeño Mejorado

Uno de los principales beneficios del almacenamiento en caché es que puede mejorar significativamente el rendimiento de las aplicaciones. Esto se debe a que leer datos de un caché en memoria es mucho más rápido que acceder a datos de un almacén de datos controlado por disco. Al almacenar los datos a los que se accede con frecuencia en la RAM, el almacenamiento en caché reduce la latencia asociada con el acceso a los datos desde dispositivos de almacenamiento más lentos y a largo plazo. Esto puede mejorar la experiencia del usuario y aumentar la eficiencia de los procesos comerciales críticos.

Económico

El almacenamiento en caché también puede ayudar a reducir los costos asociados con el uso de la base de datos. Al almacenar datos a los que se accede con frecuencia en la memoria, el almacenamiento en caché reduce la cantidad de veces que es necesario recuperar los datos de una base de datos. Esto puede ayudar a reducir la carga en el servidor de la base de datos, lo que a su vez puede ayudar a reducir el uso y los costos de la base de datos.

Mayor rendimiento

El almacenamiento en caché también puede ayudar a aumentar el rendimiento, que es la cantidad de datos que un sistema puede procesar en un período de tiempo determinado. Al almacenar datos a los que se accede con frecuencia en la memoria, el almacenamiento en caché puede ayudar a reducir la cantidad de tiempo que lleva recuperar datos de una base de datos u otro dispositivo de almacenamiento. Esto puede ayudar a aumentar el rendimiento general de una aplicación.

El almacenamiento en caché puede adoptar muchas formas, incluida la caché web, la caché distribuida y la caché en memoria. Algunas soluciones populares de almacenamiento en caché incluyen Redis, Memcached y Hazelcast. Las redes de entrega de contenido (CDN) también utilizan el almacenamiento en caché para almacenar el contenido al que se accede con frecuencia en ubicaciones distribuidas geográficamente, lo que reduce los tiempos de carga y protege contra ataques cibernéticos.

En general, el almacenamiento en caché es una técnica poderosa que puede brindar numerosos beneficios a las aplicaciones. Al mejorar el rendimiento, reducir los costos y aumentar el rendimiento, el almacenamiento en caché puede ayudar a garantizar que las aplicaciones sean rápidas, eficientes y confiables.

Prácticas recomendadas de almacenamiento en caché

El almacenamiento en caché es una herramienta poderosa para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de las aplicaciones web. Sin embargo, para aprovechar al máximo el almacenamiento en caché, es importante seguir algunas de las mejores prácticas. En esta sección, discutiremos algunas de las mejores prácticas para el almacenamiento en caché.

Invalidación de caché

La invalidación de la caché es el proceso de eliminar datos obsoletos o obsoletos de la caché. Es importante invalidar la caché cuando cambien los datos, para asegurarse de que los datos almacenados en caché estén actualizados. Hay varias formas de invalidar el caché:

  • Tiempo de vida (TTL): Establezca un límite de tiempo durante el cual la memoria caché puede almacenar los datos. Después de que caduque el TTL, la memoria caché se invalidará.
  • Encabezado de control de caché: use el encabezado Cache-Control para especificar cuánto tiempo la memoria caché puede almacenar los datos. Este encabezado también se puede usar para especificar otras configuraciones relacionadas con la memoria caché, como si la memoria caché se puede compartir entre varios usuarios o si se debe revalidar la memoria caché antes de servir los datos.
  • Invalidación Manual: invalide la memoria caché manualmente cuando cambien los datos. Esto se puede hacer enviando una solicitud al servidor con un encabezado específico que le dice al servidor que invalide el caché.

Políticas de reemplazo de caché

Las políticas de reemplazo de caché determinan qué elementos deben eliminarse del caché cuando está lleno. Hay varias políticas de reemplazo de caché, cada una con sus propias ventajas y desventajas. Algunas de las políticas más comunes son:

  • Menos usados ​​recientemente (LRU): elimine el elemento utilizado menos recientemente de la memoria caché.
  • Primero en entrar, primero en salir (FIFO): elimina el elemento más antiguo de la memoria caché.
  • Uso menos frecuente (LFU): elimine el elemento utilizado con menos frecuencia de la memoria caché.

Encabezado de control de caché

El encabezado Cache-Control es un encabezado HTTP que controla el comportamiento del almacenamiento en caché. Se puede usar para especificar cuánto tiempo la memoria caché puede almacenar los datos, si la memoria caché se puede compartir entre varios usuarios y si se debe revalidar la memoria caché antes de entregar los datos. El encabezado Cache-Control también se puede usar para especificar otras configuraciones relacionadas con el caché, como si el caché debe almacenar los datos en el disco o en la memoria.

Otras Consideraciones

Al implementar el almacenamiento en caché, hay otras consideraciones a tener en cuenta:

  • Ubicación de caché: Considere dónde almacenar el caché. El almacenamiento en caché se puede realizar en la memoria principal, en el disco duro o en una red de entrega de contenido (CDN).
  • Unidad de gestión de memoria (MMU): Considere la MMU al almacenar en caché en la memoria principal. La MMU es responsable de administrar la asignación de memoria y puede afectar el rendimiento de la memoria caché.
  • Base de datos back-end: Tenga en cuenta la base de datos de back-end al almacenar en caché. Si los datos en el caché no están syncronizado con la base de datos back-end, puede dar lugar a incoherencias.
  • Almacenamiento en caché de CDN: considere el almacenamiento en caché de CDN cuando utilice un CDN. El almacenamiento en caché de CDN puede mejorar el rendimiento del caché al almacenar los datos más cerca del usuario.
  • Caché de DNS: Considere el almacenamiento en caché de DNS cuando utilice un CDN. El almacenamiento en caché de DNS puede reducir la latencia de las búsquedas de DNS y mejorar el rendimiento de la caché.

En conclusión, el almacenamiento en caché es una herramienta poderosa para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de las aplicaciones web. Si sigue las mejores prácticas para el almacenamiento en caché, como la invalidación de caché, las políticas de reemplazo de caché y el uso del encabezado Cache-Control, puede asegurarse de que su caché sea eficiente y eficaz.

Tecnologías de almacenamiento en caché

El almacenamiento en caché es una tecnología fundamental que mejora el rendimiento de las aplicaciones al reducir el tiempo de respuesta de los datos a los que se accede con frecuencia. Las tecnologías de almacenamiento en caché se pueden clasificar en cuatro categorías: almacenamiento en caché en memoria, almacenamiento en caché de proxy, almacenamiento en caché de CDN y almacenamiento en caché del navegador.

Almacenamiento en caché en memoria

El almacenamiento en caché en memoria almacena datos a los que se accede con frecuencia en una memoria temporal, como DRAM, para reducir el tiempo necesario para recuperar datos de dispositivos de almacenamiento más lentos. Esta tecnología se utiliza en diversas aplicaciones, como la gestión de sesiones, los almacenes de datos de valores clave y las bases de datos NoSQL. El almacenamiento en caché en memoria puede reducir significativamente el tiempo de respuesta de una aplicación y mejorar la experiencia del usuario.

Caché Proxy

Proxy Caching almacena los datos a los que se accede con frecuencia en un servidor proxy entre el cliente y el servidor. Cuando un cliente solicita datos, el servidor proxy verifica su caché para ver si los datos solicitados están disponibles. Si los datos están disponibles, el servidor proxy los devuelve al cliente sin reenviar la solicitud al servidor. El almacenamiento en caché de proxy puede mejorar el rendimiento de la aplicación al reducir el uso del ancho de banda y el tiempo de respuesta del servidor.

Almacenamiento en caché de CDN

CDN Caching almacena los datos a los que se accede con frecuencia en varios servidores distribuidos por todo el mundo. Cuando un cliente solicita datos, el servidor CDN más cercano al cliente devuelve los datos. El almacenamiento en caché de CDN puede mejorar el rendimiento de la aplicación al reducir el tiempo de respuesta y el uso de ancho de banda del servidor. El almacenamiento en caché de CDN se usa comúnmente para contenido multimedia, como imágenes y videos.

Navegador caché

El almacenamiento en caché del navegador almacena los datos a los que se accede con frecuencia en el navegador del cliente. Cuando un cliente solicita datos, el navegador verifica su caché para ver si los datos solicitados están disponibles. Si los datos están disponibles, el navegador se los devuelve al cliente sin solicitarlo al servidor. El almacenamiento en caché del navegador puede mejorar la experiencia del usuario al reducir el tiempo de respuesta de la aplicación y el uso del ancho de banda.

Las tecnologías de almacenamiento en caché son esenciales para mejorar el rendimiento de las aplicaciones y reducir el tiempo de respuesta de los datos a los que se accede con frecuencia. Mediante el uso de tecnologías de almacenamiento en caché, los desarrolladores pueden mejorar significativamente la experiencia del usuario y reducir el uso de ancho de banda del servidor.

Más lectura

El almacenamiento en caché es el proceso de almacenamiento de un subconjunto de datos en una capa de almacenamiento de datos de alta velocidad, generalmente de naturaleza transitoria, de modo que las futuras solicitudes de esos datos se atiendan más rápido de lo que es posible accediendo a la ubicación de almacenamiento principal de los datos. Esto permite la reutilización eficiente de datos previamente recuperados o calculados (fuente: AWS). En informática, un caché es un componente de hardware o software que almacena datos para que las futuras solicitudes de esos datos se puedan atender más rápido. Los datos almacenados en un caché pueden ser el resultado de un cálculo anterior o una copia de los datos almacenados en otro lugar (fuente: Wikipedia )).

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