Քեշավորումը ժամանակավոր պահեստավորման վայրում (քեշ) հաճախակի հասանելի տվյալների պահպանման գործընթացն է՝ նվազեցնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը սկզբնական աղբյուրից տվյալների առբերման համար:
Քեշավորումը տեղեկատվության պահպանման միջոց է, որպեսզի հետագայում ավելի արագ հասանելի լինի դրան: Դա նման է այն գրքի, որը դուք հաճախ կարդում եք ձեր մահճակալի սեղանին պահելու փոխարեն, ամեն անգամ, երբ ցանկանում եք այն կարդալ, գնալ գրադարան: Նույն կերպ, երբ այցելում եք կայք, ձեր համակարգիչը կպահի կայքի որոշ տեղեկություններ, որպեսզի հաջորդ անգամ այցելելիս այն կարողանա ավելի արագ բեռնել:
Քեշավորումը գործընթաց է, որը դարձել է մեր ամենօրյա առցանց փորձի անբաժանելի մասը: Այն հաճախակի հասանելի տվյալների քեշում պահելու մեթոդ է, որը ժամանակավոր պահեստային տարածք է: Սա հեշտացնում է տվյալների ավելի արագ մուտքը, բարելավելով հավելվածի և համակարգի աշխատանքը: Քեշավորումը լայնորեն օգտագործվում է վեբ բրաուզերներում, սերվերներում և բովանդակության առաքման ցանցերում:
Քեշավորումը թույլ է տալիս արդյունավետ կերպով վերօգտագործել նախկինում առբերված կամ հաշվարկված տվյալները՝ այդպիսով նվազեցնելով տվյալներ մուտք գործելու համար պահանջվող ժամանակը: Երբ հարցում է արվում այն տվյալների համար, որոնք նախկինում հասանելի են եղել, քեշը կարող է ուղղակիորեն պատասխանել հարցումին, առանց տվյալների իր հիմնական պահեստային վայրից առբերելու անհրաժեշտության: Սա հանգեցնում է ավելի արագ արձագանքման ժամանակի և նվազեցման հետաձգման: Քեշավորումը սովորաբար օգտագործվում է սերվերներում՝ կայքի աշխատանքը բարելավելու համար և կարող է իրականացվել RAM-ում կամ սկավառակի վրա:
Ընդհանուր առմամբ, քեշավորումը էական գործընթաց է, որը հեղափոխել է առցանց տվյալների հասանելիության ձևը: Այն դարձել է ժամանակակից հաշվարկների հիմնական մասը՝ թույլ տալով մեզ ավելի արագ և արդյունավետ մուտք գործել տվյալներ: Նվազեցնելով հետաձգումը և բարելավելով համակարգի աշխատանքը՝ քեշավորումը դարձել է կարևոր գործիք ինչպես ձեռնարկությունների, այնպես էլ անհատների համար:
Ի՞նչ է քեշավորումը:
սահմանումը
Քեշավորումը հաճախ օգտագործվող տվյալների պահպանման գործընթացն է ժամանակավոր պահպանման տարածքում, որը կոչվում է քեշ: Քեշավորման նպատակն է բարելավել հավելվածի և համակարգի աշխատանքը՝ նվազեցնելով տվյալների մուտք գործելու համար պահանջվող ժամանակը: Երբ քեշում պահվող տվյալների համար հարցում է արվում, համակարգը կարող է տվյալներն առբերել քեշից՝ դրանք սկզբնական աղբյուրից վերցնելու փոխարեն, ինչը կարող է ավելի դանդաղ լինել:
Ինչպե՞ս է աշխատում քեշավորումը:
Երբ տվյալների համար հարցում է արվում, համակարգը ստուգում է քեշը՝ տեսնելու, թե արդյոք տվյալներն արդեն պահված են այնտեղ: Եթե դա այդպես է, համակարգը վերցնում է տվյալները քեշից և մատուցում այն օգտագործողին: Եթե տվյալները քեշում չեն, ապա համակարգը առբերում է դրանք իր սկզբնական աղբյուրից և պահում է քեշում՝ հետագա օգտագործման համար: Հաջորդ անգամ, երբ տվյալները կպահանջվեն, դրանք կմատուցվեն քեշից, որն ավելի արագ է, քան դրանք սկզբնական աղբյուրից վերցնելը:
Քեշավորման տեսակները
Գոյություն ունեն քեշավորման մի քանի տեսակներ, այդ թվում՝ հիշողության քեշավորումը, հիշողության քեշավորումը և սկավառակի քեշավորումը: Հիշողության քեշավորումը տվյալները պահում է համակարգի քեշի հիշողության մեջ, որն ավելի արագ է, քան դրանք սկավառակի վրա պահելը: Հիշողության քեշավորումը տվյալներ է պահում համակարգի RAM-ում, ինչը նույնիսկ ավելի արագ է, քան հիշողության քեշավորումը: Սկավառակի քեշավորումը տվյալները պահում է սկավառակի վրա, որն ավելի դանդաղ է, քան հիշողության քեշավորումը, բայց կարող է ավելի շատ տվյալներ պահել:
Քեշավորումը կարող է իրականացվել նաև տարբեր մակարդակներում, ներառյալ վեբ զննարկիչը, վեբ սերվերը, CDN (բովանդակության առաքման ցանց) և սկզբնաղբյուր սերվերը: Վեբ բրաուզերները քեշավորում են HTML-ը, պատկերները և կոդը՝ վեբ սերվերին ուղղված հարցումների քանակը նվազեցնելու համար: Վեբ սերվերները պահում են պատասխանի տվյալները՝ պրոցեսորի բեռը նվազեցնելու և հավելվածի աշխատանքը բարելավելու համար: CDN-ները պահում են բովանդակությունը՝ նվազեցնելու հետաձգումը և բարելավելու օգտատերերի փորձը: Ծագման սերվերները պահում են տվյալները՝ նվազեցնելու բեռը հետին մասի սերվերների վրա և բարելավելու հավելվածի աշխատանքը:
API-ները կարող են նաև օգտագործել քեշավորումը՝ արդյունավետությունը բարելավելու համար: Երբ API հարցում է կատարվում, համակարգը կարող է ստուգել քեշը՝ տեսնելու, արդյոք պատասխանն արդեն պահված է այնտեղ: Եթե դա այդպես է, համակարգը կարող է սպասարկել պատասխանը քեշից՝ հարցումը նորից մշակելու փոխարեն:
Եզրափակելով, քեշավորումը արժեքավոր տեխնիկա է հավելվածի և համակարգի կատարողականությունը բարելավելու համար՝ նվազեցնելով հաճախակի օգտագործվող տվյալների մուտք գործելու համար անհրաժեշտ ժամանակը: Տվյալները քեշում պահելով, համակարգերը կարող են ավելի արագ առբերել տվյալները և նվազեցնել բեռը սպասարկող սերվերների վրա:
Քեշավորման առավելությունները
Քեշավորումը տեխնիկա է, որը կարող է բազմաթիվ օգուտներ բերել հավելվածներին՝ բարելավելով դրանց կատարումը, նվազեցնելով ծախսերը և մեծացնելով թողունակությունը: Ահա քեշավորման ամենակարևոր առավելություններից մի քանիսը.
Բարելավված կատարում
Քեշավորման առաջնային առավելություններից մեկն այն է, որ այն կարող է զգալիորեն բարելավել հավելվածների աշխատանքը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ հիշողության քեշից տվյալներ կարդալը շատ ավելի արագ է, քան սկավառակի վրա հիմնված տվյալների պահեստից տվյալների հասանելիությունը: Հաճախակի մուտքագրվող տվյալները RAM-ում պահելով, քեշավորումը նվազեցնում է դանդաղ, ավելի երկարաժամկետ պահեստավորման սարքերից տվյալների մուտքի հետ կապված հետաձգվածությունը: Սա կարող է բարձրացնել օգտվողների փորձը և բարձրացնել կարևոր բիզնես գործընթացների արդյունավետությունը:
Ծախսերի արդյունավետ
Քեշավորումը կարող է նաև օգնել նվազեցնել տվյալների բազայի օգտագործման հետ կապված ծախսերը: Հիշողության մեջ հաճախակի մուտք գործվող տվյալները պահելով՝ քեշավորումը նվազեցնում է տվյալների բազայից տվյալների առբերման անհրաժեշտության քանակը: Սա կարող է օգնել նվազեցնել տվյալների բազայի սերվերի բեռը, որն իր հերթին կարող է օգնել նվազեցնել տվյալների բազայի օգտագործումը և ծախսերը:
Ավելի բարձր թողունակություն
Քեշավորումը կարող է նաև օգնել բարձրացնել թողունակությունը, որը տվյալների քանակն է, որը կարող է մշակվել համակարգի կողմից որոշակի ժամանակահատվածում: Հիշողության մեջ հաճախակի մուտք գործվող տվյալները պահելով՝ քեշավորումը կարող է օգնել նվազեցնել տվյալների բազայից կամ այլ պահեստային սարքից տվյալների առբերման համար պահանջվող ժամանակը: Սա կարող է օգնել մեծացնել հավելվածի ընդհանուր թողունակությունը:
Քեշավորումը կարող է ունենալ բազմաթիվ ձևեր, ներառյալ վեբ քեշը, բաշխված քեշը և հիշողության մեջ գտնվող քեշը: Որոշ հայտնի քեշավորման լուծումներ ներառում են Redis, Memcached և Hazelcast: Բովանդակության առաքման ցանցերը (CDN) նաև օգտագործում են քեշավորում՝ աշխարհագրորեն բաշխված վայրերում հաճախակի հասանելի բովանդակությունը պահելու համար՝ նվազեցնելով բեռնման ժամանակը և պաշտպանելով կիբերհարձակումներից:
Ընդհանուր առմամբ, քեշավորումը հզոր տեխնիկա է, որը կարող է բազմաթիվ առավելություններ բերել հավելվածներին: Բարելավելով կատարումը, նվազեցնելով ծախսերը և մեծացնելով թողունակությունը՝ քեշավորումը կարող է օգնել ապահովելու, որ հավելվածներն արագ, արդյունավետ և հուսալի են:
Քեշավորման լավագույն փորձը
Քեշավորումը հզոր գործիք է վեբ հավելվածների կատարողականությունը և մասշտաբայնությունը բարելավելու համար: Այնուամենայնիվ, քեշավորումն ամբողջությամբ օգտագործելու համար կարևոր է հետևել որոշ լավագույն փորձին: Այս բաժնում մենք կքննարկենք քեշավորման լավագույն փորձերից մի քանիսը:
Քեշի անվավերացում
Քեշի անվավերությունը քեշից հնացած կամ հնացած տվյալների հեռացման գործընթաց է: Կարևոր է անվավերացնել քեշը, երբ տվյալները փոխվում են, որպեսզի համոզվենք, որ պահված տվյալները արդիական են: Քեշը անվավեր ճանաչելու մի քանի եղանակ կա.
- Ժամանակն է ապրելու (TTL)Սահմանեք ժամանակային սահմանափակում, թե որքան ժամանակ քեշը կարող է պահել տվյալները: TTL-ի ժամկետը լրանալուց հետո քեշը կչեղարկվի:
- Cache-Control HeaderՕգտագործեք Cache-Control վերնագիրը՝ նշելու համար, թե քեշը որքան ժամանակ կարող է պահել տվյալները: Այս վերնագիրը կարող է օգտագործվել նաև քեշի հետ կապված այլ կարգավորումներ նշելու համար, օրինակ՝ արդյո՞ք քեշը կարող է համօգտագործվել մի քանի օգտատերերի միջև կամ արդյոք քեշը պետք է վերավավերացվի նախքան տվյալները սպասարկելը:
- Ձեռնարկի անվավերությունԱնվավերացնել քեշը ձեռքով, երբ տվյալները փոխվում են: Դա կարելի է անել՝ սերվերին հարցում ուղարկելով հատուկ վերնագրով, որը սերվերին ասում է անվավեր քեշը:
Քեշի փոխարինման քաղաքականություն
Քեշի փոխարինման քաղաքականությունը որոշում է, թե որ տարրերը պետք է հեռացվեն քեշից, երբ քեշը լիքն է: Կան մի քանի քեշի փոխարինման քաղաքականություն, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները: Ամենատարածված քաղաքականություններից մի քանիսն են.
- Ամենաքիչ վերջերս օգտագործված (LRU)Հեռացրեք ամենաքիչ օգտագործված տարրը քեշից:
- First-In-First-Out (FIFO)Հեռացրեք ամենահին տարրը քեշից:
- Ամենաքիչ հաճախ օգտագործվող (LFU)Հեռացրեք ամենաքիչ օգտագործվող տարրը քեշից:
Cache-Control Header
Cache-Control վերնագիրը HTTP վերնագիր է, որը վերահսկում է քեշավորման վարքը: Այն կարող է օգտագործվել՝ նշելու համար, թե քեշը որքան ժամանակ կարող է պահել տվյալները, արդյոք քեշը կարող է կիսվել մի քանի օգտատերերի միջև, և արդյոք քեշը պետք է վերավավերացվի նախքան տվյալները սպասարկելը: Cache-Control վերնագիրը կարող է օգտագործվել նաև քեշի հետ կապված այլ կարգավորումներ նշելու համար, օրինակ՝ քեշը պետք է տվյալները պահի սկավառակի վրա կամ հիշողության մեջ:
Այլ նկատառումներ
Քեշավորումն իրականացնելիս պետք է հաշվի առնել մի քանի այլ նկատառումներ.
- Քեշի գտնվելու վայրըՄտածեք, թե որտեղ պետք է պահվի քեշը: Քեշավորումը կարող է իրականացվել հիմնական հիշողության մեջ, կոշտ սկավառակի վրա կամ բովանդակության առաքման ցանցում (CDN):
- Հիշողության կառավարման միավոր (MMU)Հիմնական հիշողության մեջ քեշավորելիս հաշվի առեք MMU-ը: MMU-ն պատասխանատու է հիշողության բաշխման կառավարման համար և կարող է ազդել քեշի աշխատանքի վրա:
- Back-End տվյալների շտեմարանՔեշում պահելիս հաշվի առեք հետին պլանի տվյալների բազան: Եթե քեշի տվյալները չեն syncհամաժամեցված հետին պլանի տվյալների բազայի հետ, դա կարող է հանգեցնել անհամապատասխանությունների:
- CDN քեշավորումՀաշվի առեք CDN քեշավորումը CDN օգտագործելիս: CDN քեշավորումը կարող է բարելավել քեշի աշխատանքը՝ տվյալները ավելի մոտ պահելով օգտվողին:
- DNS քեշավորումՀաշվի առեք DNS քեշավորումը CDN-ն օգտագործելիս: DNS քեշավորումը կարող է նվազեցնել DNS-ի որոնումների ուշացումը և բարելավել քեշի աշխատանքը:
Եզրափակելով, քեշավորումը հզոր գործիք է վեբ հավելվածների կատարողականությունը և մասշտաբայնությունը բարելավելու համար: Հետևելով քեշավորման լավագույն փորձին, ինչպիսիք են քեշի անվավերացումը, քեշի փոխարինման քաղաքականությունը և օգտագործելով Cache-Control վերնագիրը, դուք կարող եք համոզվել, որ ձեր քեշը արդյունավետ և արդյունավետ է:
Քեշավորման տեխնոլոգիաներ
Քեշավորումը կարևոր տեխնոլոգիա է, որը բարելավում է հավելվածի աշխատանքը՝ նվազեցնելով հաճախակի հասանելի տվյալների արձագանքման ժամանակը: Քեշավորման տեխնոլոգիաները կարելի է դասակարգել չորս կատեգորիաների՝ In-Memory Caching, Proxy Caching, CDN Caching և Browser Caching:
Հիշողության քեշավորում
In-Memory Caching-ը պահում է հաճախակի հասանելի տվյալները ժամանակավոր հիշողության մեջ, ինչպիսին է DRAM-ը, որպեսզի կրճատի ավելի դանդաղ պահեստավորման սարքերից տվյալների առբերման համար պահանջվող ժամանակը: Այս տեխնոլոգիան օգտագործվում է տարբեր ծրագրերում, ինչպիսիք են նիստերի կառավարումը, առանցքային արժեքի տվյալների պահեստները և NoSQL տվյալների բազաները: In-Memory Caching-ը կարող է զգալիորեն նվազեցնել հավելվածի արձագանքման ժամանակը և բարելավել օգտատիրոջ փորձը:
Վստահված անձի պահում
Proxy Caching-ը պահպանում է հաճախորդի և սերվերի միջև վստահված սերվերի վրա հաճախակի մուտք գործած տվյալները: Երբ հաճախորդը տվյալներ է խնդրում, պրոքսի սերվերը ստուգում է իր քեշը՝ տեսնելու, թե արդյոք պահանջվող տվյալները հասանելի են: Եթե տվյալները հասանելի են, պրոքսի սերվերը դրանք վերադարձնում է հաճախորդին՝ առանց հարցումը սերվերին փոխանցելու: Proxy Caching-ը կարող է բարելավել հավելվածի աշխատանքը՝ նվազեցնելով թողունակության օգտագործումը և սերվերի արձագանքման ժամանակը:
CDN քեշավորում
CDN Caching-ը պահում է հաճախակի հասանելի տվյալներ աշխարհի տարբեր ծայրերում բաշխված բազմաթիվ սերվերների վրա: Երբ հաճախորդը տվյալներ է խնդրում, հաճախորդին ամենամոտ CDN սերվերը վերադարձնում է տվյալները: CDN Caching-ը կարող է բարելավել հավելվածի աշխատանքը՝ նվազեցնելով արձագանքման ժամանակը և սերվերի թողունակության օգտագործումը: CDN Caching-ը սովորաբար օգտագործվում է մուլտիմեդիա բովանդակության համար, ինչպիսիք են պատկերները և տեսանյութերը:
Զննարկչի պահում
Browser Caching-ը պահում է հաճախորդի բրաուզերի վրա հաճախակի մուտք գործած տվյալները: Երբ հաճախորդը տվյալներ է խնդրում, զննարկիչը ստուգում է իր քեշը՝ տեսնելու, արդյոք պահանջվող տվյալները հասանելի են: Եթե տվյալները հասանելի են, զննարկիչը դրանք վերադարձնում է հաճախորդին՝ առանց սերվերից պահանջելու: Բրաուզերի քեշավորումը կարող է բարելավել օգտվողի փորձը՝ նվազեցնելով հավելվածի արձագանքման ժամանակը և թողունակության օգտագործումը:
Քեշավորման տեխնոլոգիաները կարևոր են հավելվածի կատարողականը բարելավելու և հաճախակի հասանելի տվյալների արձագանքման ժամանակը նվազեցնելու համար: Օգտագործելով քեշավորման տեխնոլոգիաները՝ մշակողները կարող են զգալիորեն բարելավել օգտատերերի փորձը և նվազեցնել սերվերի թողունակության օգտագործումը:
Ավելի շատ ընթերցանություն
Քեշավորումը տվյալների ենթաբազմություն պահելու գործընթացն է գերարագ տվյալների պահպանման շերտում, որը սովորաբար իր բնույթով անցողիկ է, որպեսզի այդ տվյալների համար ապագա հարցումները սպասարկվեն ավելի արագ, քան հնարավոր է՝ մուտք գործելով տվյալների հիմնական պահեստավորման վայր: Սա թույլ է տալիս արդյունավետ վերաօգտագործել նախկինում վերցված կամ հաշվարկված տվյալները (աղբյուր. AWS) Հաշվարկների մեջ քեշը ապարատային կամ ծրագրային բաղադրիչ է, որը պահում է տվյալները, որպեսզի այդ տվյալների հետագա հարցումներն ավելի արագ սպասարկվեն: Քեշում պահվող տվյալները կարող են լինել ավելի վաղ հաշվարկների կամ այլ վայրում պահված տվյալների պատճենի արդյունք (աղբյուր. Վիքիփեդիա, ազատ հանրագիտարան)).
Կայքի աշխատանքի պայմանները