Caching is het proces van het opslaan van veelgebruikte gegevens op een tijdelijke opslaglocatie (cache) om de tijd te verminderen die nodig is om de gegevens van de oorspronkelijke bron op te halen.
Caching is een manier om informatie op te slaan zodat deze in de toekomst sneller toegankelijk is. Het is alsof je een exemplaar van een boek dat je vaak leest op je nachtkastje bewaart in plaats van dat je elke keer naar de bibliotheek moet om het te lezen. Op dezelfde manier slaat uw computer, wanneer u een website bezoekt, een deel van de informatie van de website op, zodat deze bij uw volgende bezoek sneller kan worden geladen.
Caching is een proces dat een integraal onderdeel is geworden van onze dagelijkse online ervaring. Het is een methode om veelgebruikte gegevens op te slaan in een cache, een tijdelijke opslagruimte. Dit vergemakkelijkt snellere toegang tot gegevens, waardoor de prestaties van applicaties en systemen worden verbeterd. Caching wordt veel gebruikt in webbrowsers, servers en netwerken voor het leveren van inhoud.
Met caching kunt u eerder opgehaalde of berekende gegevens efficiënt hergebruiken, waardoor de tijd die nodig is om toegang te krijgen tot gegevens wordt verkort. Wanneer een verzoek wordt gedaan om gegevens die eerder zijn gebruikt, kan de cache direct op het verzoek reageren, zonder dat de gegevens van de primaire opslaglocatie hoeven te worden opgehaald. Dit resulteert in snellere reactietijden en verminderde latentie. Caching wordt vaak gebruikt in servers om de prestaties van websites te verbeteren en kan worden geïmplementeerd in RAM of op een schijf.
Over het algemeen is caching een essentieel proces dat een revolutie teweeg heeft gebracht in de manier waarop we online toegang krijgen tot gegevens. Het is een fundamenteel onderdeel geworden van moderne computers, waardoor we sneller en efficiënter toegang hebben tot gegevens. Door de latentie te verminderen en de systeemprestaties te verbeteren, is caching een essentieel hulpmiddel geworden voor zowel bedrijven als particulieren.
Wat is Caching?
Definitie
Caching is het proces van het opslaan van veelgebruikte gegevens in een tijdelijk opslaggebied dat een cache wordt genoemd. Het doel van caching is het verbeteren van de applicatie- en systeemprestaties door de hoeveelheid tijd die nodig is om toegang te krijgen tot de gegevens te verminderen. Wanneer er een verzoek wordt gedaan om gegevens die in de cache zijn opgeslagen, kan het systeem de gegevens uit de cache ophalen in plaats van ze bij de oorspronkelijke bron op te halen, wat langzamer kan zijn.
Hoe werkt caching?
Wanneer er om gegevens wordt gevraagd, controleert het systeem de cache om te zien of de gegevens daar al zijn opgeslagen. Als dit het geval is, haalt het systeem de gegevens uit de cache op en geeft deze door aan de gebruiker. Als de gegevens zich niet in de cache bevinden, haalt het systeem deze op van de oorspronkelijke bron en slaat deze op in de cache voor toekomstig gebruik. De volgende keer dat de gegevens worden opgevraagd, worden deze vanuit de cache geserveerd, wat sneller is dan het ophalen van de oorspronkelijke bron.
Typen Caching
Er zijn verschillende soorten caching, waaronder geheugencaching, in-memory caching en schijfcaching. Geheugencaching slaat gegevens op in het cachegeheugen van het systeem, wat sneller is dan het opslaan op schijf. In-memory caching slaat gegevens op in het RAM van het systeem, wat zelfs sneller is dan geheugencaching. Schijfcaching slaat gegevens op schijf op, wat langzamer is dan geheugencaching, maar er kunnen meer gegevens worden opgeslagen.
Caching kan ook op verschillende niveaus worden gedaan, waaronder de webbrowser, webserver, CDN (Content Delivery Network) en origin server. Webbrowsers cachen HTML, afbeeldingen en code om het aantal verzoeken aan de webserver te verminderen. Webservers cachen responsgegevens om de belasting van de CPU te verminderen en de prestaties van applicaties te verbeteren. CDN's cachen inhoud om latentie te verminderen en de gebruikerservaring te verbeteren. Origin-servers cachen gegevens om de belasting van de backend-servers te verminderen en de prestaties van applicaties te verbeteren.
API's kunnen ook caching gebruiken om de prestaties te verbeteren. Wanneer een API-verzoek wordt gedaan, kan het systeem de cache controleren om te zien of het antwoord daar al is opgeslagen. Als dit het geval is, kan het systeem het antwoord van de cache verwerken in plaats van het verzoek opnieuw te verwerken.
Concluderend, caching is een waardevolle techniek om de prestaties van applicaties en systemen te verbeteren door de tijd te verkorten die nodig is om toegang te krijgen tot veelgebruikte gegevens. Door gegevens in een cache op te slaan, kunnen systemen de gegevens sneller ophalen en de belasting van backendservers verminderen.
Voordelen van cachen
Caching is een techniek die applicaties tal van voordelen kan bieden door hun prestaties te verbeteren, kosten te verlagen en de doorvoer te verhogen. Hier zijn enkele van de belangrijkste voordelen van caching:
Verbeterde prestatie
Een van de belangrijkste voordelen van caching is dat het de prestaties van applicaties aanzienlijk kan verbeteren. Dit komt omdat het lezen van gegevens uit een in-memory cache veel sneller is dan toegang tot gegevens uit een schijfgestuurde gegevensopslag. Door veelgebruikte gegevens in RAM op te slaan, vermindert caching de latentie die gepaard gaat met toegang tot gegevens van langzamere opslagapparaten voor de langere termijn. Dit kan de gebruikerservaring verbeteren en de efficiëntie van kritieke bedrijfsprocessen verhogen.
Rendabel
Caching kan ook helpen de kosten in verband met databasegebruik te verlagen. Door veelgebruikte gegevens in het geheugen op te slaan, vermindert caching het aantal keren dat gegevens uit een database moeten worden opgehaald. Dit kan helpen de belasting van de databaseserver te verminderen, wat op zijn beurt kan helpen het databasegebruik en de kosten te verminderen.
Hogere doorvoer
Caching kan ook helpen de doorvoer te vergroten, wat de hoeveelheid gegevens is die door een systeem in een bepaalde tijd kan worden verwerkt. Door veelgebruikte gegevens in het geheugen op te slaan, kan caching helpen de hoeveelheid tijd te verminderen die nodig is om gegevens uit een database of ander opslagapparaat op te halen. Dit kan helpen de algehele doorvoer van een toepassing te vergroten.
Caching kan vele vormen aannemen, waaronder webcache, gedistribueerde cache en in-memory cache. Enkele populaire caching-oplossingen zijn Redis, Memcached en Hazelcast. Content Delivery Networks (CDN's) maken ook gebruik van caching om veelgebruikte content op te slaan op geografisch verspreide locaties, waardoor laadtijden worden verkort en bescherming wordt geboden tegen cyberaanvallen.
Over het algemeen is caching een krachtige techniek die tal van voordelen kan opleveren voor applicaties. Door de prestaties te verbeteren, de kosten te verlagen en de doorvoer te verhogen, kan caching ervoor zorgen dat applicaties snel, efficiënt en betrouwbaar zijn.
Best practices voor cachen
Caching is een krachtige tool om de prestaties en schaalbaarheid van webapplicaties te verbeteren. Om caching volledig te benutten, is het echter belangrijk om enkele best practices te volgen. In deze sectie bespreken we enkele van de best practices voor caching.
Cache-invalidatie
Cache-invalidatie is het proces waarbij verouderde of verouderde gegevens uit de cache worden verwijderd. Het is belangrijk om de cache ongeldig te maken wanneer de gegevens veranderen, om ervoor te zorgen dat de gegevens in de cache up-to-date zijn. Er zijn verschillende manieren om de cache ongeldig te maken:
- Tijd tot live (TTL): stel een tijdslimiet in voor hoe lang de cache de gegevens kan opslaan. Nadat de TTL is verlopen, wordt de cache ongeldig gemaakt.
- Cache-Control-header: Gebruik de Cache-Control-header om op te geven hoe lang de cache de gegevens kan opslaan. Deze header kan ook worden gebruikt om andere cache-gerelateerde instellingen op te geven, zoals of de cache kan worden gedeeld door meerdere gebruikers of dat de cache opnieuw moet worden gevalideerd voordat de gegevens worden aangeboden.
- Handmatige ongeldigverklaring: maak de cache handmatig ongeldig wanneer de gegevens veranderen. Dit kan worden gedaan door een verzoek naar de server te sturen met een specifieke header die de server vertelt de cache ongeldig te maken.
Beleid voor cachevervanging
Cachevervangingsbeleid bepaalt welke items uit de cache moeten worden verwijderd wanneer de cache vol is. Er zijn verschillende beleidsregels voor cachevervanging, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Enkele van de meest voorkomende beleidsregels zijn:
- Minst recent gebruikt (LRU): verwijder het minst recent gebruikte item uit de cache.
- Eerst-in-eerst-uit (FIFO): verwijder het oudste item uit de cache.
- Minst vaak gebruikt (LFU): verwijder het minst vaak gebruikte item uit de cache.
Cache-Control-header
De Cache-Control-header is een HTTP-header die het cachegedrag regelt. Het kan worden gebruikt om aan te geven hoe lang de cache de gegevens kan opslaan, of de cache kan worden gedeeld door meerdere gebruikers en of de cache opnieuw moet worden gevalideerd voordat de gegevens worden aangeboden. De Cache-Control-header kan ook worden gebruikt om andere cachegerelateerde instellingen op te geven, zoals of de cache de gegevens op schijf of in het geheugen moet opslaan.
Andere Overwegingen
Bij het implementeren van caching zijn er verschillende andere overwegingen waarmee u rekening moet houden:
- Cache-locatie: Overweeg waar u de cache wilt opslaan. Caching kan worden gedaan in het hoofdgeheugen, op de harde schijf of op een content delivery network (CDN).
- Geheugenbeheereenheid (MMU): Houd rekening met de MMU bij het cachen in het hoofdgeheugen. De MMU is verantwoordelijk voor het beheer van de geheugentoewijzing en kan de prestaties van de cache beïnvloeden.
- Back-end-database: Houd rekening met de back-enddatabase bij het cachen. Als de gegevens in de cache dat niet zijn syncgehroniseerd met de back-end database, kan dit leiden tot inconsistenties.
- CDN-caching: Overweeg CDN-caching bij gebruik van een CDN. CDN-caching kan de prestaties van de cache verbeteren door de gegevens dichter bij de gebruiker op te slaan.
- DNS-caching: Overweeg DNS-caching bij gebruik van een CDN. DNS-caching kan de latentie van DNS-lookups verminderen en de prestaties van de cache verbeteren.
Kortom, caching is een krachtige tool om de prestaties en schaalbaarheid van webapplicaties te verbeteren. Door best practices voor caching te volgen, zoals cache-invalidatie, beleid voor cachevervanging en het gebruik van de Cache-Control-header, kunt u ervoor zorgen dat uw cache efficiënt en effectief is.
Caching-technologieën
Caching is een cruciale technologie die de prestaties van applicaties verbetert door de reactietijd van veelgebruikte gegevens te verkorten. Caching-technologieën kunnen worden ingedeeld in vier categorieën: In-Memory Caching, Proxy Caching, CDN Caching en Browser Caching.
Caching in het geheugen
In-Memory Caching slaat veelgebruikte gegevens op in tijdelijk geheugen, zoals DRAM, om de tijd te verminderen die nodig is om gegevens op te halen van langzamere opslagapparaten. Deze technologie wordt gebruikt in verschillende toepassingen, zoals sessiebeheer, sleutelwaarde-gegevensarchieven en NoSQL-databases. In-Memory Caching kan de responstijd van een applicatie aanzienlijk verkorten en de gebruikerservaring verbeteren.
Proxy-caching
Proxy Caching slaat veelgebruikte gegevens op een proxyserver op tussen de client en de server. Wanneer een client gegevens opvraagt, controleert de proxyserver zijn cache om te zien of de gevraagde gegevens beschikbaar zijn. Als de gegevens beschikbaar zijn, stuurt de proxyserver deze terug naar de client zonder het verzoek door te sturen naar de server. Proxy Caching kan de prestaties van applicaties verbeteren door het bandbreedtegebruik en de responstijd van de server te verminderen.
CDN-caching
CDN Caching slaat veelgebruikte gegevens op meerdere servers verspreid over de hele wereld op. Wanneer een client gegevens opvraagt, retourneert de CDN-server die zich het dichtst bij de client bevindt de gegevens. CDN Caching kan de prestaties van applicaties verbeteren door de responstijd en het bandbreedtegebruik van de server te verminderen. CDN Caching wordt vaak gebruikt voor multimedia-inhoud, zoals afbeeldingen en video's.
Browser Caching
Browser Caching slaat veelgebruikte gegevens op in de browser van de client. Wanneer een client gegevens opvraagt, controleert de browser zijn cache om te zien of de gevraagde gegevens beschikbaar zijn. Als de gegevens beschikbaar zijn, stuurt de browser deze terug naar de client zonder deze op te vragen bij de server. Browser Caching kan de gebruikerservaring verbeteren door de responstijd van de applicatie en het bandbreedtegebruik te verminderen.
Caching-technologieën zijn essentieel voor het verbeteren van de prestaties van applicaties en het verkorten van de responstijd van veelgebruikte gegevens. Door caching-technologieën te gebruiken, kunnen ontwikkelaars de gebruikerservaring aanzienlijk verbeteren en het bandbreedtegebruik van de server verminderen.
Meer lezen
Caching is het proces van het opslaan van een subset van gegevens in een snelle gegevensopslaglaag, meestal van voorbijgaande aard, zodat toekomstige verzoeken om die gegevens sneller worden afgehandeld dan mogelijk is door toegang te krijgen tot de primaire opslaglocatie van de gegevens. Dit maakt efficiënt hergebruik van eerder opgehaalde of berekende gegevens mogelijk (bron: AWS). Bij computergebruik is een cache een hardware- of softwarecomponent die gegevens opslaat, zodat toekomstige verzoeken om die gegevens sneller kunnen worden afgehandeld. De gegevens die in een cache zijn opgeslagen, kunnen het resultaat zijn van een eerdere berekening of een kopie van gegevens die elders zijn opgeslagen (bron: Wikipedia)).
Gerelateerde voorwaarden voor websiteprestaties