O armazenamento em cache é o processo de armazenamento de dados acessados com frequência em um local de armazenamento temporário (cache) para reduzir o tempo necessário para recuperar os dados de sua fonte original.
O cache é uma maneira de armazenar informações para que possam ser acessadas mais rapidamente no futuro. É como manter uma cópia de um livro que você lê com frequência na mesa de cabeceira, em vez de ter que ir à biblioteca toda vez que quiser lê-lo. Da mesma forma, quando você visita um site, seu computador armazena algumas das informações do site para que, na próxima vez que você o visitar, ele possa ser carregado mais rapidamente.
O armazenamento em cache é um processo que se tornou parte integrante de nossa experiência on-line diária. É um método de armazenamento de dados acessados com frequência em um cache, que é uma área de armazenamento temporário. Isso facilita o acesso mais rápido aos dados, melhorando o desempenho do aplicativo e do sistema. O cache é amplamente usado em navegadores da Web, servidores e redes de entrega de conteúdo.
O armazenamento em cache permite que você reutilize com eficiência os dados recuperados ou calculados anteriormente, reduzindo assim o tempo necessário para acessar os dados. Quando é feito um pedido de dados que foram acessados anteriormente, o cache pode responder ao pedido diretamente, sem a necessidade de recuperar os dados de seu local de armazenamento primário. Isso resulta em tempos de resposta mais rápidos e latência reduzida. O cache é comumente usado em servidores para melhorar o desempenho do site e pode ser implementado na RAM ou em um disco.
No geral, o armazenamento em cache é um processo essencial que revolucionou a maneira como acessamos os dados online. Tornou-se uma parte fundamental da computação moderna, permitindo-nos aceder aos dados de forma mais rápida e eficiente. Ao reduzir a latência e melhorar o desempenho do sistema, o armazenamento em cache se tornou uma ferramenta essencial para empresas e indivíduos.
O que é o cache?
Definição
O armazenamento em cache é o processo de armazenar dados usados com frequência em uma área de armazenamento temporária chamada cache. O objetivo do cache é melhorar o desempenho do aplicativo e do sistema, reduzindo o tempo necessário para acessar os dados. Quando é feita uma solicitação de dados armazenados no cache, o sistema pode recuperar os dados do cache em vez de ter que buscá-los em sua fonte original, que pode ser mais lenta.
Como funciona o cache?
Quando uma solicitação de dados é feita, o sistema verifica o cache para ver se os dados já estão armazenados lá. Se for, o sistema recupera os dados do cache e os entrega ao usuário. Se os dados não estiverem no cache, o sistema os recupera de sua fonte original e os armazena no cache para uso futuro. Na próxima vez que os dados forem solicitados, eles serão servidos no cache, o que é mais rápido do que buscá-los em sua fonte original.
Tipos de cache
Existem vários tipos de cache, incluindo cache de memória, cache na memória e cache de disco. O cache de memória armazena dados na memória cache do sistema, o que é mais rápido do que armazená-los em disco. O cache na memória armazena dados na RAM do sistema, que é ainda mais rápido do que o cache na memória. O cache de disco armazena dados no disco, que é mais lento que o cache de memória, mas pode armazenar mais dados.
O cache também pode ser feito em diferentes níveis, incluindo o navegador da web, servidor da web, CDN (rede de entrega de conteúdo) e servidor de origem. Os navegadores da Web armazenam em cache HTML, imagens e códigos para reduzir o número de solicitações ao servidor da Web. Os servidores da Web armazenam em cache os dados de resposta para reduzir a carga na CPU e melhorar o desempenho do aplicativo. Os CDNs armazenam em cache o conteúdo para reduzir a latência e melhorar a experiência do usuário. Os servidores de origem armazenam dados em cache para reduzir a carga nos servidores de back-end e melhorar o desempenho do aplicativo.
As APIs também podem usar cache para melhorar o desempenho. Quando uma solicitação de API é feita, o sistema pode verificar o cache para ver se a resposta já está armazenada lá. Se for, o sistema pode fornecer a resposta do cache em vez de processar a solicitação novamente.
Em conclusão, o armazenamento em cache é uma técnica valiosa para melhorar o desempenho do aplicativo e do sistema, reduzindo o tempo necessário para acessar os dados usados com frequência. Ao armazenar dados em um cache, os sistemas podem recuperar os dados mais rapidamente e reduzir a carga nos servidores de back-end.
Benefícios do cache
Caching é uma técnica que pode trazer inúmeros benefícios para as aplicações, melhorando seu desempenho, reduzindo custos e aumentando o throughput. Aqui estão alguns dos benefícios mais importantes do cache:
Performance melhorada
Um dos principais benefícios do armazenamento em cache é que ele pode melhorar significativamente o desempenho dos aplicativos. Isso ocorre porque ler dados de um cache na memória é muito mais rápido do que acessar dados de um armazenamento de dados controlado por disco. Ao armazenar dados acessados com frequência na RAM, o armazenamento em cache reduz a latência associada ao acesso a dados de dispositivos de armazenamento mais lentos e de longo prazo. Isso pode melhorar a experiência do usuário e aumentar a eficiência dos processos de negócios críticos.
Custo-benefício
O armazenamento em cache também pode ajudar a reduzir os custos associados ao uso do banco de dados. Ao armazenar dados acessados com frequência na memória, o armazenamento em cache reduz o número de vezes que os dados precisam ser recuperados de um banco de dados. Isso pode ajudar a reduzir a carga no servidor de banco de dados, o que, por sua vez, pode ajudar a reduzir o uso e os custos do banco de dados.
Maior rendimento
O armazenamento em cache também pode ajudar a aumentar a taxa de transferência, que é a quantidade de dados que pode ser processada por um sistema em um determinado período de tempo. Ao armazenar dados acessados com frequência na memória, o armazenamento em cache pode ajudar a reduzir o tempo necessário para recuperar dados de um banco de dados ou outro dispositivo de armazenamento. Isso pode ajudar a aumentar o throughput geral de um aplicativo.
O armazenamento em cache pode assumir várias formas, incluindo cache da Web, cache distribuído e cache na memória. Algumas soluções de cache populares incluem Redis, Memcached e Hazelcast. As redes de entrega de conteúdo (CDNs) também usam cache para armazenar conteúdo acessado com frequência em locais geograficamente distribuídos, reduzindo os tempos de carregamento e protegendo contra ataques cibernéticos.
No geral, o armazenamento em cache é uma técnica poderosa que pode trazer inúmeros benefícios para as aplicações. Ao melhorar o desempenho, reduzir custos e aumentar o throughput, o armazenamento em cache pode ajudar a garantir que os aplicativos sejam rápidos, eficientes e confiáveis.
Práticas recomendadas de cache
O cache é uma ferramenta poderosa para melhorar o desempenho e a escalabilidade de aplicativos da web. No entanto, para explorar totalmente o cache, é importante seguir algumas práticas recomendadas. Nesta seção, discutiremos algumas das melhores práticas para armazenamento em cache.
Invalidação de Cache
A invalidação de cache é o processo de remoção de dados obsoletos ou desatualizados do cache. É importante invalidar o cache quando os dados forem alterados, para garantir que os dados armazenados em cache estejam atualizados. Existem várias maneiras de invalidar o cache:
- Tempo de vida (TTL): defina um limite de tempo para quanto tempo o cache pode armazenar os dados. Depois que o TTL expirar, o cache será invalidado.
- Cabeçalho de controle de cache: Use o cabeçalho Cache-Control para especificar por quanto tempo o cache pode armazenar os dados. Esse cabeçalho também pode ser usado para especificar outras configurações relacionadas ao cache, como se o cache pode ser compartilhado entre vários usuários ou se o cache deve ser revalidado antes de fornecer os dados.
- Invalidação manual: invalide o cache manualmente quando os dados forem alterados. Isso pode ser feito enviando uma solicitação ao servidor com um cabeçalho específico que informa ao servidor para invalidar o cache.
Políticas de substituição de cache
As políticas de substituição de cache determinam quais itens devem ser removidos do cache quando o cache estiver cheio. Existem várias políticas de substituição de cache, cada uma com suas próprias vantagens e desvantagens. Algumas das políticas mais comuns são:
- Menos usado recentemente (LRU): Remova o item usado menos recentemente do cache.
- Primeiro a entrar, primeiro a sair (FIFO): Remova o item mais antigo do cache.
- Usado com menos frequência (LFU): remova o item usado com menos frequência do cache.
Cabeçalho de controle de cache
O cabeçalho Cache-Control é um cabeçalho HTTP que controla o comportamento do cache. Ele pode ser usado para especificar por quanto tempo o cache pode armazenar os dados, se o cache pode ser compartilhado entre vários usuários e se o cache deve ser revalidado antes de fornecer os dados. O cabeçalho Cache-Control também pode ser usado para especificar outras configurações relacionadas ao cache, como se o cache deve armazenar os dados no disco ou na memória.
outras considerações
Ao implementar o cache, há várias outras considerações a serem lembradas:
- Localização do Cache: considere onde armazenar o cache. O cache pode ser feito na memória principal, no disco rígido ou em uma rede de distribuição de conteúdo (CDN).
- Unidade de gerenciamento de memória (MMU): Considere o MMU ao armazenar em cache na memória principal. A MMU é responsável por gerenciar a alocação de memória e pode afetar o desempenho do cache.
- Banco de dados de back-end: considere o banco de dados de back-end ao armazenar em cache. Se os dados no cache não forem syncsincronizado com o banco de dados de back-end, pode levar a inconsistências.
- Cache de CDN: considere o cache de CDN ao usar um CDN. O cache CDN pode melhorar o desempenho do cache armazenando os dados mais próximos do usuário.
- Cache do DNS: considere o cache DNS ao usar um CDN. O cache de DNS pode reduzir a latência das pesquisas de DNS e melhorar o desempenho do cache.
Em conclusão, o cache é uma ferramenta poderosa para melhorar o desempenho e a escalabilidade de aplicativos da web. Seguindo as práticas recomendadas para armazenamento em cache, como invalidação de cache, políticas de substituição de cache e uso do cabeçalho Cache-Control, você pode garantir que seu cache seja eficiente e eficaz.
Tecnologias de Cache
O cache é uma tecnologia crucial que melhora o desempenho do aplicativo, reduzindo o tempo de resposta dos dados acessados com frequência. As tecnologias de cache podem ser classificadas em quatro categorias: Cache na memória, Cache proxy, Cache CDN e Cache do navegador.
Cache na memória
O cache na memória armazena dados acessados com frequência em memória temporária, como DRAM, para reduzir o tempo necessário para recuperar dados de dispositivos de armazenamento mais lentos. Essa tecnologia é usada em vários aplicativos, como gerenciamento de sessão, armazenamento de dados de valor-chave e bancos de dados NoSQL. O cache na memória pode reduzir significativamente o tempo de resposta de um aplicativo e melhorar a experiência do usuário.
Cache de Proxy
Proxy Caching armazena dados acessados com frequência em um servidor proxy entre o cliente e o servidor. Quando um cliente solicita dados, o servidor proxy verifica seu cache para ver se os dados solicitados estão disponíveis. Se os dados estiverem disponíveis, o servidor proxy os devolve ao cliente sem encaminhar a solicitação ao servidor. O Proxy Caching pode melhorar o desempenho do aplicativo reduzindo o uso da largura de banda e o tempo de resposta do servidor.
Cache de CDN
O CDN Caching armazena dados acessados com frequência em vários servidores distribuídos em todo o mundo. Quando um cliente solicita dados, o servidor CDN mais próximo do cliente retorna os dados. O CDN Caching pode melhorar o desempenho do aplicativo reduzindo o tempo de resposta e o uso da largura de banda do servidor. O CDN Caching é comumente usado para conteúdo multimídia, como imagens e vídeos.
Cache do Navegador
O cache do navegador armazena os dados acessados com frequência no navegador do cliente. Quando um cliente solicita dados, o navegador verifica seu cache para ver se os dados solicitados estão disponíveis. Se os dados estiverem disponíveis, o navegador os devolve ao cliente sem solicitá-los ao servidor. O cache do navegador pode melhorar a experiência do usuário reduzindo o tempo de resposta do aplicativo e o uso da largura de banda.
As tecnologias de cache são essenciais para melhorar o desempenho do aplicativo e reduzir o tempo de resposta dos dados acessados com frequência. Ao usar tecnologias de cache, os desenvolvedores podem melhorar significativamente a experiência do usuário e reduzir o uso de largura de banda do servidor.
Mais Leitura
O armazenamento em cache é o processo de armazenar um subconjunto de dados em uma camada de armazenamento de dados de alta velocidade, geralmente de natureza transitória, para que solicitações futuras desses dados sejam atendidas mais rapidamente do que é possível acessar o local de armazenamento principal dos dados. Isso permite a reutilização eficiente de dados recuperados ou calculados anteriormente (fonte: AWS). Na computação, um cache é um componente de hardware ou software que armazena dados para que solicitações futuras desses dados possam ser atendidas mais rapidamente. Os dados armazenados em um cache podem ser o resultado de uma computação anterior ou uma cópia dos dados armazenados em outro lugar (fonte: Wikipedia)).
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