Ang pag-cache ay ang proseso ng pag-iimbak ng mga madalas na naa-access na data sa isang pansamantalang lokasyon ng imbakan (cache) upang mabawasan ang oras na kinakailangan upang makuha ang data mula sa orihinal na pinagmulan nito.
Ang pag-cache ay isang paraan ng pag-iimbak ng impormasyon upang mas mabilis itong ma-access sa hinaharap. Ito ay tulad ng pag-iingat ng isang kopya ng isang libro na madalas mong basahin sa iyong bedside table sa halip na pumunta sa library tuwing gusto mo itong basahin. Sa parehong paraan, kapag bumisita ka sa isang website, ang iyong computer ay mag-iimbak ng ilang impormasyon ng website upang sa susunod na pagbisita mo, maaari itong mag-load nang mas mabilis.
Ang pag-cache ay isang proseso na naging mahalagang bahagi ng aming pang-araw-araw na karanasan sa online. Ito ay isang paraan ng pag-iimbak ng mga madalas na naa-access na data sa isang cache, na isang pansamantalang lugar ng imbakan. Pinapadali nito ang mas mabilis na pag-access sa data, pagpapabuti ng pagganap ng application at system. Ang pag-cache ay malawakang ginagamit sa mga web browser, server, at network ng paghahatid ng nilalaman.
Ang pag-cache ay nagbibigay-daan sa iyo na mahusay na magamit muli ang dati nang nakuha o nakalkula na data, kaya binabawasan ang oras na kinakailangan upang ma-access ang data. Kapag ang isang kahilingan ay ginawa para sa data na dati nang na-access, ang cache ay maaaring tumugon sa kahilingan nang direkta, nang hindi kinakailangang kunin ang data mula sa pangunahing lokasyon ng storage nito. Nagreresulta ito sa mas mabilis na mga oras ng pagtugon at pinababang latency. Ang pag-cache ay karaniwang ginagamit sa mga server upang mapabuti ang pagganap ng website at maaaring ipatupad sa RAM o sa isang disk.
Sa pangkalahatan, ang pag-cache ay isang mahalagang proseso na nagpabago sa paraan ng pag-access ng data online. Ito ay naging pangunahing bahagi ng modernong computing, na nagpapahintulot sa amin na ma-access ang data nang mas mabilis at mas mahusay. Sa pamamagitan ng pagbabawas ng latency at pagpapahusay sa performance ng system, ang pag-cache ay naging isang mahalagang tool para sa mga negosyo at indibidwal.
Ano ang Caching?
Depinisyon
Ang pag-cache ay ang proseso ng pag-iimbak ng mga madalas na ginagamit na data sa isang pansamantalang lugar ng imbakan na tinatawag na cache. Ang layunin ng pag-cache ay pahusayin ang pagganap ng application at system sa pamamagitan ng pagbawas sa dami ng oras na kinakailangan upang ma-access ang data. Kapag may ginawang kahilingan para sa data na nakaimbak sa cache, maaaring kunin ng system ang data mula sa cache sa halip na kunin ito mula sa orihinal nitong pinagmulan, na maaaring mas mabagal.
Paano Gumagana ang Caching?
Kapag may ginawang kahilingan para sa data, susuriin ng system ang cache upang makita kung nakaimbak na ang data doon. Kung oo, kinukuha ng system ang data mula sa cache at ihahatid ito sa user. Kung ang data ay wala sa cache, kinukuha ito ng system mula sa orihinal nitong pinagmulan at iniimbak ito sa cache para magamit sa hinaharap. Sa susunod na hihilingin ang data, ihahatid ito mula sa cache, na mas mabilis kaysa sa pagkuha nito mula sa orihinal nitong pinagmulan.
Mga Uri ng Caching
Mayroong ilang mga uri ng caching, kabilang ang memory caching, in-memory caching, at disk caching. Ang memory caching ay nag-iimbak ng data sa cache memory ng system, na mas mabilis kaysa sa pag-iimbak nito sa disk. Ang in-memory caching ay nag-iimbak ng data sa RAM ng system, na mas mabilis pa kaysa sa memory caching. Ang disk caching ay nag-iimbak ng data sa disk, na mas mabagal kaysa sa memory caching ngunit maaaring mag-imbak ng mas maraming data.
Ang pag-cache ay maaari ding gawin sa iba't ibang antas, kabilang ang web browser, web server, CDN (Content Delivery Network), at origin server. Ang mga web browser ay nag-cache ng HTML, mga larawan, at code upang bawasan ang bilang ng mga kahilingan sa web server. Ang mga web server ay nag-cache ng data ng tugon upang bawasan ang pag-load sa CPU at pagbutihin ang pagganap ng application. Nag-cache ng content ang mga CDN upang bawasan ang latency at pagbutihin ang karanasan ng user. Nag-cache ng data ang mga pinagmulang server upang bawasan ang pag-load sa mga backend server at pagbutihin ang pagganap ng application.
Ang mga API ay maaari ding gumamit ng caching upang mapabuti ang pagganap. Kapag ginawa ang isang kahilingan sa API, maaaring suriin ng system ang cache upang makita kung ang tugon ay nakaimbak na doon. Kung oo, maaaring ihatid ng system ang tugon mula sa cache sa halip na muling iproseso ang kahilingan.
Sa konklusyon, ang pag-cache ay isang mahalagang pamamaraan para sa pagpapabuti ng pagganap ng application at system sa pamamagitan ng pagbawas sa oras na kinakailangan upang ma-access ang madalas na ginagamit na data. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng data sa isang cache, maaaring makuha ng mga system ang data nang mas mabilis at bawasan ang pag-load sa mga backend server.
Mga Benepisyo ng Caching
Ang pag-cache ay isang pamamaraan na maaaring magdala ng maraming benepisyo sa mga application sa pamamagitan ng pagpapabuti ng kanilang pagganap, pagbabawas ng mga gastos, at pagtaas ng throughput. Narito ang ilan sa mga pinakamahalagang benepisyo ng pag-cache:
Pinagbuting Pagganap
Ang isa sa mga pangunahing benepisyo ng pag-cache ay maaari nitong makabuluhang mapabuti ang pagganap ng mga application. Ito ay dahil ang pagbabasa ng data mula sa isang in-memory na cache ay mas mabilis kaysa sa pag-access ng data mula sa isang disk-driven na data store. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng madalas na naa-access na data sa RAM, binabawasan ng caching ang latency na nauugnay sa pag-access ng data mula sa mas mabagal, mas matagal na storage device. Maaari nitong mapahusay ang karanasan ng user at mapataas ang kahusayan ng mga kritikal na proseso ng negosyo.
Sulit
Makakatulong din ang pag-cache na bawasan ang mga gastos na nauugnay sa paggamit ng database. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng mga madalas na naa-access na data sa memorya, binabawasan ng caching ang dami ng beses na kailangang kunin ang data mula sa isang database. Makakatulong ito na bawasan ang load sa database server, na makakatulong naman na mabawasan ang paggamit at gastos ng database.
Mas Mataas na Throughput
Makakatulong din ang pag-cache na mapataas ang throughput, na kung saan ay ang dami ng data na maaaring iproseso ng isang system sa isang partikular na tagal ng oras. Sa pamamagitan ng pag-iimbak ng mga madalas na naa-access na data sa memorya, ang pag-cache ay maaaring makatulong na bawasan ang dami ng oras na kinakailangan upang makuha ang data mula sa isang database o iba pang storage device. Makakatulong ito na mapataas ang kabuuang throughput ng isang application.
Maaaring magkaroon ng maraming anyo ang pag-cache, kabilang ang web cache, distributed cache, at in-memory cache. Kasama sa ilang sikat na solusyon sa pag-cache ang Redis, Memcached, at Hazelcast. Gumagamit din ang mga content delivery network (CDNs) ng caching upang mag-imbak ng madalas na ma-access na nilalaman sa mga lokasyong heograpikal na ipinamamahagi, binabawasan ang mga oras ng pagkarga at pagprotekta laban sa mga cyberattack.
Sa pangkalahatan, ang pag-cache ay isang mahusay na pamamaraan na maaaring magdala ng maraming benepisyo sa mga application. Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng pagganap, pagbabawas ng mga gastos, at pagtaas ng throughput, makakatulong ang caching na matiyak na ang mga application ay mabilis, mahusay, at maaasahan.
Pag-cache ng Pinakamahuhusay na Kasanayan
Ang pag-cache ay isang mahusay na tool para sa pagpapabuti ng pagganap at scalability ng mga web application. Gayunpaman, upang lubos na mapakinabangan ang pag-cache, mahalagang sundin ang ilang pinakamahuhusay na kagawian. Sa seksyong ito, tatalakayin natin ang ilan sa mga pinakamahusay na kagawian para sa pag-cache.
Cache Invalidation
Ang cache invalidation ay ang proseso ng pag-alis ng lipas o luma na data mula sa cache. Mahalagang mapawalang-bisa ang cache kapag nagbago ang data, upang matiyak na napapanahon ang naka-cache na data. Mayroong ilang mga paraan upang mapawalang-bisa ang cache:
- Time-to-Live (TTL): Magtakda ng limitasyon sa oras kung gaano katagal maiimbak ng cache ang data. Pagkatapos mag-expire ang TTL, mawawalan ng bisa ang cache.
- Cache-Control Header: Gamitin ang Cache-Control header upang tukuyin kung gaano katagal maiimbak ng cache ang data. Ang header na ito ay maaari ding gamitin upang tukuyin ang iba pang mga setting na nauugnay sa cache, gaya ng kung ang cache ay maaaring ibahagi sa pagitan ng maraming user o kung ang cache ay dapat na muling i-validate bago ihatid ang data.
- Manu-manong Pagwawalang-bisa: I-invalidate ang cache nang manu-mano kapag nagbago ang data. Magagawa ito sa pamamagitan ng pagpapadala ng kahilingan sa server na may partikular na header na nagsasabi sa server na i-invalidate ang cache.
Mga Patakaran sa Pagpapalit ng Cache
Tinutukoy ng mga patakaran sa pagpapalit ng cache kung aling mga item ang dapat alisin sa cache kapag puno na ang cache. Mayroong ilang mga patakaran sa pagpapalit ng cache, bawat isa ay may sariling mga pakinabang at disadvantages. Ang ilan sa mga pinakakaraniwang patakaran ay:
- Least Recently Used (LRU): Alisin ang pinakakaunting ginamit na item mula sa cache.
- First-In-First-Out (FIFO): Alisin ang pinakalumang item mula sa cache.
- Least Frequently Used (LFU): Alisin ang hindi gaanong madalas na ginagamit na item mula sa cache.
Cache-Control Header
Ang Cache-Control header ay isang HTTP header na kumokontrol sa pag-uugali ng pag-cache. Magagamit ito upang tukuyin kung gaano katagal maiimbak ng cache ang data, kung maibabahagi ba ang cache sa pagitan ng maraming user, at kung dapat muling i-validate ang cache bago ihatid ang data. Ang Cache-Control header ay maaari ding gamitin upang tukuyin ang iba pang mga setting na nauugnay sa cache, tulad ng kung ang cache ay dapat mag-imbak ng data sa disk o sa memorya.
Ibang Considerations
Kapag nagpapatupad ng caching, may ilang iba pang mga pagsasaalang-alang na dapat tandaan:
- Lokasyon ng Cache: Isaalang-alang kung saan iimbak ang cache. Ang pag-cache ay maaaring gawin sa pangunahing memorya, sa hard drive, o sa isang content delivery network (CDN).
- Memory Management Unit (MMU): Isaalang-alang ang MMU kapag nag-cache sa pangunahing memorya. Ang MMU ay may pananagutan sa pamamahala ng paglalaan ng memorya at maaaring makaapekto sa pagganap ng cache.
- Back-End Database: Isaalang-alang ang back-end database kapag nag-cache. Kung ang data sa cache ay hindi syncnaka-hronize sa back-end na database, maaari itong humantong sa mga hindi pagkakapare-pareho.
- Pag-cache ng CDN: Isaalang-alang ang pag-cache ng CDN kapag gumagamit ng CDN. Maaaring mapabuti ng CDN caching ang pagganap ng cache sa pamamagitan ng pag-iimbak ng data na mas malapit sa user.
- DNS Caching: Isaalang-alang ang DNS caching kapag gumagamit ng CDN. Maaaring bawasan ng DNS caching ang latency ng mga DNS lookup at pagbutihin ang pagganap ng cache.
Sa konklusyon, ang caching ay isang mahusay na tool para sa pagpapabuti ng pagganap at scalability ng mga web application. Sa pamamagitan ng pagsunod sa pinakamahuhusay na kagawian para sa pag-cache, gaya ng hindi wastong pag-cache, mga patakaran sa pagpapalit ng cache, at paggamit sa header ng Cache-Control, matitiyak mong mahusay at epektibo ang iyong cache.
Mga Teknolohiya ng Caching
Ang pag-cache ay isang mahalagang teknolohiya na nagpapahusay sa pagganap ng application sa pamamagitan ng pagbawas sa oras ng pagtugon ng madalas na naa-access na data. Ang mga teknolohiya sa pag-cache ay maaaring uriin sa apat na kategorya: In-Memory Caching, Proxy Caching, CDN Caching, at Browser Caching.
In-Memory Caching
Ang In-Memory Caching ay nag-iimbak ng mga madalas na ina-access na data sa pansamantalang memorya, tulad ng DRAM, upang bawasan ang oras na kinakailangan upang makuha ang data mula sa mas mabagal na storage device. Ang teknolohiyang ito ay ginagamit sa iba't ibang mga application, tulad ng session management, key-value data store, at NoSQL database. Ang In-Memory Caching ay maaaring makabuluhang bawasan ang oras ng pagtugon ng isang application at mapabuti ang karanasan ng user.
Proxy Caching
Ang Proxy Caching ay nag-iimbak ng mga madalas na ina-access na data sa isang proxy server sa pagitan ng kliyente at ng server. Kapag humiling ng data ang isang kliyente, sinusuri ng proxy server ang cache nito upang makita kung available ang hiniling na data. Kung magagamit ang data, ibabalik ito ng proxy server sa kliyente nang hindi ipinapasa ang kahilingan sa server. Maaaring mapabuti ng Proxy Caching ang pagganap ng application sa pamamagitan ng pagbawas sa paggamit ng bandwidth at oras ng pagtugon ng server.
Pag-cache ng CDN
Ang mga tindahan ng CDN Caching ay madalas na nag-a-access ng data sa maraming mga server na ipinamamahagi sa buong mundo. Kapag humiling ng data ang isang kliyente, ibinabalik ng CDN server na pinakamalapit sa kliyente ang data. Maaaring mapabuti ng CDN Caching ang pagganap ng application sa pamamagitan ng pagbawas sa oras ng pagtugon at paggamit ng bandwidth ng server. Ang CDN Caching ay karaniwang ginagamit para sa nilalamang multimedia, tulad ng mga larawan at video.
Pag-cache ng Browser
Ang Browser Caching ay nag-iimbak ng mga madalas na ina-access na data sa browser ng kliyente. Kapag humiling ng data ang isang kliyente, sinusuri ng browser ang cache nito upang makita kung available ang hiniling na data. Kung magagamit ang data, ibabalik ito ng browser sa kliyente nang hindi hinihiling ito mula sa server. Maaaring mapabuti ng Browser Caching ang karanasan ng user sa pamamagitan ng pagbawas sa oras ng pagtugon ng application at paggamit ng bandwidth.
Ang mga teknolohiya sa pag-cache ay mahalaga para sa pagpapabuti ng pagganap ng application at pagbabawas ng oras ng pagtugon ng madalas na ina-access na data. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga teknolohiya sa pag-cache, ang mga developer ay maaaring makabuluhang mapabuti ang karanasan ng gumagamit at bawasan ang paggamit ng bandwidth ng server.
Maraming Pagbasa
Ang pag-cache ay ang proseso ng pag-iimbak ng isang subset ng data sa isang high-speed na layer ng storage ng data, na karaniwang lumilipas sa kalikasan, upang ang mga kahilingan sa hinaharap para sa data na iyon ay maihatid nang mas mabilis kaysa sa posible sa pamamagitan ng pag-access sa pangunahing lokasyon ng storage ng data. Nagbibigay-daan ito para sa mahusay na muling paggamit ng dati nang nakuha o nakalkulang data (pinagmulan: AWS). Sa pag-compute, ang cache ay isang bahagi ng hardware o software na nag-iimbak ng data upang mas mabilis na maihatid ang mga kahilingan sa hinaharap para sa data na iyon. Ang data na nakaimbak sa isang cache ay maaaring resulta ng isang naunang pagkalkula o isang kopya ng data na nakaimbak sa ibang lugar (pinagmulan: Wikipedia)).
Mga kaugnay na tuntunin sa Pagganap ng Website