Önbelleğe alma, verileri orijinal kaynağından almak için gereken süreyi azaltmak için sık erişilen verileri geçici bir depolama konumunda (önbellek) depolama işlemidir.
Önbelleğe alma, gelecekte daha hızlı erişilebilmesi için bilgileri depolamanın bir yoludur. Bu, her okumak istediğinizde kütüphaneye gitmek yerine, sık sık okuduğunuz bir kitabın bir kopyasını başucu masanızda bulundurmak gibi bir şey. Aynı şekilde, bir web sitesini ziyaret ettiğinizde, bilgisayarınız web sitesinin bazı bilgilerini depolar, böylece bir sonraki ziyaretinizde site daha hızlı yüklenebilir.
Önbelleğe alma, günlük çevrimiçi deneyimimizin ayrılmaz bir parçası haline gelen bir süreçtir. Sık erişilen verilerin geçici bir depolama alanı olan önbellekte saklanması yöntemidir. Bu, verilere daha hızlı erişimi kolaylaştırarak uygulama ve sistem performansını iyileştirir. Önbelleğe alma, web tarayıcılarında, sunucularda ve içerik dağıtım ağlarında yaygın olarak kullanılır.
Önbelleğe alma, daha önce alınan veya hesaplanan verileri verimli bir şekilde yeniden kullanmanızı sağlar, böylece verilere erişmek için gereken süreyi azaltır. Daha önce erişilen veriler için bir istek yapıldığında, önbellek, verileri birincil depolama konumundan almaya gerek kalmadan isteğe doğrudan yanıt verebilir. Bu, daha hızlı yanıt süreleri ve azaltılmış gecikme ile sonuçlanır. Önbelleğe alma, web sitesi performansını artırmak için sunucularda yaygın olarak kullanılır ve RAM'de veya bir diskte uygulanabilir.
Genel olarak, önbelleğe alma, çevrimiçi verilere erişme biçimimizde devrim yaratan önemli bir süreçtir. Modern bilgi işlemin temel bir parçası haline geldi ve verilere daha hızlı ve daha verimli bir şekilde erişmemizi sağladı. Önbelleğe alma, gecikmeyi azaltarak ve sistem performansını iyileştirerek hem işletmeler hem de bireyler için önemli bir araç haline geldi.
Önbellekleme Nedir?
Tanım
Önbelleğe alma, sık kullanılan verilerin önbellek adı verilen geçici bir depolama alanında saklanması işlemidir. Önbelleğe almanın amacı, verilere erişmek için gereken süreyi azaltarak uygulama ve sistem performansını iyileştirmektir. Önbellekte depolanan veriler için bir istek yapıldığında, sistem verileri orijinal kaynağından almak yerine önbellekten alabilir, bu daha yavaş olabilir.
Önbelleğe Alma Nasıl Çalışır?
Veriler için bir istek yapıldığında, sistem verilerin zaten orada depolanıp depolanmadığını görmek için önbelleği kontrol eder. Varsa, sistem verileri önbellekten alır ve kullanıcıya sunar. Veri önbellekte değilse, sistem onu orijinal kaynağından alır ve ileride kullanmak üzere önbellekte saklar. Veriler bir sonraki istendiğinde, orijinal kaynağından getirilmesinden daha hızlı olan önbellekten sunulacaktır.
Önbellek Çeşitleri
Bellek önbelleğe alma, bellek içi önbelleğe alma ve disk önbelleğe alma dahil olmak üzere çeşitli önbelleğe alma türleri vardır. Bellek önbelleğe alma, verileri diskte depolamaktan daha hızlı olan sistemin önbelleğinde depolar. Bellek içi önbelleğe alma, verileri önbelleğe alma işleminden bile daha hızlı olan sistemin RAM'inde depolar. Disk önbelleğe alma, verileri önbelleğe alma işleminden daha yavaş olan ancak daha fazla veri depolayabilen diskte depolar.
Önbelleğe alma, web tarayıcısı, web sunucusu, CDN (İçerik Dağıtım Ağı) ve kaynak sunucu dahil olmak üzere farklı düzeylerde de yapılabilir. Web tarayıcıları, web sunucusuna yapılan isteklerin sayısını azaltmak için HTML'yi, resimleri ve kodu önbelleğe alır. Web sunucuları, CPU üzerindeki yükü azaltmak ve uygulama performansını artırmak için yanıt verilerini önbelleğe alır. CDN'ler, gecikmeyi azaltmak ve kullanıcı deneyimini iyileştirmek için içeriği önbelleğe alır. Origin sunucuları, arka uç sunucularındaki yükü azaltmak ve uygulama performansını artırmak için verileri önbelleğe alır.
API'ler, performansı artırmak için önbelleğe almayı da kullanabilir. Bir API isteği yapıldığında sistem, yanıtın zaten burada depolanıp depolanmadığını görmek için önbelleği kontrol edebilir. Öyleyse, sistem, isteği yeniden işlemek yerine önbellekten gelen yanıtı sunabilir.
Sonuç olarak, önbelleğe alma, sık kullanılan verilere erişmek için gereken süreyi azaltarak uygulama ve sistem performansını iyileştirmek için değerli bir tekniktir. Verileri bir önbellekte depolayarak, sistemler verileri daha hızlı alabilir ve arka uç sunucularındaki yükü azaltabilir.
Önbelleğe Alma Avantajları
Önbelleğe alma, performanslarını iyileştirerek, maliyetleri düşürerek ve verimi artırarak uygulamalara sayısız fayda sağlayabilen bir tekniktir. Önbelleğe almanın en önemli faydalarından bazıları şunlardır:
Geliştirilmiş Performans
Önbelleğe almanın birincil faydalarından biri, uygulamaların performansını önemli ölçüde artırabilmesidir. Bunun nedeni, bellek içi bir önbellekten veri okumanın, diskle çalışan bir veri deposundaki verilere erişmekten çok daha hızlı olmasıdır. Önbelleğe alma, sık erişilen verileri RAM'de depolayarak, daha yavaş, daha uzun süreli depolama aygıtlarından verilere erişimle ilişkili gecikmeyi azaltır. Bu, kullanıcı deneyimini iyileştirebilir ve kritik iş süreçlerinin verimliliğini artırabilir.
Uygun Maliyetli
Önbelleğe alma, veritabanı kullanımıyla ilişkili maliyetlerin düşürülmesine de yardımcı olabilir. Önbelleğe alma, sık erişilen verileri bellekte depolayarak, verilerin bir veritabanından alınması gerekme sayısını azaltır. Bu, veritabanı sunucusu üzerindeki yükün azaltılmasına yardımcı olabilir ve bu da veritabanı kullanımının ve maliyetlerinin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Daha Yüksek Verim
Önbelleğe alma, belirli bir süre içinde bir sistem tarafından işlenebilen veri miktarı olan verimi artırmaya da yardımcı olabilir. Önbelleğe alma, sık erişilen verileri bellekte depolayarak, bir veritabanından veya başka bir depolama aygıtından veri almak için gereken süreyi azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, bir uygulamanın genel verimini artırmaya yardımcı olabilir.
Önbelleğe alma, web önbelleği, dağıtılmış önbellek ve bellek içi önbellek gibi birçok biçimde olabilir. Bazı popüler önbelleğe alma çözümleri arasında Redis, Memcached ve Hazelcast bulunur. İçerik dağıtım ağları (CDN'ler), sık erişilen içeriği coğrafi olarak dağıtılmış konumlarda depolamak, yükleme sürelerini azaltmak ve siber saldırılara karşı koruma sağlamak için önbelleğe almayı da kullanır.
Genel olarak, önbelleğe alma, uygulamalara çok sayıda fayda sağlayabilen güçlü bir tekniktir. Önbelleğe alma, performansı iyileştirerek, maliyetleri düşürerek ve verimi artırarak uygulamaların hızlı, verimli ve güvenilir olmasını sağlamaya yardımcı olabilir.
En İyi Uygulamaları Önbelleğe Alma
Önbelleğe alma, web uygulamalarının performansını ve ölçeklenebilirliğini geliştirmek için güçlü bir araçtır. Ancak, önbelleğe alma işleminden tamamen yararlanmak için bazı en iyi uygulamaları takip etmek önemlidir. Bu bölümde, önbelleğe alma için en iyi uygulamalardan bazılarını tartışacağız.
Önbelleği Geçersiz Kılma
Önbelleği geçersiz kılma, eski veya güncelliğini yitirmiş verileri önbellekten kaldırma işlemidir. Önbelleğe alınan verilerin güncel olduğundan emin olmak için veriler değiştiğinde önbelleği geçersiz kılmak önemlidir. Önbelleği geçersiz kılmanın birkaç yolu vardır:
- Yaşam Süresi (TTL): Önbelleğin verileri ne kadar süreyle saklayabileceğine ilişkin bir zaman sınırı ayarlayın. TTL'nin süresi dolduktan sonra önbellek geçersiz kılınacaktır.
- Önbellek Denetimi Başlığı: Önbelleğin verileri ne kadar süreyle saklayabileceğini belirtmek için Cache-Control başlığını kullanın. Bu başlık, önbelleğin birden çok kullanıcı arasında paylaşılıp paylaşılamayacağı veya verileri sunmadan önce önbelleğin yeniden doğrulanması gerekip gerekmediği gibi önbellekle ilgili diğer ayarları belirtmek için de kullanılabilir.
- Manuel Geçersiz Kılma: Veriler değiştiğinde önbelleği manuel olarak geçersiz kılın. Bu, sunucuya önbelleği geçersiz kılmasını söyleyen belirli bir başlığa sahip bir istek gönderilerek yapılabilir.
Önbellek Değiştirme Politikaları
Önbellek değiştirme ilkeleri, önbellek dolduğunda önbellekten hangi öğelerin çıkarılması gerektiğini belirler. Her biri kendi avantaj ve dezavantajlarına sahip birkaç önbellek değiştirme ilkesi vardır. En yaygın politikalardan bazıları şunlardır:
- En Az Son Kullanılan (LRU): En son kullanılan öğeyi önbellekten kaldırın.
- İlk Giren İlk Çıkar (FIFO): Önbellekten en eski öğeyi kaldırın.
- En Az Sık Kullanılan (LFU): En az kullanılan öğeyi önbellekten kaldırın.
Önbellek Denetimi Başlığı
Cache-Control başlığı, önbelleğe alma davranışını kontrol eden bir HTTP başlığıdır. Önbelleğin verileri ne kadar süreyle saklayabileceğini, önbelleğin birden çok kullanıcı arasında paylaşılıp paylaşılamayacağını ve verileri sunmadan önce önbelleğin yeniden doğrulanması gerekip gerekmediğini belirtmek için kullanılabilir. Cache-Control başlığı, önbelleğin verileri diskte mi yoksa bellekte mi depolaması gerektiği gibi önbellekle ilgili diğer ayarları belirtmek için de kullanılabilir.
diğer Hususlar
Önbelleğe almayı uygularken akılda tutulması gereken birkaç başka husus vardır:
- Önbellek Konumu: Önbelleği nerede saklayacağınızı düşünün. Önbelleğe alma, ana bellekte, sabit sürücüde veya bir içerik dağıtım ağında (CDN) yapılabilir.
- Bellek Yönetim Birimi (MMU): Ana bellekte önbelleğe alırken MMU'yu göz önünde bulundurun. MMU, bellek tahsisini yönetmekten sorumludur ve önbelleğin performansını etkileyebilir.
- Arka Uç Veritabanı: Önbelleğe alırken arka uç veritabanını göz önünde bulundurun. Önbellekteki veriler değilse syncarka uç veritabanıyla aynı hizaya geldiğinde tutarsızlıklara yol açabilir.
- CDN Önbelleğe Alma: Bir CDN kullanırken CDN'yi önbelleğe almayı düşünün. CDN önbelleğe alma, verileri kullanıcıya daha yakın depolayarak önbelleğin performansını artırabilir.
- DNS Önbelleğe Alma: Bir CDN kullanırken DNS'yi önbelleğe almayı düşünün. DNS önbelleğe alma, DNS aramalarının gecikmesini azaltabilir ve önbelleğin performansını artırabilir.
Sonuç olarak, önbelleğe alma, web uygulamalarının performansını ve ölçeklenebilirliğini geliştirmek için güçlü bir araçtır. Önbelleği geçersiz kılma, önbellek değiştirme ilkeleri gibi önbelleğe almayla ilgili en iyi uygulamaları izleyerek ve Cache-Control üstbilgisini kullanarak, önbelleğinizin verimli ve etkili olmasını sağlayabilirsiniz.
Önbelleğe Alma Teknolojileri
Önbelleğe alma, sık erişilen verilerin yanıt süresini azaltarak uygulama performansını artıran çok önemli bir teknolojidir. Önbelleğe alma teknolojileri dört kategoriye ayrılabilir: Bellek İçi Önbelleğe Alma, Proxy Önbelleğe Alma, CDN Önbelleğe Alma ve Tarayıcı Önbelleğe Alma.
Bellek İçi Önbelleğe Alma
Bellek İçi Önbelleğe Alma, daha yavaş depolama aygıtlarından veri almak için gereken süreyi azaltmak için sık erişilen verileri DRAM gibi geçici bellekte depolar. Bu teknoloji, oturum yönetimi, anahtar/değer veri depoları ve NoSQL veritabanları gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır. Bellek İçi Önbelleğe Alma, bir uygulamanın yanıt süresini önemli ölçüde azaltabilir ve kullanıcı deneyimini iyileştirebilir.
Proxy Önbelleğe Alma
Proxy Önbelleğe Alma, sık erişilen verileri istemci ile sunucu arasında bir proxy sunucusunda depolar. Bir istemci veri istediğinde, proxy sunucusu istenen verinin mevcut olup olmadığını görmek için önbelleğini kontrol eder. Veriler mevcutsa, proxy sunucusu, isteği sunucuya iletmeden istemciye döndürür. Proxy Önbelleğe Alma, bant genişliği kullanımını ve sunucunun yanıt süresini azaltarak uygulama performansını artırabilir.
CDN Önbelleğe Alma
CDN Önbelleğe Alma, sık erişilen verileri dünya genelinde dağıtılan birden çok sunucuda depolar. Bir müşteri veri istediğinde, müşteriye en yakın CDN sunucusu veriyi döndürür. CDN Önbelleğe Alma, sunucunun yanıt süresini ve bant genişliği kullanımını azaltarak uygulama performansını artırabilir. CDN Önbelleğe Alma, resimler ve videolar gibi multimedya içeriği için yaygın olarak kullanılır.
Tarayıcı Önbelleğe Alma
Tarayıcı Önbelleğe Alma, sık erişilen verileri istemcinin tarayıcısında depolar. Bir müşteri veri istediğinde, tarayıcı istenen verinin mevcut olup olmadığını görmek için önbelleğini kontrol eder. Veriler mevcutsa, tarayıcı onu sunucudan istemeden istemciye döndürür. Tarayıcı Önbelleğe Alma, uygulamanın yanıt süresini ve bant genişliği kullanımını azaltarak kullanıcı deneyimini iyileştirebilir.
Önbelleğe alma teknolojileri, uygulama performansını iyileştirmek ve sık erişilen verilerin yanıt süresini azaltmak için gereklidir. Geliştiriciler, önbelleğe alma teknolojilerini kullanarak kullanıcı deneyimini önemli ölçüde iyileştirebilir ve sunucunun bant genişliği kullanımını azaltabilir.
Daha fazla Okuma
Önbelleğe alma, bir veri alt kümesini, doğası gereği geçici olan yüksek hızlı bir veri depolama katmanında depolama işlemidir, böylece bu veriler için gelecekteki istekler, verilerin birincil depolama konumuna erişilerek mümkün olandan daha hızlı sunulur. Bu, daha önce alınan veya hesaplanan verilerin verimli bir şekilde yeniden kullanılmasına izin verir (kaynak: AWS). Bilgi işlemde, önbellek, verileri depolayan ve bu verilere yönelik gelecekteki taleplere daha hızlı hizmet verilebilmesi için bir donanım veya yazılım bileşenidir. Bir önbellekte depolanan veriler, daha önceki bir hesaplamanın sonucu veya başka bir yerde depolanan verilerin bir kopyası olabilir (kaynak: Vikipedi)).
İlgili Web Sitesi Performansı şartları