Кешування — це процес зберігання даних, до яких часто звертаються, у місці тимчасового зберігання (кеші), щоб скоротити час, потрібний для отримання даних із вихідного джерела.
Кешування — це спосіб зберігання інформації для швидшого доступу до неї в майбутньому. Це як зберігати примірник книги, яку ви часто читаєте, на тумбочці біля ліжка замість того, щоб йти до бібліотеки кожного разу, коли ви хочете її прочитати. Таким же чином, коли ви відвідуєте веб-сайт, ваш комп’ютер зберігатиме частину інформації веб-сайту, щоб наступного разу, коли ви відвідуєте, він міг завантажуватися швидше.
Кешування – це процес, який став невід’ємною частиною нашого повсякденного досвіду в Інтернеті. Це спосіб зберігання даних, до яких часто звертаються, у кеш-пам’яті, яка є областю тимчасового зберігання. Це забезпечує швидший доступ до даних, покращуючи продуктивність програм і системи. Кешування широко використовується у веб-браузерах, серверах і мережах доставки вмісту.
Кешування дозволяє ефективно повторно використовувати раніше отримані або обчислені дані, таким чином скорочуючи час, необхідний для доступу до даних. Коли робиться запит на дані, доступ до яких був раніше, кеш-пам’ять може відповісти на запит напряму, без необхідності отримувати дані з основного місця зберігання. Це призводить до швидшого часу відгуку та зменшення затримки. Кешування зазвичай використовується на серверах для покращення продуктивності веб-сайту та може бути реалізовано в оперативній пам’яті або на диску.
Загалом кешування є важливим процесом, який революціонізував спосіб доступу до даних в Інтернеті. Це стало фундаментальною частиною сучасних обчислень, дозволяючи нам отримувати доступ до даних швидше та ефективніше. Завдяки зменшенню затримки та покращенню продуктивності системи кешування стало важливим інструментом як для компаній, так і для окремих осіб.
Що таке кешування?
Визначення
Кешування — це процес зберігання даних, які часто використовуються, у зоні тимчасового зберігання, що називається кеш-пам’яттю. Метою кешування є покращення продуктивності додатків і системи за рахунок скорочення часу, необхідного для доступу до даних. Коли робиться запит на дані, які зберігаються в кеші, система може отримати дані з кешу замість того, щоб отримувати їх із вихідного джерела, що може бути повільнішим.
Як працює кешування?
Коли робиться запит на дані, система перевіряє кеш-пам’ять, щоб побачити, чи дані вже там зберігаються. Якщо так, система отримує дані з кешу та надає їх користувачеві. Якщо даних немає в кеші, система отримує їх із вихідного джерела та зберігає в кеші для подальшого використання. Наступного разу, коли дані запитуватимуться, вони будуть надані з кешу, що швидше, ніж їх отримання з вихідного джерела.
Типи кешування
Існує кілька типів кешування, включаючи кешування пам’яті, кешування в пам’яті та кешування диска. Кешування пам’яті зберігає дані в кеш-пам’яті системи, що швидше, ніж зберігання на диску. Кешування в пам’яті зберігає дані в оперативній пам’яті системи, що навіть швидше, ніж кешування пам’яті. Кешування диска зберігає дані на диску, що повільніше, ніж кешування пам’яті, але може зберігати більше даних.
Кешування також може здійснюватися на різних рівнях, включаючи веб-браузер, веб-сервер, CDN (Мережа доставки вмісту) і вихідний сервер. Веб-браузери кешують HTML, зображення та код, щоб зменшити кількість запитів до веб-сервера. Веб-сервери кешують дані відповідей, щоб зменшити навантаження на центральний процесор і підвищити продуктивність програми. CDN кешують вміст, щоб зменшити затримку та покращити взаємодію з користувачем. Оригінальні сервери кешують дані, щоб зменшити навантаження на внутрішні сервери та підвищити продуктивність програми.
API також можуть використовувати кешування для підвищення продуктивності. Коли робиться запит API, система може перевірити кеш, щоб побачити, чи відповідь уже там зберігається. Якщо це так, система може надати відповідь із кешу замість повторної обробки запиту.
Підсумовуючи, кешування є цінною технікою для покращення продуктивності програм і системи шляхом скорочення часу, необхідного для доступу до часто використовуваних даних. Зберігаючи дані в кеші, системи можуть швидше отримувати дані та зменшувати навантаження на внутрішні сервери.
Переваги кешування
Кешування — це техніка, яка може принести численні переваги програмам, покращуючи їх продуктивність, зменшуючи витрати та збільшуючи пропускну здатність. Ось деякі з найважливіших переваг кешування:
Покращена продуктивність
Однією з головних переваг кешування є те, що воно може значно підвищити продуктивність програм. Це пояснюється тим, що читання даних із кешу в пам’яті відбувається набагато швидше, ніж доступ до даних із дискового сховища даних. Зберігаючи дані, до яких часто звертаються, в оперативній пам’яті, кешування зменшує затримку, пов’язану з доступом до даних із повільніших довготривалих пристроїв зберігання. Це може покращити роботу користувача та підвищити ефективність критичних бізнес-процесів.
Економічно ефективним
Кешування також може допомогти зменшити витрати, пов’язані з використанням бази даних. Зберігаючи дані, до яких часто звертаються, у пам’яті, кешування зменшує кількість разів, які потрібно отримати з бази даних. Це може допомогти зменшити навантаження на сервер бази даних, що, у свою чергу, може допомогти зменшити використання бази даних і витрати.
Вища пропускна здатність
Кешування також може допомогти збільшити пропускну здатність, яка є кількістю даних, які може обробити система за певний проміжок часу. Зберігаючи дані, до яких часто звертаються, у пам’яті, кешування може допомогти скоротити час, необхідний для отримання даних із бази даних або іншого пристрою зберігання. Це може допомогти збільшити загальну пропускну здатність програми.
Кешування може приймати різні форми, включаючи веб-кеш, розподілений кеш і кеш-пам’ять. Деякі популярні рішення для кешування включають Redis, Memcached і Hazelcast. Мережі доставки вмісту (CDN) також використовують кешування для зберігання часто використовуваного вмісту в географічно розподілених місцях, скорочуючи час завантаження та захищаючи від кібератак.
Загалом, кешування є потужною технікою, яка може принести багато переваг додаткам. Підвищуючи продуктивність, знижуючи витрати та збільшуючи пропускну здатність, кешування може допомогти забезпечити швидкість, ефективність і надійність програм.
Найкращі методи кешування
Кешування є потужним інструментом для підвищення продуктивності та масштабованості веб-додатків. Однак, щоб повною мірою використовувати кешування, важливо дотримуватися деяких найкращих практик. У цьому розділі ми обговоримо деякі найкращі методи кешування.
Недійсність кешу
Анулювання кешу — це процес видалення застарілих або застарілих даних із кешу. Важливо зробити кеш недійсним, коли дані змінюються, щоб переконатися, що кешовані дані є актуальними. Є кілька способів зробити кеш недійсним:
- Термін життя (TTL): установіть обмеження часу, протягом якого кеш може зберігати дані. Після закінчення TTL кеш стане недійсним.
- Заголовок Cache-Control: використовуйте заголовок Cache-Control, щоб вказати, як довго кеш може зберігати дані. Цей заголовок також можна використовувати для визначення інших налаштувань, пов’язаних із кеш-пам’яттю, наприклад, чи може кеш-пам’ять спільно використовуватися декількома користувачами чи чи потрібно повторно перевіряти кеш-пам’ять перед наданням даних.
- Анулювання вручну: анулювати кеш вручну, коли дані змінюються. Це можна зробити, надіславши запит на сервер із певним заголовком, який повідомляє серверу зробити кеш недійсним.
Правила заміни кешу
Політики заміни кешу визначають, які елементи слід видалити з кешу, коли кеш заповнений. Існує кілька політик заміни кешу, кожна з яких має свої переваги та недоліки. Деякі з найпоширеніших правил:
- Найменш використовувані (LRU): Видалити з кешу елемент, який використовувався найменше.
- Перший прийшов першим вийшов (FIFO): видалити найстаріший елемент із кешу.
- Найрідше використовувані (LFU): видалення елемента, який використовується найменше, з кешу.
Заголовок Cache-Control
Заголовок Cache-Control — це HTTP-заголовок, який керує поведінкою кешування. Його можна використовувати, щоб вказати, як довго кеш може зберігати дані, чи може кеш використовуватися кількома користувачами та чи потрібно повторно перевіряти кеш перед обслуговуванням даних. Заголовок Cache-Control також можна використовувати для визначення інших параметрів, пов’язаних із кеш-пам’яттю, наприклад, чи має кеш зберігати дані на диску чи в пам’яті.
інші міркування
Під час реалізації кешування слід пам’ятати про кілька інших міркувань:
- Розташування кешу: подумайте, де зберігати кеш. Кешування можна виконувати в основній пам’яті, на жорсткому диску або в мережі доставки вмісту (CDN).
- Блок керування пам'яттю (MMU): враховуйте MMU під час кешування в основній пам’яті. MMU відповідає за керування розподілом пам’яті та може впливати на продуктивність кешу.
- Внутрішня база даних: під час кешування враховуйте базову базу даних. Якщо даних в кеші немає syncхронізовано з серверною базою даних, це може призвести до невідповідностей.
- Кешування CDN: Розгляньте можливість кешування CDN під час використання CDN. Кешування CDN може покращити продуктивність кешу, зберігаючи дані ближче до користувача.
- Кешування DNS: Розгляньте можливість кешування DNS під час використання CDN. Кешування DNS може зменшити затримку пошуку DNS і покращити продуктивність кешу.
Підсумовуючи, кешування є потужним інструментом для покращення продуктивності та масштабованості веб-додатків. Дотримуючись найкращих практик щодо кешування, таких як визнання кешу недійсним, політики заміни кешу та використання заголовка Cache-Control, ви можете переконатися, що ваш кеш є ефективним.
Технології кешування
Кешування — це важлива технологія, яка покращує продуктивність додатків за рахунок скорочення часу відгуку даних, до яких часто звертаються. Технології кешування можна розділити на чотири категорії: кешування в пам’яті, кешування проксі, кешування CDN і кешування браузера.
Кешування в пам'яті
In-Memory Caching зберігає дані, до яких часто звертаються, у тимчасовій пам’яті, наприклад DRAM, щоб скоротити час, необхідний для отримання даних із повільніших пристроїв зберігання. Ця технологія використовується в різних програмах, таких як керування сеансами, сховища даних ключ-значення та бази даних NoSQL. Кешування в пам’яті може значно скоротити час відповіді програми та покращити взаємодію з користувачем.
Кешування проксі
Проксі-кешування зберігає дані, до яких часто звертаються, на проксі-сервері між клієнтом і сервером. Коли клієнт запитує дані, проксі-сервер перевіряє його кеш, щоб побачити, чи доступні запитані дані. Якщо дані доступні, проксі-сервер повертає їх клієнту, не пересилаючи запит на сервер. Кешування проксі-сервера може підвищити продуктивність програми, зменшивши використання пропускної здатності та час відповіді сервера.
Кешування CDN
CDN Caching зберігає дані, до яких часто звертаються, на кількох серверах, розподілених по всьому світу. Коли клієнт запитує дані, сервер CDN, найближчий до клієнта, повертає дані. Кешування CDN може підвищити продуктивність програми, зменшивши час відповіді та використання пропускної здатності сервера. Кешування CDN зазвичай використовується для мультимедійного вмісту, наприклад зображень і відео.
Кешування браузера
Кешування браузера зберігає дані, до яких часто звертаються, у браузері клієнта. Коли клієнт запитує дані, браузер перевіряє свій кеш, щоб перевірити, чи доступні запитані дані. Якщо дані доступні, браузер повертає їх клієнту, не запитуючи їх у сервера. Кешування браузера може покращити взаємодію з користувачем, зменшивши час відповіді програми та використання пропускної здатності.
Технології кешування мають важливе значення для підвищення продуктивності додатків і скорочення часу відгуку даних, до яких часто звертаються. Використовуючи технології кешування, розробники можуть значно покращити роботу користувача та зменшити використання пропускної здатності сервера.
Більше читання
Кешування — це процес зберігання підмножини даних у високошвидкісному рівні зберігання даних, зазвичай тимчасового характеру, щоб майбутні запити на ці дані обслуговувалися швидше, ніж це можливо за допомогою доступу до основного місця зберігання даних. Це дозволяє ефективно повторно використовувати раніше отримані або обчислені дані (джерело: AWS). В обчислювальній техніці кеш — це апаратний або програмний компонент, який зберігає дані, щоб майбутні запити на ці дані могли обслуговуватися швидше. Дані, що зберігаються в кеші, можуть бути результатом попередніх обчислень або копією даних, що зберігаються в іншому місці (джерело: Вікіпедія)).
Відповідні умови роботи веб-сайту