Data cache что это

Содержание

В этой статье мы рассмотрим один из секретов высокой масштабируемости и производительности сайтов. Из блога об архитектуре Flickr, на серверах которого размещается более 5 000 000 фотографий, мы узнали, что кэширование и оперативная память играют ключевую роль в масштабируемости и производительности сайта.

Сайт может хранить данные для ускорения обработки последующих запросов на четырёх уровнях:

клиентский;
сетевой;
серверный;
уровень приложения.

Разные страницы веб-сайта зачастую обмениваются одними и теми же ресурсами. Пользователь должен повторно использовать ресурсы во время навигации. Изображения, скрипты и стили можно хранить в кэше месяцами, а сама страница документа может кэшироваться в течение нескольких минут в клиентском браузере.

Кэш на клиентском уровне

Заголовки HTTP отвечают за определение возможности кэширования ответа и за определение срока хранения данных. Следующий пример заголовка Cache-control указывает, что ответ может находиться в кэше в течение 7 дней. Браузер отправит повторный запрос на хранение данных, если срок хранения истечёт или пользователь целенаправленно обновит страницу.

What is Caching and How does it work?

На данный момент этот блок не поддерживается, но мы не забыли о нём! Наша команда уже занята его разработкой, он будет доступен в ближайшее время.

Ответ также может включать заголовок Last-Modified или Etag . Эти заголовки нужны для проверки возможности повторного использования данных. Статус ответа 304 указывает, что содержимое не изменилось и повторная загрузка не требуется. Обратите внимание на парные заголовки Last-Modified и If-Modified-Since , а также на даты ниже:

Сайт с продуманными HTTP-заголовками обретёт больший успех у пользователей. Кроме того, браузер сэкономит время и пропускную способность.

Кэш на сетевом уровне

Согласно Википедии, Сеть Доставки Контента (CDN) — географически распределённая сетевая инфраструктура, позволяющая оптимизировать доставку и дистрибуцию контента конечным пользователям в сети Интернет. Иначе говоря, CDN — это распределённое хранение и использование кэша.

Директива HTTP-заголовка Cache-control: public позволяет различным частям сети кэшировать ответ. С помощью заголовка Cache-Control: public, max-age=31536000 находят ресурсы, которые хранятся в течение одного года.

Возможно, вы уже знакомы с другими директивами заголовков. Существует также ещё один мощный заголовок, для обработки аутентифицированных и других видов динамических ответов.

Кэш на серверном уровне

Помимо настройки правильных заголовков ответа и обработки заголовков запроса, есть много разных моментов, которые вы могли бы улучшить на стороне сервера и приложения.

Первый подход к более быстрым ответам и экономии ресурсов — настройка кэш-сервера между приложением и клиентом.

Caching — Simply Explained

Такие инструменты, как Varnish, Squid и nginx кэшируют изображения, скрипты и прочее содержимое, которое требуется пользователям. Следующая настройка nginx собирает кэш, опираясь только на HTTP-заголовки в приложении.

proxy_cache_path /path/to/cache keys_zone=my_cache:10m; server < location / < proxy_cache my_cache; proxy_pass http://aplication; >>

Существует ещё одна директива, которая называется proxy_cache_lock , которая позволяет прокси-серверу делегировать только первый из похожих клиентских запросов за один раз для приложения. Если директива установлена, клиенты будут получать ответ при возврате первого запроса.

Еще по теме: Сколько стоят Триколор ТВ

Этот простой, но мощный механизм позволяет избежать беспорядка на стороне приложения при большом количестве запросов, когда заканчивается срок хранения контента.

Идея последнего, но не менее важного подхода заключается в том, что прокси-сервер может улучшить отказоустойчивость приложения. Существуют флаги директивы proxy_cache_use_stale для доставки контента с истёкшим сроком актуальности, когда приложение возвращает статус ошибки или когда связь между прокси-сервером и приложением не работает должным образом.

В руководстве по кэшированию с NGINX и NGINX Plus содержится более подробная информация и параметры конфигурации.

Кэш на уровне приложения

Кэширование приложения сокращает время выполнения определённых операций. В качестве примера можно привести комплексные вычисления, запросы данных к другим службам или общие данные, используемые в одинаковых запросах.

Мемоизация

В приведённом выше коде на Ruby используется простой метод мемоизации, который сохраняет цену продукта, чтобы избежать дополнительных вычислений. Эта функция сохранит данные в экземпляре объекта и сэкономит ресурсы во время обработки запроса.

Эту функцию можно вызывать из любого места кода. Однако использование такой техники вызывает определённые проблемы. Важно помнить, что ваши данные не будут иметь срока актуальности. То есть глобальная мемоизация кода будет оставаться в памяти в течение всего цикла работы приложения.

Интеллектуальное кэширование в памяти

cache.fetch(«category-tax-#», expires_in: 1.minute) do CategoryTax.new(category_id) end

В приведённом выше коде используется API кэширования Rails для хранения и повторного использования метки категории в течение одной минуты во время обработки запросов. Ключом кэша для идентификации данных является category_id . Этот метод используется для экономии ресурсов, времени и уменьшения объёма запросов к внешней службе меток категорий.

Многие библиотеки предоставляют этот шаблон, но память приложения — не бесконечный ресурс. Например, менеджер кэша для Node не управляет объёмом потребляемой памяти. Также это может стать проблемой, если ваше приложение кэширует данные в больших объёмах, потребляя всю доступную память.

Кэширование данных Rails умным образом сокращает хранящиеся данные, когда они превышают выделенный размер памяти, удаляя давно неиспользуемые записи. Это позволяет кэшировать постоянные данные, не указывая срока их актуальности.

Совместное кэширование

Умение обращаться с растущим количеством пользователей и запросов — важный объект веб-разработки. Один из способов масштабирования приложения — добавление экземпляров приложения (горизонтальное масштабирование). Как вы, наверно, догадались, простой кэш в памяти не может использоваться несколькими экземплярами.

Приложение двенадцати факторов, методология построения программного обеспечения как службы (SaaS), указывает на то, что приложение никогда не должно предполагать, что все кэшированные в памяти или на диске данные будут доступны при последующих запросах — с большим количеством разнотипных процессов высока вероятность того, что следующий запрос будет обработан другим процессом.

Хранилище со значениями ключей, такое как Memcached или Redis, может использоваться для совместного распределения данных кэша между экземплярами приложения. Эти инструменты имеют разные алгоритмы для сокращения количества кэшированных данных. Хранилища кэша также могут быть устойчивы к ошибкам с репликацией и хранением данных. Алгоритмы настолько сильно различаются, что Netflix создала свой собственный инструмент.

Ещё один важный аспект при использовании хранилищ кэша — это состояние гонки, которое происходит, когда разные экземпляры приложения обращаются к некэшированным данным одновременно. API кэширования запросов Rails содержит свойство race_condition_ttl для минимизации этого эффекта.

Упреждение состояния гонки для кэша с несколькими экземплярами приложений является сложной задачей. Оптимальным решением в этом случае выступает обновление данных кэша вне потока приложения и использование кэшированных данных в самом приложении. В архитектуре микросервиса можно защитить связь между приложением и сервисом с помощью nginx, как это описано выше.

Заключение

Надеемся, что эта статья поможет вам понять и выбрать лучшую стратегию для вашего приложения. HTTP-заголовки — это самое простое, что вы можете и должны настроить для оптимизации кэширования вашего приложения. Используйте также и другие стратегии, когда у вас появятся определённые проблемы в производительности, но помните, что преждевременная оптимизация — корень всех бед.

Еще по теме: ТВ культура передача правила жизни

Источник: tproger.ru

Что такое кэширование сайта и почему это важно

Кэширование сайтов — это одна из наиболее полезных технологий. Ее применение делает сайты чрезвычайно быстрыми, что приводит к улучшению SEO и повышению удовлетворенности пользователей. Не говоря уже о более высокой конверсии, которую дает интернет кэш.

Что такое кэширование?

Сама идея реализации кеширования проста. Позвольте мне привести пример.

Если я спрошу вас, сколько будет 5 умножить 3, вы поймете, что правильный ответ 15. При этом не нужно его вычислять — вы просто помните результат, и не осуществляете никакой умственной обработки. Примерно так и работает кеширование.

Сайты тысячи, а иногда и миллионы раз в месяц. Каждый раз, когда браузер запрашивает веб-страницу, сервер должен выполнять кучу сложных вычислений. Он извлекает последние записи, генерирует шапку и подвал сайта, находит виджеты боковой панели и так далее. Но во многих случаях результат вычислений будет неизменным.

Здорово, если бы мы могли заставить сервер запомнить окончательный результат, а не обрабатывать каждый запрос отдельно. Это именно то, что делает кеширование!

Как обслуживаются страницы с кэшем

Интернет кэш — что это такое? Сейчас поясню. Допустим, у вас есть блог с включенным кэшированием. Когда кто-то посещает главную страницу вашего блога в первый раз, он получает ее обычным способом: запрос обрабатывается на сервере, и полученная веб-страница, которая должна быть отображена, преобразуется в HTML-файл и отправляется в браузер посетителя.

Поскольку кэширование включено, сервер сохраняет этот HTML-файл в своей « оперативной памяти » ( или RAM ), это делается очень быстро. В следующий раз, когда вы захотите просмотреть главную страницу, серверу не придется выполнять обработку и преобразование в HTML . Вместо этого он отправит ранее подготовленный HTML-файл в браузер.

Но что, если мой контент изменяется?

Это звучит здорово, но что, если вы включили кэширование, а затем опубликуете новую запись? Не будет ли она находиться вне кэша и не окажется ли невидимой для посетителей? Правильно настроенные системы кэширования прекрасно справляются с такими сценариями.

Система кэширования состоит не только из механизма хранения подготовленных HTML-файлов, но и механизма очистки кэша, когда выполняются определенные условия. Например, происходит публикация нового контента.

Настроенный WordPress , должен очистить интернет кэш главной страницы и страниц архивов, когда будет опубликована хотя бы одна новая запись. При этом он должен оставить все остальные страницы, поскольку они не изменены.

Является ли кэширование эффективным?

Сайт, разработанный и реализованный надлежащим образом, может загружаться всего за две секунды. Разве это недостаточно быстро? Необходимо ли использовать кэширование? Ответ — однозначно, да.

Используя кэширование в браузере и на сервере, вы все равно сможете сократить время загрузки. А когда речь идет о скорости загрузки, всегда стоит сделать так много, как только возможно!

Насколько эффективно кэширование? Согласно недавнему исследованию YUI , кэширование в браузере может увеличить скорость сайта на целых 300%!

Типы кэширования

Существует два типа кэширования — серверный и браузерный. Давайте рассмотрим различия между ними.

Кэширование в браузере

Когда посещаете сайт, вам не только нужно извлечь содержимое просматриваемой страницы. Для этого задействуется куча ресурсов, таких как файлы Javascript , таблицы стилей, шрифты, которые браузер загружает в дополнение к контенту страницы.

Перед тем, как почистить кэш в интернет эксплорер, нужно понимать, что кэширование позволяет браузеру хранить эти файлы какое-то время, поэтому не нужно извлекать их каждый раз, когда вы посещаете сайт. Например, при первом посещении сайта вы получите кучу ресурсов, которые браузер будет кэшировать. Это займет несколько секунд, но в следующий раз, когда зайдете на сайт, вы заметите значительное снижение времени загрузки.

Еще по теме: Билирубин общий ТВ что это такое

Кэширование на сервере

Вместо обработки каждого запроса сервер принимает результаты этих запросов и сохраняет их. Затем он обслуживает сохраненные результаты, делая все намного быстрее.

Возможно, вы столкнетесь с терминами « кэш объектов » и « полный кэш страниц ». Оба обозначают методы кэширования на сервере. Кэш полной страницы — это то, о чем мы говорили до сих пор.

Кэш объектов хранит только фрагменты данных, а не полную страницу. Это может быть полезно при сохранении результата сложных операций, таких как создание меню навигации.

Кэширование в WordPress

Есть три вещи, которые нужно знать о кешировании в WordPress: написание эффективного кода, использование плагинов кэширования и использование встроенного кэша хостинга.

Использование плагинов кэширования WordPress

Самое важное правило – никогда не используйте одновременно больше одного плагина кэша страниц интернета. Это не сделает ваш сайт быстрее, а намного медленнее и в результате просто сломает.

Используйте одновременно только один плагин кэширования. При правильной настройке это поможет значительно ускорить работу сайта. Лучшие плагины кэширования — WP Rocket , W3 Total Cache и WP Super Cache .

Использование кэширования, осуществляемого хостингом

Это относится к сайтам, которые работают на WordPress . Я могу рекомендовать WPEngine , Flywheel и Kinsta . Все они предоставляют превосходные сервисы кэширования.

Системы кэширования, используемые этими хостингами, работают на гораздо более низком уровне по сравнению с плагинами для WordPress , что намного эффективнее. Они настроены специально для работы с WordPress и используемым хостингом, что еще больше увеличивает их ценность.

Если вы используете специализированные WordPress-хостинги , я рекомендую вообще не устанавливать плагин кэширования. Многие из таких хостингов даже запрещают использование плагинов кэширования, чтобы они не снижали эффективности систем кэширования, реализованных провайдером.

Написание эффективного кода

Кеширование данных в Битрикс D7

Аналогом CPHPCache в D7 является класс BitrixMainDataCache. Основные различия в методах в том, что названия методов нового класса пишутся с прописной буквы в соответствии с новыми требования оформления кода. В остальном внешне изменений практически нет:

use BitrixMainDataCache; $cache = Cache::createInstance(); // получаем экземпляр класса if ($cache->initCache(7200, «cache_key»)) < // проверяем кеш и задаём настройки $vars = $cache->getVars(); // достаем переменные из кеша > elseif ($cache->startDataCache()) < // некоторые действия. $cache->endDataCache(array(«key» => «value»)); // записываем в кеш >

Описание параметров метода initCache:

Управляемый кеш

Также в D7 появился удобный доступ к управляемому кешу, объект для управления кешем можно получить из объекта приложения:

$cache = BitrixMainApplication::getInstance()->getManagedCache();

$cache является объектом BitrixMainDataManagedCache.

if ($cache->read($cacheTtl, $cacheId)) < $vars = $cache->get($cacheId); // достаем переменные из кеша > else < // некоторые действия. $cache->set($cacheId, array(«key» => $value)); // записываем в кеш >

Для принудительной очистки кеша по ключу используем:

$cache->clean($cacheId);

Кеширование выборок из БД

В версии 16.5.9 в ORM появилось кеширование выборок из базы данных:

v16.5.9 (beta) 2016-10-20 Разработчикам: в ORM добавлено управляемое кеширование выборок (ключ «cache» в параметрах getList()).

Чтобы закешировать результат getList нужно задать ключ cache. Например, при получении элементов инфоблока:

$query = BitrixIblockElementTable::getList(array( ‘select’ => array(‘ID’, ‘NAME’, ‘XML_ID’), ‘filter’ => array(‘IBLOCK_ID’ => 1), ‘cache’ => array( ‘ttl’ => 60, ‘cache_joins’ => true, ) )); $result = $query->fetch();

Параметров ttl задаётся время жизни кеша, а cache_joins задаёт необходимость кеширования при наличии джойнов. Внутри используется управляемое кеширование. Кеш пишется в папку /bitrix/managed_cache/MYSQL/orm_%имя_таблицы_сущности_orm%/ с ключом md5(%sql-запрос%) .

В настройках CMS (/bitrix/.settings.php) можно задать глобальный диапазон ttl для отдельных таблиц с помощью настройки cache_flags:

. ‘cache_flags’ => array( ‘value’=> array( «b_iblock_element_min_ttl» => 60, «b_iblock_element_max_ttl» => 86400, ) ), .

Для того, чтобы очистить кеш выборок сущности, нужно вызвать метод cleanCache. Например, для элементов инфоблока:

BitrixIblockElementTable::getEntity()->cleanCache();

Источник: mrcappuccino.ru