Кэш что: Что такое кэш и зачем он нужен — Журнал «Код»

Кэш — что это такое и как он работает простыми словами

01 июня, 2020

Автор: Maksim

Кэш является важной составляющей большого количества различного программного и аппаратного обеспечения. Он позволяет операционной системе или программе быстрее запускаться и вообще работать.

О том, что он из себя представляет — его определение, как работает и, зачем вообще он нужен, и будет данный материал. Рассмотрим на реальном примере, как это все функционирует.

Из прошлой публикации вы могли узнать, что такое куки файлы. Сегодня мы поговорим о других, не менее важных файлах для компьютеров, ноутбуков, смартфонов или планшетов — кэше. Вы узнаете определение этого термина, зачем он нужен, и как вообще работает.

Содержание

• 1 Что такое кэш — Cache
• 2 Кэш память, что это такое
• 3 Как очищать кэш
• 4 Зачем очищать кэш?
  • 4.1 В заключение

Что такое кэш — Cache

Кэш (cache) — это временные копии файлов какого-либо программного обеспечения, которые хранятся в определенном месте, чтобы к ним был быстрый доступ.

Совокупность временных файлов и место их хранения называется кэшем. Нужен он в первую очередь для быстро доступа к файлам, которые в нем хранятся.

Кэширование — это процесс записи копий файлов в кеш. Происходит в процессе использования операционной системы и отдельных программ, они делают его автоматически, чтобы загружать свои же данные потом из него.

Используется большим количеством различного программного обеспечения. В одной из публикаций я уже затрагивал данную тему, там мы осуждали кэш браузера, рекомендую ее к прочтению.

Как работает Cache:

Большинство программ хранят свои файлы в заархивированном виде или вообще на сервере в интернете. И, когда вы к ним обращаетесь, чтобы достать такие файлы нужно, какое-то время. Чтобы каждый раз не разархивировать их или не скачивать их из интернета заново — они попадают кэш. И, в следующий раз, когда вы к ним обратитесь — данные будут загружаться быстрее.

Большинство кэшированных файлов записываются в оперативную память, т. к. она обладает очень высокой скоростью чтения и записи, все данные из нее считываются очень быстро.

Существует две реализации кэширования данных — аппаратный и программный.

Аппаратная — когда запись временных файлов для быстрого к ним доступа реализована на самом устройстве в виде выделенной на нем памяти. К примеру, на центральном процессоре, аппаратное есть три вида cache памяти, куда попадают данные, это L1, L2 и L3.

Т.е. уже на самом устройстве есть выделенные ячейки памяти, куда он записывает самые важные файлы, чтобы получить к ним быстрый доступ, не обращаясь к другим устройствам в системе.

Программная — такой тип реализации означает выделенную память уже в операционной системе, обычно это простая папка. В зависимости от программы — местоположение кэша может меняться. Браузеры к примеру, хранят его в своих папках в Document and Settings.

Подытожим — Кэш нужен для:

1. Быстрого доступа к файлам
2. Быстрой загрузки программ
3. Экономии трафика
4. Экономии ресурсов системы и в следствии более высокой ее производительности

Кэш память, что это такое

Кэш память — это встроенная в устройство память, выделенная для записи в нее временных файлов для быстрого к ним доступа. Устанавливается на процессоры и другие устройства, позволяет значительно увеличить быстродействие и доступ к необходимым файлам. Часто можно встретить на ССД — до 4 Гб памяти и жестких дисках — до 256 Мб.

При аппаратной реализации временные данные очищаются обычно сами и участия пользователя не требуется, многие даже не подозревают, что такой вид кеша вообще существует.

Как очищать кэш

Очистка таких данных в операционной системе обычно проходит в автоматическом режиме и не требует участия от пользователя лишь за редкими исключениями. Как очистить кэш браузера я уже писал — просто нажмите разом клавиши «CTRL +F5» на активной странице в браузере.

В другом же ПО процесс удаления делается через меню настроек, в самой программе нужно найти соответствующий пункт меню и очистить данные.

Благо в ОС Windows в большинстве своем такая очистка может понадобиться лишь для браузеров.

В IOS на iPhone этот процесс полностью автоматизирован, а вот владельцам Android приходится часто делать эту процедуру вручную. Но, с каждой новой версий и там все становится куда более понятнее и автоматизированнее.

Зачем очищать кэш?

В редких случаях функция кэширования может неправильно работать и загружаться, будет устаревший контент вместо нового, часто такое происходит именно в браузерах. Поэтому его приходится чистить. К примеру, если на каком-либо сайте данные были обновлены, к примеру, загружены новые картинки, изменены стили — браузер может загрузить старую версию.

Чтобы очистить его и загрузить новую страницу достаточно нажать на открытой активной странице «CTRL + F5» и она обновится с новыми данными.

В заключение

Это основные моменты, что нужно знать о кеше. Надеюсь информация оказалась вам полезной и интересной. Приятного вам серфинга в сети и быстрого интернета.

Что такое кэширование сервиса изображений?—ArcGIS Server

Кэширование сервиса изображений улучшает производительность в клиентских приложениях. При кэшировании сервиса изображений сервер предварительно создает листы на разных уровнях масштаба, которые извлекаются быстрее, чем в случае обработки входных данных из набора данных мозаики или набора растровых данных при каждом запросе от ArcGIS Server. Важным аспектом кэша сервиса изображений является то, что поставляемые изображения не обрабатываются на лету. Изображения обрабатывают заранее, чтобы создать листы кэша, которые затем и поставляются.

В результате кэширования сервиса изображений получается сервис изображений двойного назначения, который используется в зависимости от цели. Одна из них – предоставить быстрый доступ к изображению как к сервису листов. Другая цель – предоставить доступ к данным для отправки запросов, загрузки элементов, доступа к отдельным элементам и использованию данных при обработке и анализе.

Весь кэш изображения хранится в виде 8-битовых данных.

Для чего нужно кэшировать сервисы изображений?

Основное преимущество кэширования сервиса – улучшение производительности. Кэшированный сервис изображений строит изображение очень быстро, поскольку ArcGIS Server не приходится создавать изображение динамически. К преимуществам кэшированного сервиса изображений относятся:

• Повышенная производительность работы с базовыми изображениями – если сервис изображений используется в качестве базового изображения (другими словами, как фоновое изображение карты), и пользователи не меняют свойства сервиса изображений, например методы мозаики, и не выполняют запросы, то рекомендуется применять кэширование.
• Пропуск шага создания обзорного изображения – если вы публикуете набор данных мозаики, который будет использоваться как базовое изображение, кэширование может сэкономить вам время, позволяя пропустить шаг создания обзорных изображений для набора данных мозаики. Это относится, например, к случаям, когда вы поставляете коллекцию предварительно обработанных и разбитых на листы ортофотографий или изображений ЦМР с отмывкой.
• Улучшенная производительность для медленно отображаемых форматов – если вы публикуете изображения в медленно отображаемых форматах или форматах с сильным сжатием, то рекомендуется создавать кэш. Если набор данных мозаики работает медленно из-за сложных функциональных связей, то кэширование обеспечит более быстрый доступ к изображениям.

Как создается кэш?

Кэширование не происходит автоматически. Прежде всего нужно опубликовать набор данных мозаики или набор растровых данных в качестве сервиса изображений. Затем нужно задать свойства кэша. После этого можно начать создавать кэш.

При кэшировании сервиса изображений создается коллекция листов на нескольких предварительно заданных уровнях масштаба или с определенными размерами пиксела, аналогично тому, как это делается при кэшировании картографического сервиса. Это позволяет пользователям быстро увеличивать и уменьшать изображение, но только на соответствующих масштабах. Кроме того, кэш сервиса изображений создается с использованием стандартной комбинации канала RGB и метода мозаики.

Схема листов

Выбираемые масштабы и значения параметров кэша определяют схему листов. Схема листов должна совпадать со схемами листов других слоев, которые вы используете. Например, вы можете выбрать хорошо известные схемы листов ArcGIS Online, Bing Maps и Google Maps, чтобы накладывать листы кэша на листы этих картографических онлайн-сервисов. Или создать собственную схему листов специально для вашего веб-приложения. В каждом кэше есть файл схемы листов, который можно импортировать при создании новых кэшей, чтобы все кэши использовали одни и те же размеры листов и масштабы.

Если схема листов не совпадает со схемой листов других слоев в приложении, то вы можете не увидеть кэшированные слои. Это происходит потому, что веб-клиенты часто не могут переработать данные для их отображения на другом уровне (в отличие от ArcGIS Pro).

При создании собственной уникальной схемы листов вы можете выбрать масштабы или размеры пиксела, соответствующие обзорным изображениям набора данных мозаики или пирамидных слоев в наборе растровых данных. Если кэш можно создать на основе обзорного или пирамидного слоя, близкого или совпадающего по интервалу с создаваемым кэшем, качество кэша улучшается; в противном случае есть риск, что лист кэша будет создан из других листов кэша, что может ухудшить качество изображения. Просмотрите исходные данные в ArcGIS Pro на тех же масштабах, что и в схеме листов, чтобы убедиться в их качественном отображении.

Вы также можете задать размер базовой ячейки кэша, указав значение параметра Максимальный размер ячейки источника на странице Дополнительные настройки для кэширования. Вы можете использовать этот параметр, например, для начала построения кэша там, где закончились обзорные или пирамидные слои.

Листы кэша

Листы кэша обрабатываются и хранятся в формате JPEG или PNG, что позволяет серверу распространять эти изображения по запросу.

Кэш хранится в директории кэша вашего сервера. При установке ArcGIS Server директория кэша сервера создается в локальной папке. При добавлении дополнительных ГИС-серверов для поддержки сайта следует настроить общий доступ к директории кэша сервера (используя опции операционной системы, такие как общий доступ к файлам Windows), для того чтобы она была доступна с других задействованных компьютеров.

Чтобы кэш работал оптимально, требуются следующие условия. Для создания листов кэша требуется мощный сервер и некоторое время, а для их хранения нужно оборудование. Вам также может потребоваться выполнять обновление кэша, если, например, исходные данные, такие как набор данных мозаики, редактируется. Если приложение предоставляет изображения для большой области с крупным масштабом, вы можете решить, что время и место, необходимые для создания и обслуживания кэша, перевешивают преимущества, связанные с производительностью.

Более подробно о создании кэша сервиса изображений

Кэширование по запросу

В случае кэширования по запросу вы задаете схему листов и публикуете сервис изображений, но кэш создается только при обращении пользователя обращается к сервису. Первый пользователь, который переходит по карте в область, отсутствующую в кэш, будет вынужден ждать полной прорисовки листов сервером и добавления их в кэш. Затем листы добавляются в папку кэш на сервере и остаются там, пока их не обновит или не удалит администратор сервера. Это означает, что последующие пользователи карты в этой области не должны будут дожидаться создания листа.

При грамотном использовании кэширование по запросу может сэкономить время и место на диске. Многие сервисы изображений содержат пустые или не представляющие интереса области, особенно в крупных масштабах (при увеличении). Кэширование по запросу позволяет исключить ненужные листы, которые не будут прорисовываться и сохраняться, но у пользователя будет возможность просмотреть эти области при первой необходимости.

Существует много рекомендаций по созданию кэша по запросу для картографических сервисов, которые равным образом применимы к сервисам изображений. Дополнительные сведения см. в разделе Кэширование карты по запросу.

Внимание:

Для сервисов изображений, созданных с использованием набора данных мозаики: при создании кэша по запросу или построении одного уровня кэша, вы должны быть уверены в том, что кэш можно создать. Иначе кэш будет пустым. При создании кэша по запросу убедитесь, что изображения видны на каждом уровне. В противном случае постройте обзоры набора данных мозаики или измените другие параметры, которые могут повлиять на видимость изображения. При использовании инструмента Управление листами кэша картографического сервера не создавайте случайные масштабы. Формируйте все масштабы или только мелкий масштаб, если предыдущий крупный масштаб уже был построен.

Следует ли кэшировать сервисы изображений?

Кэш сервиса изображений представляет снимок сервиса в определенный момент времени с одним или тремя каналами с использованием определенного метода мозаика. Из-за этого кэш лучше работает с сервисами изображений, которые редко изменяют данные, например коллекция цифровых ортофотопланов или сервиса изображений с отмывкой.

Если данные изменяются (например, при частых обновлениях), вы можете использовать инструменты кэширования, периодически обновляя кэш с помощью соответствующих инструментов. Также настраивается и график автоматического запуска таких обновлений.

Если исходные данные сервиса изображений должны быть динамическими, и временная задержка недопустима, используйте кэширование по запросу.

Если обновление не поспевает за изменениями или сервис изображений должен часто изменяться с разными свойствами изображений, то сервис изображений не подходит для кэширования.

Более подробно:

При использовании ArcGIS Pro растяжка обычно применяется ко всем растровым данным при их добавлении в отображение, поэтому вы можете заметить, что сервис изображений выглядит в веб-приложении не так, как в ArcGIS Pro. Чтобы он выглядел одинаково, можно экспортировать растяжку, применяемую в ArcGIS Pro, и добавить ее в сервис изображений перед публикацией и кэшированием.

Дополнительные сведения об экспорте растяжек в ArcGIS Pro, см. в разделе Сохранение настроек символов в качестве шаблона.

Дополнительную информацию о применении шаблона функции растра (*.rft.xml) к сервису изображений см. в разделе Параметры управления обработкой «на лету».

Как обновлять кэш сервиса изображений?

Управление кэшем сервиса изображений аналогично управлению кэшем картографического сервиса.

Если для сервисов изображений, созданных на основе наборов данных мозаики, изменяются элементы набора данных мозаики, запустите инструмент Вычислить измененную область для создания класса объектов, определяющего измененные области. Этот класс объектов можно использовать для повторного формирования затронутых листов кэша.

Более подробно об инструментах для обновления кэша

Доступ к кэшированному и некэшированному сервисам изображений

При отображении кэшированного сервиса изображений его функциональность будет ограничена. Например, вы не сможете изменить метод мозаики или метод сжатия передачи. Но вы все равно сможете изменить настройки условных знаков, идентифицировать пикселы, производить запросы к данным и загружать исходные данные.

Если вам нужно работать с сервисом изображений динамически и использовать функции, такие как метод мозаики, вы можете изменить режим работы слоя. Чтобы изменить режим, щелкните правой кнопкой слой сервиса изображений и снимите отметку Включить режим просмотра кэша (Enable Cache View Mode). Чтобы использовать сервис изображений как кэшированный сервис, активируйте эту опцию.

Для доступа к кэшированному сервису изображений в веб-приложении (например, приложении, разработанном с использованием ArcGIS API for JavaScript) используйте класс ArcGISTiledMapServiceLayer, а для доступа к динамическому сервису изображений используйте класс ArcGISImageServiceLayer. Вы также можете получить доступ к кэшированному сервису изображений, используя протокол Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC), Web Map Tile Service (WMTS).

Конечная точка REST сервиса изображений поддерживает как ExportImage для предоставления доступа к динамическому сервису изображений, так и GetTile для предоставления доступа к кэшированному сервису изображений.

Более подробно о доступе к кэшированным сервисам изображений

---

Отзыв по этому разделу?

Кэш — что это такое и как он работает простыми словами. Что такое кэш памяти

Автор Historian Просмотров 156 Опубликовано 08.08.2022

Например, браузеры могут считать, что большие изображения на странице вряд ли будут меняться каждые несколько секунд, поэтому имеет смысл хранить их в кэше, а не загружать с сервера при каждом обращении к ним. Именно поэтому в кэшах часто хранятся изображения, видео, звук и другие декоративные элементы страницы.

Содержание

1. Кэш-память процессора
2. Содержание статьи
3. Что такое кэш-память процессора
4. Какая структура кэш-памяти лучше: двух- или трехуровневая?
5. Как влияет размер кэша на производительность процессора?
6. Что такое кэш — Cache
7. Кэш память, что это такое
8. Как очищать кэш
9. Какая проблема с кэшем
10. Решение — почистить кэш
11. Зачем нужен кэш, если из-за него всё ломается?
12. Что такое кэш-память
13. Как происходит очистка кэша
14. Нужно ли чистить кэш
15. Кэш-память смартфона
16. Краткое резюме

Кэш-память процессора

Кэш играет важную роль. Без него высокая тактовая частота процессоров была бы бесполезна. Кэш позволяет использовать самую «медленную» оперативную память компьютера без существенного снижения производительности.

Из этой статьи читатели узнают, что такое процессорный кэш, как он работает и как влияет на производительность компьютера.

Содержание статьи

Что такое кэш-память процессора

Чтобы решить задачу, процессор компьютера получает необходимые ему блоки информации из основной памяти. После их обработки он записывает результаты вычислений в память и получает следующий блок для обработки. Это продолжается до тех пор, пока работа не будет завершена.

Все вышеперечисленные функции выполняются на очень высокой скорости. Однако даже самая быстрая оперативная память медленнее любого «свободного» процессора. Чтение и запись занимают много времени. В среднем скорость работы оперативной памяти в 16-17 раз ниже, чем скорость работы процессора.

Несмотря на этот дисбаланс, процессор никогда не простаивает и не ждет каждый раз, когда оперативная память «отдает» или «получает» данные. В большинстве случаев он работает на максимальной скорости. И все это благодаря кэш-памяти.

Кэш процессора — это небольшая, но очень быстрая память. Он интегрирован в процессор и действует как буферное пространство для компенсации прерываний данных в самой медленной оперативной памяти. Кэш часто называют супер ОЗУ.

Кэши не только исправляют дисбаланс скорости. Процессоры обрабатывают данные меньшими фрагментами, чем данные, хранящиеся в оперативной памяти. Поэтому кэш также действует как «переупаковка» и временное место для хранения информации, прежде чем информация будет отправлена в центральный процессор, а результаты обработки возвращены в оперативную память.

Когда поступает запрос на предоставление данных ядру, контроллер памяти сначала извлекает данные в кэш первого уровня, затем в кэш второго и третьего уровней.

Статистика показывает, что кэш первого уровня в современных процессорах обеспечивает до 90% обращений к кэшу. Уровни 2 и 3 составляют еще 90% от того, что осталось. Кроме того, только около 1% всех запросов процессора вызывают сбой кэша.

Приведенные выше данные иллюстрируют простую задачу. При увеличении нагрузки на процессор количество отказов кэша увеличивается.

Эффективность кэш-памяти процессора минимизирует влияние скорости памяти на производительность системы. Например, компьютеры одинаково хорошо работают с оперативной памятью 1066 МГц и 2400 МГц. При прочих равных условиях разница в производительности для большинства приложений не превысит 5%.

Наиболее распространенные вопросы, которые задают пользователи, пытаясь оценить производительность кэша, следующие

Какая структура кэш-памяти лучше: двух- или трехуровневая?

Является ли трехуровневый кэш более эффективным?

Чтобы определить влияние L3 на производительность процессора, был проведен эксперимент на сайте Toms Hardware. Эксперимент заключался в измерении производительности процессоров AthlonIIX4 и PhenomIIX4. Ядра обоих процессоров идентичны. Первый отличается от второго только тем, что у него нет кэша L3 и более низкая тактовая частота.

Когда частота обоих процессоров установлена одинаковой, было обнаружено, что процессор phenom улучшает свои показатели на 5,8% благодаря наличию кэша L3. Однако это средний показатель. Для некоторых приложений он был практически нулевым (офисные программы), а для других — более 8% (например, компьютерные игры 3D, архивирование).

Как влияет размер кэша на производительность процессора?

При оценке размера кэша необходимо учитывать характеристики процессора и объем решаемой задачи.

Двухъядерные процессоры редко имеют кэш-память больше 3 МБ. Особенно если тактовая частота ниже 3 ГГц. Производители прекрасно понимают, что дальнейшее увеличение размера кэш-памяти для этих процессоров не приведет к повышению производительности, но значительно увеличит затраты.

Высокочастотные процессоры 4, 6 или 8 ядер — это уже другой вопрос. Некоторые из них (например, Intel Core i7) поддерживают технологию Hyper-Thread, благодаря которой каждое ядро выполняет две задачи одновременно. Конечно, эти особенности процессора невозможно использовать с маленькими кэшами. Поэтому увеличение размера кэша до 15 МБ или 20 МБ вполне оправдано.

Процессоры Intel используют алгоритм заполнения кэша SO -CALLED без исключения, когда содержимое скрытой памяти верхнего уровня (L1, L2) полностью или частично копируется в кэш нижнего уровня (L3). Это в некоторой степени уменьшает полезный объем этого пространства. С другой стороны, системы без исключений оказывают положительное влияние на взаимодействие ядер процессора.

Внутренний объем кэш-памяти некоторых процессоров Intel Xeon составляет 37,5 МБ.

В целом, эксперименты показали, что влияние размера кэша на производительность варьируется в пределах 10% для средних «домашних» процессоров, и что это влияние может быть нивелировано высокой частотой, например

Эффект высокого кэша более выражен при использовании архивирования, 3D-игр и кодирования видео. Для «несфокусированных» приложений различия, как правило, не очевидны (например, офисные приложения, интернет-навигация, работа с фотографиями, прослушивание музыки).

Здесь все зависит от количества ядер и назначения процессора. Перед производителями СРМ стоит задача создать наиболее сбалансированный продукт, отвечающий требованиям пользователей.

Что такое кэш — Cache

Кэш-память — это временные копии файлов программного обеспечения, хранящиеся в определенном месте и поэтому доступные сразу. Набор временных файлов и место их хранения называется кэш-памятью. В основном он используется для быстрого доступа к сохраненным файлам.

Временное хранение — это процесс копирования файлов в кэш. Это происходит при использовании операционной системы, и отдельные программы делают это автоматически, чтобы позже загрузить свои собственные данные.

Он используется многими различными программами. В одном из своих постов я уже затрагивал этот вопрос и определял там кэш браузера. Я рекомендую вам читать дальше.

Как работает кэширование:.

Большинство программ хранят файлы в виде архива или вообще на интернет-сервере. А для извлечения этих файлов после получения доступа к ним требуется много времени. Поэтому вводите кэш каждый раз, когда вам не нужно распаковывать или загружать их из Интернета. Тогда при следующем обращении к ним данные загружаются быстрее.

Сохраненные файлы записываются в оперативную память. Это связано с тем, что скорость чтения очень высокая и все данные считываются очень быстро.

Существует два варианта реализации временного хранения: материальный и программный.

Материалы реализуются в самом устройстве в виде доступной памяти, когда временные файлы регистрируются для быстрого доступа к ним. Например, в центральных процессорах существует три типа кэшей, в которые попадают данные — L1, L2 и L3.

Это означает, что само устройство уже выделило ячейки памяти для записи наиболее важных файлов, чтобы к ним можно было быстро получить доступ, не обращаясь к другим системным устройствам.

Программные — Этот тип реализации предполагает использование эксклюзивной памяти, уже существующей в операционной системе, которая обычно представляет собой простую папку. В зависимости от программного обеспечения расположение кэша может отличаться. Например, программы просмотра хранят его в папке в Documents and Settings.

В целом, кэш необходим для

1. более быстрый доступ к файлам 2. более быстрая загрузка 3. экономия диапазона зон 4. экономия системных ресурсов и, следовательно, производительности.

Кэш память, что это такое

Центральная память используется для хранения и быстрого доступа к временным файлам, так как память встроена в устройство. Подключенный к процессору и другим устройствам, он ускоряет работу и обеспечивает более быстрый доступ к нужным файлам. Часто встречаются в твердотельных накопителях, они оснащены жесткими дисками объемом до 4 Гб и до 256 Мб.

В материальных реализациях временные данные обычно удаляются сами по себе, и вмешательство пользователя не требуется. Многие люди даже не подозревают о существовании этого вида кэша.

Как очищать кэш

Очистка этих данных обычно выполняется автоматически и, за редким исключением, не требует вмешательства пользователя. Мы уже писали о том, как очистить кэш браузера — просто нажмите ‘Ctrl +F5’ на активной странице браузера.

В других программах, напротив, процесс удаления осуществляется через меню «Настройки». В самой программе необходимо найти соответствующий пункт меню для удаления данных. К счастью, в Windows такая очистка требуется только для браузера.

На iPhone iOS этот процесс полностью автоматизирован, в то время как владельцам Android часто приходится выполнять его вручную. Однако во всех новых версиях она стала более понятной и автоматизированной.

Когда один из нукеров звонит контролеру информации, аудитор проверяет, есть ли информация в кэше. Если он там есть, он его возвращает (это называется «распределение кэша») — если нет, ядро ждет, пока медленно движущаяся улитка (оперативная память) предоставит то, что ему нужно. Такая ситуация называется «неисправность кэша».

Какая проблема с кэшем

На первый взгляд, кэш-память в порядке. Данные уже загружены и могут быть восстановлены, не требуя сервера на другой стороне планеты для быстрого доступа к необходимому.

Представьте себе следующую ситуацию. Зайдите в интернет-магазин обуви, в котором вы совершили несколько покупок. или добавлен, но кнопка «Оплатить» не работает. В большинстве случаев причина в том, что это делает ваш браузер.

1. Вы вводите адрес интернет-магазина.
2. Браузер смотрит в кэше, есть ли у него какие-то данные от этого сайта и что у них со сроком годности.
3. В прошлый раз сервер не сказал браузеру, что у скриптов со сроком годности, поэтому браузер считает все скрипты свежими. А на самом деле для корзины сервер уже использует новый скрипт.
4. Браузер берёт старый скрипт из кэша, подгружает с сайта фотки новых товаров и собирает страницу со старым скриптом.
5. Вы нажимаете на кнопку, запускается старый скрипт.
6. Сервер не отвечает, потому что рассчитывает уже на новый скрипт.
7. Через 3 минуты терпение лопается, и вы уходите на Алиэкспресс за комплектом для кастомной клавиатуры.

Решение — почистить кэш

Очистка кэша удаляет из него все данные, которые были сохранены браузером «по всей вероятности». Это означает, что когда браузер обновляет страницу, он заглядывает в кэш, чтобы убедиться, что он пуст, и запрашивает все данные с сервера. Конечно, вы также попадете прямо в кэш, но вы будете знать, что делать в следующий раз.

Чтобы удалить кэш в Safari, нажмите ⌥+⌘+E, в Chrome — Ctrl+Shift+Backspace (⇧+⌘+Backspace) и выберите время, когда вы хотите удалить кэш.

Зачем нужен кэш, если из-за него всё ломается?

На самом деле, не кэш является причиной сбоев, а неправильная работа сервера, который предает страницу. Это происходит потому, что сервер должен сказать браузеру: «Вы можете сохранить это в кэше, что бы это ни было, но не должны».

Во многих случаях разработчики не ужесточают эти настройки, поэтому браузер не получает необходимых инструкций и поэтому сохраняет все постоянно. Тогда приходится вмешиваться, очищать кэш и восстанавливать работоспособность.

-L1 или кэш-память L1 (уровень) — очень маленькая, но самая быстрая и важная микросхема памяти. Ни один процессор не имеет размер более нескольких десятков килобайт. Работает без задержек. Содержит данные, наиболее часто используемые процессором.

Что такое кэш-память

Центральная память — это специальный участок памяти, встроенный в устройство для хранения и быстрого восстановления временных рабочих данных. Он находится в процессоре и других устройствах (оперативная память, жесткие диски) и значительно повышает эффективность и скорость обработки данных, обеспечивая быстрый доступ к нужным файлам. Устройства флэш-памяти (SSD) могут вмещать до 4 ГБ, а жесткие диски (HHD) — до 256 МБ.

Храня материал временно, временные файлы обычно удаляются автоматически без вмешательства пользователя. Во многих случаях пользователи не знают об этой функции системы.

Как происходит очистка кэша

Временные файлы в операционной системе удаляются и, за некоторыми исключениями, не нуждаются в автоматическом контроле. Например, чтобы удалить кэш браузера, достаточно одновременно нажать комбинацию клавиш CTRL + F5 на странице «Открыть Интернет».

В других программах удаление временных данных производится в настройках. Для этого перейдите в соответствующий раздел меню и очистите кэш вручную. В операционных системах Windows, как правило, таким образом удаляется только браузер. На iPhone или iPad iOS этот процесс происходит полностью автоматически, в то время как пользователям устройств Android часто приходится делать это вручную. Однако с каждой новой версией этой операционной системы процесс очистки временных файлов становится все более четким и автоматизированным.

Нужно ли чистить кэш

Хранилище временных файлов может работать некорректно. Это может, например, привести к появлению старомодного контента вместо нового. Это часто случается, особенно в браузерах. По этой причине кэш следует регулярно очищать. Если этого не сделать при обновлении сайта (например, загрузке новых фотографий или изменении стилей), браузер может загрузить более старую версию содержимого.

Чтобы очистить его и загрузить содержимое, просто примените Ctrl + F5 к активному сайту для ввода содержимого, и он загрузится с обновленным содержимым.

Однако большой кэш, как правило, необходим для серверов с высокой нагрузкой и трафиком. В качестве костыля производители предлагают отдельные платы кэш-памяти L4, которые подключаются либо к частному разъему, либо к разъему PCI-E.

Кэш-память смартфона

Современные мобильные телефоны также имеют кэш. Обеспечивает место хранения данных приложения. Данные хранятся в специальном каталоге, чтобы вы могли быстро вернуться к своим файлам. Наглядным примером использования кэша является работа с галереей. После просмотра фотографии устройство сохраняет уменьшенную копию изображения. В кратковременной памяти также хранятся приложения, отчеты и загруженные интернет-ресурсы.

Кэш-память смартфона

Если кэш телефона перегружен, пользователи заметят значительное замедление работы своего мобильного устройства. Могут продолжать возникать программные ошибки, а некоторые приложения могут иногда отказываться запускаться. Для решения проблемы рекомендуется ликвидировать кэш смартфона. Далее следуют подробные инструкции.

Основное назначение кэша — ускорение работы устройства и хранение информации в течение коротких периодов времени. Блоки кэша можно найти в жестком диске, процессоре и видеокарте. Смартфоны также оснащены технологиями. Для обеспечения стабильности работы устройства рекомендуется регулярно удалять настройки памяти операционной системы. Этот процесс часто улучшает производительность.

Эти технологии требуются только для определенных задач, и «домашний» компьютер редко в них нуждается. Другие необходимы для работы программного обеспечения, необходимого для повседневного использования.

Краткое резюме

• Существует аппаратный и программный кэш.
• Аппаратный кэш использует собственную память с быстрым доступом. Программный кэш – хранит данные в папке на диске.
• Аппаратный кэш способствует увеличению производительности компьютера, за счет уменьшения обращений к оперативной и дисковой памяти. Программный кэш ускоряет загрузку ранее просмотренной информации.
• Аппаратное увеличение кэш-памяти недоступно. Объем программной кэш-памяти ограничено свободным пространством на диске.
• Для освобождения памяти и увеличения быстродействия системы, программный кэш рекомендуется периодически очищать.
• Кэширование — процесс создания и сохранение в памяти копий файлов.
• Кэшированные данные — сохраненные копии файлов программ, приложений, страниц и др.

В этой статье мы подробно объяснили, что такое кэш. В чем разница и как работает кэширование? Промежуточное разделение обмена информацией способствует повышению эффективности и производительности. Однако рекомендуется очищать кэш программного обеспечения несколько раз в год, чтобы избежать переполнения и замедления работы компьютеров и телефонов.

Какие у вас есть вопросы? Спрашивайте в комментариях.

Что такое кэш? Полное руководство по тайникам и их использованию

Вернуться к началу Белый круг с черной рамкой вокруг направленного вверх шеврона. Это означает «нажмите здесь, чтобы вернуться к началу страницы». Наверх Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо.

Скачать приложение

Кэш — важная часть вашего компьютера. Кристал Кокс/Business Insider

• Кэш — это специальное место для хранения временных файлов, благодаря которому устройство, браузер или приложение работают быстрее и эффективнее.
• После первого открытия приложения или веб-сайта файлы, изображения и другие важные данные сохраняются в кэше на вашем устройстве.
• Кэшированные данные используются для быстрой загрузки приложения или веб-сайта при каждом последующем посещении.
• Дополнительные статьи можно найти в технической справочной библиотеке Business Insider.

Если вы когда-либо устраняли неполадки на своем компьютере или очищали историю посещенных страниц, вы, скорее всего, сталкивались с советами, связанными с кешем (произносится как «кэш»).

Скорее всего, вам было предложено очистить его.

Но что такое кеш и зачем вам это? Вот все, что вам следует знать о тайниках и о том, почему они важны для современных технологий.

Что такое кеш?

Кэш — это зарезервированное место для хранения, которое собирает временные данные для ускорения загрузки веб-сайтов, браузеров и приложений. Будь то компьютер, ноутбук или телефон, веб-браузер или приложение, вы найдете множество вариантов кеша.

Кэш упрощает быстрое извлечение данных, что, в свою очередь, помогает устройствам работать быстрее. Он действует как банк памяти, упрощая доступ к данным локально, вместо того, чтобы повторно загружать их каждый раз, когда вы посещаете веб-сайт или открываете приложение.

С точки зрения того, как это влияет на вашу повседневную жизнь, есть три основных области, в которых кэши играют важную роль:

Устройства и программное обеспечение

Кэши находятся как в программном, так и в аппаратном обеспечении. ЦП или центральный процессор — основной компонент, отвечающий за обработку информации из программного обеспечения на вашем настольном компьютере, ноутбуке, смартфоне или планшете — имеет собственный кэш.

Кэш ЦП — это небольшой блок памяти, который помогает ЦП легко извлекать часто используемую информацию. Он хранит данные, которые основная память вашего устройства использует для выполнения инструкций гораздо быстрее, чем если бы ему приходилось загружать каждый бит информации только по запросу.

Большинство компьютеров позволяют очистить кэш ЦП, что может помочь ускорить работу программ. Дэйв Джонсон/Business Insider

Веб-браузеры

Каждый веб-браузер, будь то Microsoft Edge, Chrome, Firefox или Safari, поддерживает собственный кэш.

В кэше браузера хранятся файлы, необходимые вашему браузеру для отображения посещаемых им веб-сайтов. Сюда входят такие элементы, как HTML-файл, описывающий сайт, а также таблицы стилей CSS, Javascript-файлы, файлы cookie и изображения.

Например, когда вы посещаете Amazon, он загружает все изображения, связанные с страницами продуктов, которые вы посещаете, файлы HTML и другие файлы сценариев, необходимые для отображения страниц, а также информацию для персонализации, такую ​​как данные для входа в систему и содержимое ваших покупок. тележка.

Вот почему, если вы очистите кеш браузера, сайты розничной торговли потребуют от вас повторного входа в систему и повторных настроек.

Приложения

Обычно приложения также имеют собственный кэш. Как и браузеры, приложения сохраняют файлы и данные, которые они считают важными, поэтому они могут быстро перезагружать информацию по мере необходимости. Однако каждое приложение отличается от других, поэтому тип данных, которые оно кэширует, будет различаться, но может включать в себя изображения, миниатюры видео, историю поиска и другие пользовательские настройки.

Преимущества кэшей

С точки зрения пользователя кэши имеют три основных преимущества, в том числе:

• Они ускоряют работу. Основное преимущество кэша заключается в повышении производительности системы. Например, сохраняя локальные копии файлов веб-сайта, ваш браузер должен загружать эту информацию только при первом посещении и может загружать локальные файлы при последующих посещениях.

• Они сохраняют данные. Чтобы повысить производительность, приложения сохраняют последние и часто используемые данные в кэше. Это не только позволяет всему работать быстрее, как упоминалось ранее, но в некоторых случаях позволяет приложениям работать «в автономном режиме». Например, если у вас нет доступа к Интернету, приложение может полагаться на кэшированные данные, чтобы продолжать работать даже без подключения.

• Они хранят данные для последующего использования. Однократная загрузка файлов дает большую эффективность. Если копия файла хранится в кеше, то приложению не нужно тратить время, заряд батареи и другие ресурсы на повторную загрузку. Вместо этого приложению нужно только загрузить измененные или новые файлы.

Недостатки кэшей

Хотя современное программное обеспечение сильно зависит от использования кэшей, они также имеют некоторые недостатки:

• Они могут занимать много места для хранения. В принципе, кеш — это небольшой репозиторий файлов, используемых приложением. Но некоторые кеши могут стать чрезвычайно большими и ограничить свободное место на вашем устройстве. Очистка кеша может стереть файлы и восстановить большой объем памяти.
• Поврежденный кэш может привести к неправильной работе приложения. Если с файлом, хранящимся в кеше, что-то не так, это может привести к неправильному отображению данных, сбоям или даже сбою приложения. Вот почему частым средством от проблем с браузером является очистка кеша.
• Кэши могут препятствовать загрузке приложениями последней версии веб-страницы или других данных. Теоретически приложения должны использовать кеш только для отображения файлов, не изменившихся с момента последнего посещения. Однако это не всегда работает, и иногда единственный способ увидеть последнюю версию веб-сайта или другую информацию — очистить кеш, поэтому приложение вынуждено загружать все заново.

Что значит очистить кеш?

Учитывая недостатки кеша, имеет смысл очищать его в рамках регулярного обслуживания. В дополнение к поврежденным файлам, если кеш становится слишком большим или если на вашем компьютере не хватает места для хранения, эти проблемы также могут повлиять на производительность вашего ПК.

Решение состоит в «очистке кеша», которая удаляет файлы, хранящиеся в кеше.

Если кеш может быть очищен вами, пользователем, программа, владеющая кешем, обычно делает эту опцию доступной где-то в своем меню настроек.

В каждом браузере есть простой способ очистить кеш. Дэйв Джонсон/Business Insider

Помимо возможности очистки кеша в Windows или iOS, вот как очистить кеш в популярных веб-браузерах:

• Google Chrome
• Safari
• Mozilla Firefox

Мы также много писали о том, как очистить кеш на разных устройствах. Here’s how to clear the cache on:

• Twitter
• Instagram
• Facebook
• Samsung Galaxy
• iPhones and iPads
• Chromebooks
• PS4
• Xbox One

The advantages of clearing the cache include freeing up previous дисковое пространство на вашем компьютере и удаление любых файлов, которые могут вызывать его неправильное поведение.

К сожалению, очистка кэша также удаляет файлы, предназначенные для повышения эффективности работы компьютера. Например, очистка кеша браузера обычно означает, что вам придется снова и снова заходить на все ваши любимые веб-сайты, и вы потеряете все специальные настройки или персонализацию, которые у вас были там, включая содержимое корзин покупок.

Но если у вас возникли проблемы с Mac, ПК или мобильным устройством, очистка кеша того стоит.

• Как очистить кеш Java на вашем Mac или ПК, чтобы решить проблемы с просмотром веб-страниц

• Как очистить кеш Bluetooth на вашем телефоне или планшете, чтобы решить проблемы с подключением

• ‘Можете ли вы очистить кеш на Roku?»: Нет, но вот как решить проблемы с воспроизведением

• Как очистить кеш приложения Facebook на iPhone, чтобы приложение работало более эффективно чтобы ваша система работала быстрее

Дэйв Джонсон

Внештатный писатель

Дэйв Джонсон — журналист, пишущий о потребительских технологиях и о том, как индустрия трансформирует спекулятивный мир научной фантастики в современную реальную жизнь. Дэйв вырос в Нью-Джерси, прежде чем поступить в ВВС, чтобы управлять спутниками, преподавать космические операции и планировать космические запуски. Затем он провел восемь лет в качестве руководителя отдела контента в группе Windows в Microsoft. Как фотограф Дэйв фотографировал волков в их естественной среде обитания; он также инструктор по подводному плаванию и соведущий нескольких подкастов. Дэйв является автором более двух десятков книг и участвовал во многих сайтах и ​​публикациях, включая CNET, Forbes, PC World, How To Geek и Insider.

ПодробнееЧитать меньше

Технология Как Кэш Ноутбуки

Подробнее…

Что такое кэш-память в моем компьютере

Скопированная ссылка!

Линси Кнерл

|

26 января 2021 г.

Слово «кэш» могло всплывать в ваших разговорах о компьютерах, производительности и, в частности, о памяти. Но что это на самом деле означает и почему это важно?

Понимание кэша и кэш-памяти может помочь вам сделать лучший выбор для обслуживания вашего компьютера, чтобы вы могли продолжать выполнять задачи с максимальной эффективностью. В этом руководстве вы узнаете, что такое кэш-память и как она влияет на повседневное использование компьютера.

Определение кэш-памяти компьютера

Кэш — это временная память, официально именуемая «кэш-памятью ЦП». Эта чиповая функция вашего компьютера позволяет вам получать доступ к некоторой информации быстрее, чем если бы вы обращались к ней с основного жесткого диска вашего компьютера. Данные из программ и файлов, которые вы используете чаще всего, хранятся в этой временной памяти, которая также является самой быстрой памятью на вашем компьютере.

Кэш и ОЗУ

Когда вашему компьютеру требуется быстрый доступ к данным, но он не может найти их в кеше, он будет искать их в оперативной памяти (ОЗУ). Оперативная память является основным типом хранилища компьютерных данных, в котором хранится информация и программные процессы. Он находится дальше от процессора, чем кэш-память, и не такой быстрый; кеш на самом деле в 100 раз быстрее, чем стандартная оперативная память.

Если кеш такой быстрый, то почему не все данные хранятся там? Кэш-хранилище ограничено и очень дорого для своего пространства, поэтому имеет смысл хранить только наиболее часто используемые данные там, а все остальное оставить в оперативной памяти.

Другие варианты использования термина «кэш»

«Кэш» также используется для обозначения любого временного сбора данных в аппаратном или программном обеспечении. Например, регулярное техническое обслуживание предполагает регулярную перезагрузку компьютера, маршрутизатора и модема, чтобы «очистить кеш», что позволит вашим устройствам быстрее загружать программы. Когда вы заходите в свою историю Google, чтобы стереть файлы cookie браузера и выполнить поиск, одним из вариантов является очистка «кэшированных изображений».

Когда специалисты по компьютерам говорят о «кеше», они, скорее всего, имеют в виду кэш-память.

Как кэш-память влияет на производительность

Как кэш-память ускоряет ваши вычисления? Мы уже знаем, что он может получать доступ к часто используемым данным с максимальной эффективностью. Однако решить, какие данные он хранит в кеше, само по себе почти искусство.

Компьютер ждет, пока вы начнете использовать данные, а затем каталогизирует копии данных, к которым вы обращаетесь снова и снова, в свою специальную библиотеку кэш-памяти. Этот процесс называется «кэшированием». Чем больше вы что-то используете, тем больше вероятность того, что его копия окажется в вашем кеше.

Попадания и промахи

Затем, когда вы выполняете задачу, требующую этой информации, компьютер сначала проверяет кэш-память. Если он есть, это называется «хит», и вы достигнете максимальной производительности. Если данных нет, это «промах», и ваш компьютер будет искать их на жестком диске или в оперативной памяти более длинным и медленным путем.

Что делать, если мой кэш заполнен?

Несмотря на то, что кэширование может ускорить работу компьютера, если кэш-память переполнится, оно может замедлить работу. Важно запускать задачи обслуживания на вашем ПК, потому что некоторые из этих функций избавят его память от временных файлов, которые ему, вероятно, больше не нужны. То же самое относится и к вашему интернет-браузеру, который хранит еще больше данных в кеше, что может привести к зависанию вашего ПК. Если вы просрочили очистку истории браузера или временных интернет-файлов, не откладывайте.

Объяснение уровней кэш-памяти

Кэш-памяти тоже не одно большое ведро. Компьютер может присваивать данные одному из двух уровней.

Кэш уровня 1

Кэш уровня 1 (L1) — это кэш, встроенный в ваш ЦП. Он оценивает данные, к которым только что обращался ваш ЦП, и определяет, что, вероятно, вы скоро снова получите к ним доступ. Итак, она попадает в кеш L1, потому что это первое место, которое ваш компьютер проверит в следующий раз, когда вам понадобится эта информация. Это самый быстрый из уровней кэша.

Кэш уровня 2

Кэш уровня 2 (L2) также называется «вторичным кешем». Это то, куда ваш компьютер отправляется, когда не может найти ваши данные (или получает «промах») после поиска в кеше L1. Уровень 2 обычно находится на карте памяти в непосредственной близости от процессора.

Кэш-память на диске

Вы также найдете кэш-память на жестком диске. Это называется «дисковым кешем». Это самый медленный из всех уровней кэша, так как он берет данные с жесткого диска, чтобы поместить их в оперативную память. В ОЗУ также может храниться информация об аксессуарах и периферийных устройствах компьютера, таких как DVD-привод, в периферийном кэше.

Кэш графического процессора

Получение необходимых данных для рендеринга графики должно происходить очень быстро, поэтому имеет смысл использовать только систему кэширования. Если графика вашего компьютера интегрирована, она будет обрабатываться графическим процессором (GPU), который объединен с CPU в одном чипе. Обе функции работают с одними и теми же ресурсами, поэтому кэш GPU тоже ограничен.

Отдельная выделенная графическая карта (также называемая «дискретной графикой») будет отделена от ЦП и также будет иметь собственный кэш-память. Самые быстрые игровые компьютеры будут иметь выделенную графическую карту с достаточными хранилищами кэша, встроенными прямо в графический процессор, чтобы избежать задержек или заиканий в интенсивных играх.

Как покупать с учетом кеша

Большинство людей не покупают новый компьютер, думая о кеше. Тем не менее, это стоит отметить, если вы заинтересованы в максимально плавной работе компьютера с меньшими задержками и задержками, особенно при одновременном запуске нескольких процессов. К дополнительным параметрам кэш-памяти относятся размер кэша и задержка.

Размер

Да, это правда, что больший кэш вмещает больше данных. Но это также медленнее, поэтому есть компромисс в производительности. Кроме того, компьютеры созданы для распределения данных по приоритетам в разных кэшах. Вот почему у них есть уровни кеша. Если в кеше L1 недостаточно места, он может сохранить его в кеше L2. В результате размер кеша не должен быть основным фактором при совершении покупок.

Задержка

Для целей доступа к данным задержка воспринимается как «скорость». Сколько времени требуется вашему компьютеру, чтобы добраться до этого кеша памяти L2? Если это меньший кеш, это будет быстрее. Кэш L2 объемом 6 МБ будет иметь повышенную задержку по сравнению с кешем 3 МБ. Компьютеры более высокого класса используют мультисистемный подход, который размещает данные в дополнительных кэшах меньшего размера. Это решает проблему хранения большего количества информации с меньшей общей задержкой.

Заключение

Учитывая все характеристики, которые необходимо учитывать при покупке компьютера, ваше решение о покупке, вероятно, будет зависеть не только от кэш-памяти. Вместо этого вы будете покупать ЦП или ГП, поскольку именно там происходят процессы кэширования.

Учитывая множество других соображений, оказывающих большее влияние на общую производительность ЦП, они, скорее всего, приведут к вашей покупке гораздо больше, чем кеш. При покупке процессора учитывайте цену, тактовую частоту, количество ядер, количество потоков и совместимость с вашей материнской платой или видеокартой. Для получения дополнительной информации о покупке процессора ознакомьтесь с нашей статьей о лучших процессорах для бизнеса или лучших процессорах для игр.

Хотя знать, как работает кэш, полезно, если вы покупаете высококлассный игровой компьютер или бизнес-ноутбук, вы, скорее всего, получите доступ к наиболее производительным вариантам кэш-памяти по умолчанию. Если вы планируете обновить свой ЦП, вы можете учитывать кеш при выборе ЦП, подходящего для вашего компьютера.

Об авторе

Линси Кнерл является автором статьи для HP® Tech Takes. Линси — писатель со Среднего Запада, оратор и член ASJA. Она стремится помогать потребителям и владельцам малого бизнеса использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Популярные продукты HP

Раскрытие информации: Наш сайт может получать часть дохода от продажи продуктов, представленных на этой странице.

Догоняю кеш!. Что такое кэш? | Аман Арора

Я уверен, что вы не в первый раз слышите или видите это слово — кеш. На самом деле мы видим, что это слово используется во многих местах нашей повседневной жизни. Примеры — кеш браузера, кеш приложения. На самом деле мемоизация в DSA также является разновидностью кэша.

Но что такое кеш? Согласно википедии — кэш — это компонент, который хранит данные, чтобы будущие запросы на эти данные могли обслуживаться быстрее; данные, хранящиеся в кэше, могут быть результатом более ранних вычислений или копией данных, хранящихся в другом месте.

Проще говоря, Кэш — это способ хранения часто запрашиваемых вещей ближе к тем, кто об этом просит.

Хорошо. Теперь мы знаем что такое кеш но мы до сих пор не знаем зачем он нам нужен и какое это имеет отношение к программной инженерии и бэкенду?

Как сказано в определении википедии — « чтобы будущие запросы на эти данные могли обслуживаться быстрее ».

Вот и все. Нам нужен кеш, чтобы наши API могли быстрее реагировать.

Несмотря на то, что это самый популярный и важный вариант использования кеша, он не единственный. Некоторые другие причины использования кеша включают —

Производительность — Повышение производительности за счет облегчения доступа к данным через кеш и снижения нагрузки на базу данных.

Масштабируемость — Рабочая нагрузка внутреннего запроса распределяется на систему кэширования, что снижает затраты и обеспечивает большую гибкость в обработке данных.

Наличие — Если внутренний сервер базы данных недоступен, кэш все равно может непрерывно обслуживать приложение, делая систему более устойчивой к сбоям.

В настоящее время мы также используем кеш для решения наших бизнес-задач, где требуются временные данные.

Теперь мы знаем, что нам нужно кэширование для более быстрой обработки наших запросов. Так должны ли мы кэшировать все? Очевидно, НЕ . .

Технически мы можем кэшировать все, но с этим связаны некоторые затраты — как денежные, так и производительные.

Общее правило — « Кэшировать, если вам снова понадобятся данные через короткий промежуток времени » или «если данные не будут меняться в течение длительного периода времени».

Примеры:-

• Домашняя страница
• Необработанные данные (не относящиеся к пользователю) без персонализации

Также важно знать, что не следует кэшировать —

Общее правило — «Не коэффициент попаданий в кэш очень мал».

Коэффициент попаданий в кэш равен сколько запросов кэш может успешно заполнить и сколько запросов он получает

Примеры, когда мы не должны использовать кэш —

• Низкий коэффициент попаданий в кэш: когда данные запрашиваются с использованием фильтров, а фильтры имеют очень большое количество элементов (пример: фильтр ценового диапазона)
• Высокая кардинальность: персонализированные результаты поиска. В этом случае попадание в кеш может быть большим, если пользователь часто заходит в приложение, но общее количество необходимых ключей кеша будет очень большим.

В бэкэнд-системе есть несколько мест, где мы можем кэшировать данные. Выбор зависит от типа данных и варианта использования. Например —

• Front End cache используется для хранения активов и ответов API, которые не сильно меняются. Этот кеш присутствует в вашем браузере.
• CDN (сеть доставки контента ) используется для кэширования внешних ресурсов, таких как изображения, шрифты, javascripts, css и т. д.
• Nginx (обратный прокси-сервер) используется для кэширования ответов HTTP.

Кэш Nginx не распределен, им труднее управлять и аннулировать, поэтому он используется не так часто

Кэш в памяти: внутрипроцессный кеш — хорошее решение, потому что он будет работать лучше, чем распределенный кеш. Пример: Guava Cache

Централизованный кэш: В тех случаях, когда количество объектов, которые необходимо кэшировать, непредсказуемо и велико, а согласованность чтения между серверами обязательна. Даже если 100-процентная согласованность чтения может не потребоваться, могут быть случаи, когда нам нужен единственный источник правды. Не такие преимущества в производительности, как внутрипроцессный кеш. Пример: Redis, Memcached и т. д.

Само собой разумеется, что ваше приложение может использовать обе схемы для разных типов объектов в зависимости от того, что лучше подходит для сценария.

Читать

• Кэш за исключением

• ЧИТАТЬ

Написать

• . Write Around + Read Through

Обновление кэша

Существует также несколько методов обновления кэша
— Обновление по истечении TTL
— Обновление при обновлении БД

Второй метод также называется аннулированием кэша и, вероятно, является лучшим для большинства случаев использования.

Redis — это хранилище структур данных в памяти с открытым исходным кодом, используемое в качестве базы данных, кэша и брокера сообщений.

Redis предоставляет структуры данных, такие как строки, хэши, списки, наборы, отсортированные наборы с запросами диапазона.

Почему Redis?

1. Низкое время отклика: Сохраняет данные в памяти, а не на диске или SSD. Так что поиск быстрый.
2. Постоянство данных: Redis может обеспечить постоянство в случае сбоев процессов или узких мест в сети. Redis регулярно делает снимки данных и дополняет их изменениями по мере их появления.
   Redis можно настроить для создания резервных копий по запросу или через определенные промежутки времени, чтобы обеспечить надежность и целостность базы данных.
3. Срок действия данных : Redis позволяет нам установить TTL (время жизни) для данных.
4. Испытано в бою: Уже широко используется такими компаниями, как Twitter, Github, Stack Overflow и т. д.

Автономный

Имеется только 1 серверный узел. Если этот узел выходит из строя, кеш не работает.

Master Slave

Сервер Redis может работать в одном из двух режимов — как мастер-нода или как ведомая нода.

• Репликация master-slave выполняется асинхронно.
• Рекомендация: Serve пишет через Redis Master и читает через Redis Slave.
• По умолчанию все серверы Redis являются главными узлами. Нам нужно явно указать, нужна ли нам нода для работы в ведомом режиме.

Теперь следующие логичные вопросы: а что, если мастер выйдет из строя? что, если раб упадет?

Отказ главного узла : Ну, есть 2 варианта — мы можем добавить новый главный узел ИЛИ мы можем сделать существующий подчиненный узел главным.

Здесь второй вариант лучше, чем первый, так как в первом вновь добавленный главный узел не будет иметь никаких существующих данных. Тогда как во втором варианте слейв уже имеет почти все данные.

Отказ ведомого узла: Если один из ведомых выходит из строя, у нас есть другие ведомые, которые могут обслуживать данные.

Redis Cluster

Redis масштабируется горизонтально с топологией развертывания, которая называется Redis Cluster.

Кластер Redis позволяет запустить установку Redis таким образом, чтобы данные0006 автоматически разбивается на несколько узлов Redis .

Разделение — это метод распределения данных между несколькими машинами.

Кластер Redis также предоставляет нам определенную степень доступности, т. е. он продолжает функционировать, даже если некоторые из узлов в кластере выходят из строя. Однако он перестает работать в случае серьезных сбоев ( , когда несколько главных узлов не работают ).

Для правильной работы кластера нам нужно открыть 2 порта TCP для каждого узла в кластере-

1. 6379: Для связи клиентов с узлами
2. 16379: Для связи между узлами.

Redis Cluster не использует последовательное хеширование , а использует другой метод сегментирования, в котором каждый ключ концептуально является частью хеш-слота .

В Redis Cluster имеется 16384 хеш-слота, и для вычисления хеш-слота для данного ключа мы просто берем CRC16 ключа по модулю 16384.

Каждый узел в Redis Cluster отвечает за подмножество хеш-слотов. .

Как для добавления, так и для удаления узлов нам нужно только изменить хеш-слоты, связанные с каждым узлом.

Перемещение хеш-слотов не требует остановки какой-либо службы; поэтому добавление и удаление узлов или изменение процента хеш-слотов, удерживаемых узлом, не требует простоев.

Кластер Redis с репликацией master-slave

Эта конфигурация развертывания используется, когда мы хотим быть доступными, даже когда часть главных узлов не работает. Здесь даже в случае сбоя главного узла B кластер может продолжать обслуживать запросы от реплики узла B 1 или реплики узла B 2.

Кластер выйдет из строя, если все узлы для хеш-слота не работают.

Создание и использование кластера Redis: https://redis.io/docs/manual/scaling/#creating-and-using-a-redis-cluster

Twemproxy — сегментирование на стороне клиента в Redis

https:// github.com/twitter/twemproxy

Twemproxy (также известный как Щелкунчик) — это быстрый и легкий прокси-сервер, разработанный Twitter до появления кластера Redis.

Он был создан в первую очередь для уменьшения количества подключений к кэширующим серверам на бэкенде. Это, вместе с конвейерной обработкой протоколов и сегментированием, позволяет нам горизонтально масштабировать архитектуру распределенного кэширования наших приложений.

Twemproxy поддерживает согласованное хеширование с различными стратегиями и функциями хеширования.

TTL для кэша определяет, как долго определенные данные должны кэшироваться, и его значение варьируется от варианта использования к варианту использования.

Низкий TTL приведет к более частому удалению ключа из кэша, что приведет к большему количеству запросов к базовой системе. Низкий TTL может снизить вероятность несоответствий, но может привести к большим задержкам и снижению производительности.

С другой стороны, большой TTL сохранит производительность системы, но увеличит вероятность несоответствий.

TTL с джиттером
Это очень распространенный метод, который используется в случае, когда мы кэшируем несколько элементов одновременно. Если мы добавим фиксированный TTL для всех ключей (скажем, 10 минут), то срок действия всех ключей истечет сразу, что приведет к большой нагрузке на базу данных сразу.

Вместо этого мы добавляем дельту к сроку жизни ключей кэша, чтобы срок действия не всех ключей истекал сразу.

Точное поведение, которому должен следовать Redis при достижении предела maxmemory , настраивается с помощью конфигурация maxmemory-policy .

Директива конфигурации maxmemory настраивает Redis на использование указанного объема памяти для набора данных. Вы можете установить директиву конфигурации с помощью файла redis.conf

Доступны следующие политики:

• noeviction : новые значения не сохраняются при достижении предела памяти. Когда база данных использует репликацию, это относится к базе данных-источнику
• allkeys-lru : Сохраняет последние использованные ключи; удаляет последние использованные (LRU) ключи
• allkeys-lfu : сохраняет часто используемые ключи; удаляет наименее часто используемые (LFU) ключи
• volatile-lru : Удаляет наименее часто используемые ключи с полем expire , установленным на true поле установлено на true
• allkeys-random : Случайным образом удаляет ключи, чтобы освободить место для новых добавленных данных
• volatile-random : Случайным образом удаляет ключи с expire Поле установлено на true .
• volatile-ttl : Удаляет наименее часто используемые ключи с полем expire , установленным на true , и значением кратчайшего оставшегося времени жизни (TTL).

Холодный кэш — проблема
Это проблема, с которой вы можете столкнуться как с кэшем в памяти, так и с централизованным кэшем. Проблема заключается в интервале времени, в течение которого кэш еще не заполнен, поэтому коэффициент попаданий в кэш очень мал.

Чтобы решить эту проблему, мы просто обновляем узел кеша данными, прежде чем он начнет обслуживать онлайн-трафик с помощью сценариев запуска или планировщиков. Чтобы избежать промаха всего кеша сразу, мы рекомендуем использовать TTL с Jitter.

Redis также можно использовать для хранения временных данных, которые требуются в последующих запросах для обеспечения согласованного поведения.

Пример
Рассмотрим процесс бронирования, в котором цена рассчитывается на основе множества динамических входных данных, которые могут измениться в любое время. Теперь процесс бронирования может состоять из нескольких API, которые необходимо вызывать последовательно.

Здесь мы ожидаем, что пользователю должна быть предоставлена ​​согласованная цена на всех страницах, и, поскольку расчет цены является динамическим, нам каким-то образом нужно сохранить цену, которая была показана пользователю для этого конкретного сеанса.

Здесь мы можем использовать кеш, чтобы сохранить цену для этого сеанса в первом вызове API, а затем использовать те же данные во всех последующих запросах.

Кэш играет важную роль, когда мы создаем масштабируемые приложения, поскольку он помогает нам значительно повысить производительность нашей системы.

Здесь важно задать вопрос: что, если весь кластер кэша не работает?

Рассмотрим приложение, которое сильно зависит от кэша, и процент попаданий в кэш для службы составляет 90 процентов. Это означает, что 90 процентов всего трафика обрабатывается кэшем, а 10 процентов обрабатывается базой данных.

Теперь предположим, что кластер Redis выходит из строя или приложение не может подключиться к кластеру. Как в этом случае должно вести себя приложение? Есть 3 варианта —

• Вариант 1: Повторите запросы
• Вариант 2: Мы можем запросить данные у базы данных и продолжить обслуживание запроса
• Вариант 3: Мы можем завершить запрос и выдать ошибку клиенту

В случае ошибки из-за некоторых временных колебаний сети, с Option 1 мы продолжим обслуживать трафик.

Вариант 2 кажется хорошим вариантом, но на самом деле это Переодетый дьявол . Это может принести больше вреда, чем пользы. Почему ты спрашиваешь?

Если кеш действительно не работает, и мы вызываем базу данных со всем тем трафиком, который был обработан кешем. За короткий промежуток времени трафик базы данных увеличился на 90 процентов. Этот всплеск трафика может легко задушить ресурсы базы данных и привести к сбоям в других системах.