Другое

Кэширование: определение, проверка, настройка и как оно вообще работает

Lorem ipsum dolor

Кэширование — это способ временно сохранить информацию из прошлых запросов пользователя, чтобы в будущем быстрее ее предоставить. Кэширование является стратегическим процессом, обеспечивающим высокую производительность программ. Однако кэширование должно быть разумным, так как оно обладает побочными эффектами.

Кэшированные данные — информация, сохраненная локально в памяти устройства, которую пользователь чаще всего использует. Обычно это информация о разных приложениях, если мы говорим об устройстве. Но в каждом браузере организовано веб-кэширование. Это процесс сохранения информации внутри браузера о посещенных веб-сайтах. Благодаря этому процессу браузеру не нужно постоянно обращаться к серверу о часто посещаемом веб-ресурсе, что экономит время пользователя. 

Однако размер кэша не безграничен. Кэшированные данные занимают память, а это значит, что если не ставить ограничения на объем кэша и не проводить периодическую «чистку», тогда есть риск, что память переполнится. Переполнение памяти грозит аварийным завершением работы устройства или программы.

Кэширование — что это?

Кэширование — это технология сохранения копии информации в локальной памяти. Этот процесс часто связан с информацией, которую создавать повторно дорого или долго. Извлечение такой информации непосредственно из памяти устройства дешевле и быстрее.

Кэширование — это многоуровневый процесс. Рядовой пользователь знаком с кэшированием на уровне браузера, когда проводится чистка кэша и его истории, или на уровне устройства, когда чистится кэш и «мусорные файлы» телефона или компьютера. Однако это не все уровни кэширования. Между пользователем и сервером-источником информации различают следующие уровни кэширования:

  • общие кэшированные данные веб-сервера обычно это информация сразу для нескольких пользователей;

  • кэшированные данные сети доставки информации — это также информация сразу о нескольких пользователях;

  • кэширование интернет-провайдера — это также кэш сразу о нескольких пользователях;

  • кэшированные данные устройства — это информация о запускаемых программах;

  • кэширование веб-браузера — информация о посещенных веб-страницах.

Каждый отдельный пользователь имеет влияние только на последние два уровня кэширования: кэш устройства и веб-браузера.

Что такое кэшированные данные и их актуальность

Кэшированные данные — это некая сохраненная информация. Однако несложно догадаться, что такая информация устаревает, потому что кэшированный ресурс постоянно изменяется. Но для пользователя важно получать «свежую» информацию. Чтобы поддерживать актуальность кэша, важно постоянно его обновлять.

Кэшированные данные не сравниваются с данными сервера при каждом обращении к ним. Если бы это делалось, тогда смысла в кэшировании не было бы, потому что тратилось бы много времени на проверку актуальности информации, плюс дополнительно нагружалась бы сеть. Поэтому принято считать кэшированные данные актуальными и отправлять их пользователю в течение определенного времени. Время актуальности информации определяется параметрами кэша. То есть при определении кэша для ресурса ему задается период времени, во время которого кэш считается актуальным. Таким образом, браузер, запуская веб-ресурс из кэша, не проверят его актуальность с серверной версией, а лишь следит, чтобы кэш соответствовал определенному периоду. Если кэш «устарел», тогда браузер скачивает с сервера его свежую копию и отправляет ее пользователю. Если кэш актуальный, тогда информация сразу доставляется пользователю.

Чуть выше мы описали работу кэширования в браузере. Однако на уровне сервера оно происходит по похожему алгоритму, только сервер кэширует данные для нескольких пользователей. Плюс кэширует в больших масштабах, чем браузер. Например, в кэше сохраняются часто используемые веб-сайты и хранимый на них контент: аудио, видео, изображения, статьи и др. Такой подход позволяет серверам быстрее показывать веб-сайты пользователям.

Кэширование и его преимущества

Для разных уровней кэширования этот процесс несет свои преимущества. Например:

  1. Снижает стоимость запросов. Потому что есть возможность кэшировать контент ближе к потребителю, а значит, для предоставления контента не нужно проходить весь путь по сети.

  2. Повышает отзывчивость. Потому что пользователь быстрее получает кэшированный контент, например, из браузера — практически мгновенный процесс. А это значит, что пользователь может быстрее взаимодействовать с контентом.

  3. Повышает производительность. Так как кэширование происходит на разных уровнях, это означает, что нагрузка на обслуживание пользователя плавно распределяется. В конечном счете распределение нагрузки улучшает общую производительность.

  4. Оставляет контент доступным. В случае коротких сбоев в сети кэшированные данные остаются доступными для пользователя.

Кэшировать можно не весь контент. Например, контент, который очень быстро меняется, нужно кэшировать осторожно, потому что есть риск, что пользователю будет показана не свежая информация. Категорически не рекомендуется кэширование конфиденциальной информации, например, личные данные или банковские реквизиты.

Стратегии кэширования

Идеальный интернет — это если можно было бы закэшировать все веб-ресурсы максимально близко к пользователям. Однако с технической стороны это не представляется возможным, поэтому стратегию кэширования приходится балансировать между меняющимся контентом и временем кэша.

Есть такие ситуации, когда реализовать кэширование невозможно. Например, когда на сайте присутствует динамический контент, который очень часто меняется, или контент, который генерируется для каждого отдельного пользователя. Если закэшировать такой ресурс, тогда пользователю будет предоставляться неточный контент.

Нет единой стратегии кэширования. Для каждого отдельного ресурса этот процесс будет иметь собственное значение. Важно помнить, что при создании кэша нужно соблюдать баланс. Поэтому нужно брать во внимание, что на каждом веб-ресурсе будут:

  • компоненты, которые можно надолго кэшировать;

  • компоненты, у которых срок кэширования будет коротким;

  • компоненты, которые нельзя кэшировать.

Заключение

Кэширование — это способ быстрее показать нужный контент для пользователя, увеличить производительность, сократить расходы на обслуживание компонентов сайта и др. При этом не нужно думать, что кэшированные данные — это волшебная палочка для веб-ресурса. Кэширование — это еще один инструмент, чтобы сделать контент и пользователя «ближе».

Схожие статьи

Что такое NLP: расшифровываем термин простыми словами для чайников
Другое

Что такое NLP: расшифровываем термин простыми словами для чайников

Другое

Какую роль играет ИБП в серверной?

Pull Request на Git: определение, как сделать и его назначение
Другое

Pull Request на Git: определение, как сделать и его назначение

Что такое многопоточное программирование: обработка, структура и примеры
Другое

Что такое многопоточное программирование: обработка, структура и примеры