一、緩存是什麼?
Cache
①高速緩衝存儲器,其中複製了頻繁使用的數據以利於快速訪問。
②位於速度相差較大的兩種硬體/軟體之間,用於協調兩者數據傳輸速度差異的結構
二、緩存有哪幾類?
1、基於web應用的系統架構圖
2、在系統架構中,不同層級之間為了加快訪問速度,緩存都可以存在。
操作系統磁碟緩存->減少磁碟機械操作
資料庫緩存->減少文件系統I/O
應用程序緩存->減少對資料庫的查詢
Web伺服器緩存->減少應用伺服器請求
客戶端瀏覽器緩存->減少對網站的訪問
三、操作系統緩存
1、文件系統提供的Disk Cache:經常訪問到的文件內容會通過操作系統放入到內存當中,由文件系統來管理
2、當應用程序通過文件系統訪問磁碟文件的時候,操作系統從Disk Cache當中讀取文件內容,加速了文件讀取速度
3、Disk Cache由操作系統來自動管理,一般不用人工干預,但應當保證物理內存充足,以便於操作系統可以使用盡量多的內存充當Disk Cache,加速文件讀取速度
4、特殊的應用程序對文件系統Disk Cache有很高的要求,會繞開文件系統Disk Cache,直接訪問磁碟分區,自己實現Disk
5、Cache策略
Oracle的raw device(裸設備) – 直接拋棄文件系統
MySQL的InnoDB: innodb_flush_method = O_DIRECT
四、資料庫緩存
1、重要性
資料庫通常是企業應用系統最核心的部分
資料庫保存的數據量通常非常龐大
資料庫查詢操作通常很頻繁,有時還很複雜
以上原因造成資料庫查詢會引起非常頻繁的磁碟I/O讀取操作,迫使CPU掛起等待,資料庫性能極度低下
2、緩存策略
a、Query Cache
以SQL作為key值緩存查詢結果集
一旦查詢涉及的表記錄被修改,緩存就會被自動刪除
設置合適的Query Cache會極大提高資料庫性能
Query Cache並非越大越好,過大的Qquery Cache會浪費內存
MySQL: query_cache_size= 128M
b、Data Buffer
data buffer是資料庫數據在內存中的容器
data buffer的命中率直接決定了資料庫的性能
data buffer越大越好,多多益善
MySQL的InnoDB buffer:innodb_buffer_pool_size = 2G
MySQL建議buffer pool開大到伺服器物理內存60-80%
五、應用程序緩存
1、對象緩存
由O/R Mapping框架例如Hibernate提供,透明性訪問,細顆粒度緩存資料庫查詢結果,無需業務代碼顯式編程,是最省事的緩存策略
當軟體結構按照O/R Mapping框架的要求進行針對性設計,使用對象緩存將會極大降低Web系統對於資料庫的訪問請求
良好的設計資料庫結構和利用對象緩存,能夠提供極高的性能,對象緩存適合OLTP(聯機事務處理)應用
2、查詢緩存
對資料庫查詢結果集進行緩存,類似資料庫的Query Cache
適用於一些耗時,但是時效性要求比較低的場景。查詢緩存和對象緩存適用的場景不一樣,是互為補充的
當查詢結果集涉及的表記錄被修改以後,需要注意清理緩存
3、頁面緩存
a、作用
針對頁面的緩存技術不但可以減輕資料庫伺服器壓力,還可以減輕應用伺服器壓力
好的頁面緩存可以極大提高頁面渲染速度
頁面緩存的難點在於如何清理過期的緩存
b、分類 I、動態頁面靜態化
利用模板技術將訪問過一次的動態頁面生成靜態html,同時修改頁面鏈接,
下一次請求直接訪問靜態鏈接頁面
動態頁面靜態化技術的廣泛應用於互聯網CMS/新聞類Web應用,但也有BBS應用使用該技術,例如Discuz!
無法進行許可權驗證,無法顯示個性化信息
可以使用AJAX請求彌補動態頁面靜態化的某些缺點
II、Servlet緩存
針對URL訪問返回的頁面結果進行緩存,適用於粗粒度的頁面緩存,例如新聞發布
可以進行許可權的檢查
OScache提供了簡單的Servlet緩存(通過web.xml中的配置)
也可以自己編程實現Servlet緩存
III、頁面內部緩存
針對動態頁面的局部片斷內容進行緩存,適用於一些個性化但不經常更新的頁面(例如博客)
OSCache提供了簡單的頁面緩存
可以自行擴展JSP Tag實現頁面局部緩存
六、web伺服器端緩存
基於代理伺服器模式的Web伺服器端緩存,如squid/nginx
Web伺服器緩存技術被用來實現CDN(內容分發網路 content delivery network)
被國內主流門戶網站大量採用
不需要編程,但僅限於新聞發布類網站,頁面實時性要求不高
七、基於ajax的瀏覽器緩存
使用AJAX調用的時候,將資料庫在瀏覽器端緩存
只要不離開當前頁面,不刷新當前頁面,就可以直接讀取緩存數據
只適用於使用AJAX技術的頁面