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Web站點(diǎn)緩存技術(shù)小結(jié)

printempw / 2089人閱讀

摘要：導(dǎo)言本文將列舉站點(diǎn)常用緩存技術(shù)的基本概念與特點(diǎn)，為想要了解緩存技術(shù)的讀者們提供提綱式的技術(shù)介紹。這些指令指定用于阻止緩存對(duì)請(qǐng)求或響應(yīng)造成不利干擾的行為。參考連接網(wǎng)站緩存技術(shù)總結(jié)高性能網(wǎng)站的關(guān)鍵緩存靜態(tài)資源緩存

導(dǎo)言：本文將列舉web站點(diǎn)常用緩存技術(shù)的基本概念與特點(diǎn)，為想要了解web緩存技術(shù)的讀者們提供提綱式的技術(shù)介紹。

在互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的今天，一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)的請(qǐng)求量是十分驚人的，動(dòng)輒上萬(wàn)的每秒請(qǐng)求數(shù)不僅會(huì)讓服務(wù)器處于高負(fù)荷的環(huán)境中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)更是苦不堪言。而網(wǎng)頁(yè)以及數(shù)據(jù)的讀取速度的快慢，又會(huì)影響到產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)，靈活使用各種緩存技術(shù)對(duì)于提高服務(wù)器的可用性以及用戶體驗(yàn)是至關(guān)重要的一環(huán)。

1. 使用緩存的作用

存儲(chǔ)頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)

內(nèi)存緩存減少磁盤I/O

保存耗時(shí)的操作，以便下次使用

2. 網(wǎng)站緩存的分類

網(wǎng)站緩存按照存放的地點(diǎn)不同，可以分為服務(wù)端緩存和客戶端緩存。

服務(wù)端緩存

頁(yè)面緩存

數(shù)據(jù)緩存

數(shù)據(jù)庫(kù)緩存

客戶端緩存

瀏覽器緩存

代理服務(wù)器緩存

網(wǎng)關(guān)緩存

3. 服務(wù)端緩存

如果一個(gè)web服務(wù)是計(jì)算密集型的，服務(wù)器內(nèi)存或者CPU等性能不好，或者像web系統(tǒng)使用的是與他人共享的虛擬服務(wù)器，只能得到部分內(nèi)存和CPU的時(shí)候，服務(wù)器的計(jì)算時(shí)間可能占整個(gè)頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間的很大一部分。這種情況下，優(yōu)化服務(wù)器端的緩存是一件非常重要的事情。

3.1 網(wǎng)頁(yè)緩存

頁(yè)面緩存是將動(dòng)態(tài)頁(yè)面直接生成靜態(tài)的頁(yè)面放在服務(wù)器端，用戶調(diào)取相同頁(yè)面時(shí)，靜態(tài)頁(yè)面將直接下載到客戶端，不再需要通過(guò)程序的運(yùn)行和數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，大大節(jié)約了服務(wù)器的負(fù)載。

早期的網(wǎng)站很多使用發(fā)布系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)功能，在后臺(tái)發(fā)布時(shí)將數(shù)據(jù)和頁(yè)面模板整合成靜態(tài)頁(yè)面，存放在硬盤中。但這樣的缺陷很明顯，一是后臺(tái)的程序的編寫很復(fù)雜，二是緩存的控制只能通過(guò)人為的方式來(lái)控制，這對(duì)一些更新十分頻繁的網(wǎng)站就是一個(gè)噩夢(mèng)，網(wǎng)站可能在不停的做緩存的刪除和重建。當(dāng)然后來(lái)出現(xiàn)了一些自動(dòng)更新這些緩存的框架，比如PHP的Smarty模板，可以定義緩存過(guò)期的時(shí)間，自動(dòng)去更新這些緩存。這對(duì)一些信息發(fā)布類網(wǎng)站已經(jīng)確實(shí)適用了。

除了整個(gè)頁(yè)面的緩存技術(shù)，還有一種技術(shù)叫做“頁(yè)面片段緩存”，將頁(yè)面的部分而不是全部進(jìn)行緩存。代表作有ESI Cache。

3.2 數(shù)據(jù)緩存

將從數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的結(jié)果或是需要多服務(wù)器共享的數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存或者文件中，以便再次訪問(wèn)同一資源時(shí)無(wú)需再次對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，提高請(qǐng)求數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度以及降低數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載。

目前緩存的做法分為兩種模式:

內(nèi)存緩存：緩存數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的內(nèi)存空間中，現(xiàn)在常用的內(nèi)存緩存有Redis以及Memcached。

優(yōu)點(diǎn)：速度快

缺點(diǎn)：資源有限

文件緩存：緩存數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器的硬盤空間中。

優(yōu)點(diǎn)：容量大

缺點(diǎn)：速度偏慢，尤其在緩存數(shù)量巨大時(shí)

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)緩存

數(shù)據(jù)庫(kù)的緩存一般由數(shù)據(jù)庫(kù)提供，比如Oracle，可以對(duì)表建立高速緩存，提高對(duì)經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度。對(duì)于查詢操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于修改操作的數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)啟數(shù)據(jù)庫(kù)查詢緩存是很有益的；但是對(duì)于修改操作很多的數(shù)據(jù)庫(kù)，由于緩存經(jīng)常失效，就起不到加速的效果。

4. 客戶端緩存

客戶端緩存，就是把緩存保存在除Web服務(wù)器之外的其他地方，加速同一客戶端訪問(wèn)相同資源時(shí)的速度。

4.1 瀏覽器緩存

當(dāng)瀏覽器訪問(wèn)一個(gè)站點(diǎn)的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)連接是主要瓶頸，可以通過(guò)設(shè)置瀏覽器緩存來(lái)避免發(fā)起請(qǐng)求，或者僅進(jìn)行極低流量的HTTP請(qǐng)求。設(shè)置瀏覽器緩存，通常有兩個(gè)主要作用：

對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，減少請(qǐng)求可以更快地加載頁(yè)面，節(jié)省流量。

對(duì)網(wǎng)站來(lái)說(shuō)，減少帶寬壓力和費(fèi)用。

服務(wù)器通過(guò)設(shè)置請(qǐng)求返回的HTTP頭，來(lái)通知瀏覽器按照服務(wù)器的要求進(jìn)行響應(yīng)的緩存。主要使用的HTTP頭如下：

Expires: 過(guò)期時(shí)間。這種緩存是最快的，因?yàn)闆](méi)有任何HTTP請(qǐng)求的發(fā)生。當(dāng)用戶需要這個(gè)資源的時(shí)候，瀏覽器就直接從緩存（在硬盤中）讀取，不再需要詢問(wèn)服務(wù)器端的意見(jiàn)。

Last-Modified: 最后修改時(shí)間。通過(guò)這種緩存方式，無(wú)論資源是否發(fā)生了更新，仍然至少會(huì)發(fā)生一來(lái)一去HTTPS頭的傳輸和接收，所以速度比不上Expires。

ETag: 實(shí)體標(biāo)簽。和Last-Modified類似，也是WEB服務(wù)器和客戶端用于確認(rèn)緩存組件的有效性的一種機(jī)制。當(dāng)資源被修改，其ETag也發(fā)生改變。ETag相對(duì)Last- Modified更精確，但在多服務(wù)器可能造成混亂。

Cache-Control: 緩存控制。這個(gè)字段用于指定所有緩存機(jī)制在整個(gè)請(qǐng)求/響應(yīng)鏈中必須服從的指令。這些指令指定用于阻止緩存對(duì)請(qǐng)求或響應(yīng)造成不利干擾的行為。比如：Cache-Control: max-age=3600, public

4.2 代理服務(wù)器緩存

代理服務(wù)器是一種處在客戶端和服務(wù)端中間的服務(wù)器，而代理服務(wù)器緩存以共享緩存的方式保存著報(bào)文副本，可以減少客戶端到原始服務(wù)器的長(zhǎng)距離請(qǐng)求。由于代理服務(wù)器緩存是一種共享緩存；往往有大量的訪問(wèn)者使用，每個(gè)副本被大量重用，因此，其在降低延時(shí)和網(wǎng)絡(luò)流量上很有用。

4.3 網(wǎng)關(guān)緩存

網(wǎng)關(guān)緩存也被稱為“反向代理緩存”或“替代緩存”，存與上述代理服務(wù)器緩存大體類似，同樣起著中介的作用。網(wǎng)關(guān)緩存一般是網(wǎng)站管理員自己部署，讓他們的網(wǎng)站更容易擴(kuò)展并獲得更好的性能。

5. 總結(jié)

本文簡(jiǎn)單的列舉了Web站點(diǎn)常用的緩存技術(shù)的分類以及簡(jiǎn)要的說(shuō)明，對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)境，往往會(huì)采取多樣的緩存方案，提高整站的可用性以及用戶體驗(yàn)。只有對(duì)各個(gè)緩存技術(shù)都有更深入的認(rèn)識(shí)，才能設(shè)計(jì)出一套更優(yōu)秀的緩存方案。

參考連接
1. 網(wǎng)站緩存技術(shù)總結(jié)（ ehcache memcache redis）: http://2277259257.iteye.com/b...
2. 高性能網(wǎng)站的關(guān)鍵-緩存: https://www.cloudxns.net/Supp...
3. HTTP靜態(tài)資源緩存: http://www.cnblogs.com/ivanfu...

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