В сфере информационных технологий люди постоянно ощущают необходимость не только постоянно получать, но и эффективно сохранять информацию. Однако, мало обеспечивать ее сохранность, важно получать к ней быстрый, своевременный доступ, чтобы продолжать работать в комфортных условиях. В этой ситуации актуальным будет вспомнить, что значит понятие «кэширование данных», зачем оно нужно.
Именно об этом будет наша публикация. Мы расскажем, как работает кэш, каким бывает. Надеемся, что информация будет полезна нашим читателям.
Кэширование — что это простыми словами
Кэш (cache), если мыслить образными категориями, представляется своеобразной полкой, где лежит наиболее нужная информация, к которой часто обращаются. Если говорить о кэшировании, то термин характеризует процесс размещения информации в кэше (временном хранилище) в качестве копий, обеспечивающем оперативный доступ к ним при повторяющихся запросах.
В области веб-разработки, интернет-деятельности кэширование файлов применяется для увеличения скорости загрузки страниц, уменьшения нагрузки на ресурс.
Чтобы прибегнуть к этому процессу, необходимо:
- определиться со стратегией – понять, какие части онлайн-проекта можно безопасно копировать, каковы оптимальные параметры;
- уметь управлять кэшированием, применяя инструменты для удаления лишнего;
- проводить тестирование, чтобы быть уверенным, что процесс проходит корректно.
Зачем нужно кэширование на сайте
Процесс хранения копий на веб-ресурсе необходим для повышения производительности самих площадок и приложений. Этого можно достичь благодаря быстрой отправке информации, так как она уже была когда-то запрошена, результат запроса был известен еще ранее.
Помимо этого, на вопрос «Зачем необходимо кэширование данных на сайте?», хотелось бы перечислить несколько доводов:
- Снижается нагрузка на сервер. При каждом заходе пользователя на онлайн-площадку, сервер начинает обработку его запросов, пересылку сведений. Если основная часть контента подверглась кэшированию, то заметно уменьшается работа для сервера, это положительно влияет на стабильное функционирование сайта.
- Экономится интернет-трафик. Для людей с лимитированным использованием интернета названный способ хранения файлов может играть важную роль в экономии гигабайтов, при повторных визитах на веб-страницы заново грузится их меньший объем.
- Улучшаются показатели SEO. Поисковики обращают внимание на скорость загрузки, это улучшает позиции онлайн-проекта в выдаче, повышает хорошее отношение к проекту со стороны пользователей, клиентов;
- Оптимизируется работа для мобильных гаджетов. Страницы начинают быстрее загружаться, даже если человек пребывает в области слабого сигнала.
Как работает кэширование
Рассмотрим, как работает кэширование данных:
- в операционной памяти цифрового устройства (десктопа, мобильного телефона, планшета) резервируется определенное место;
- в момент запроса программным обеспечением информации из хранилища, кэш-память производит проверку, есть ли у нее необходимое;
- если запрашиваемое имеется в кэше, ПО считывает этот материал;
- если сведений по запросу там не имеется, то приложение обращается к другому источнику, например, к жесткому диску;
- после всей процедуры данные опять сохраняются в памяти, чтобы быть использованными в следующий раз.
Выглядит все примерно так: человек заходит на веб-ресурс, и инфа с него кэшируется. Если пользователь вновь захочет посетить данную страницу, обозреватель не будет обращаться к серверу, потому что возьмет ранее сохраненные данные. Этим приемом ускорится загрузка.
Каким бывает кэширование
Существует несколько разновидностей кэширования, которые используются в разных технологиях:
- Браузерное. Контент веб-страницы будет копироваться, сохраняться на ПК, при следующем посещении этого ресурса браузер возьмет информационный материал не из сети, а из памяти пользовательского оборудования.
- Серверное. Платформа (это может быть и сайт) хранит результаты запросов к вебу, а далее обращается к ним при обработке повторяющихся обращений.
- На базе приложений. Речь идет о сохранении данных в памяти различных приложений. Подход применяется в фреймворках, CMS.
- Связанное с БД – кэширование итоговых результатов обращений к базе данных, что облегчает получение необходимых сведений из медленных хранилищ.
- Полное копирование веб-страничек. Подразумевается сохранение готовых полноценных ответов для ресурсов, которые часто посещаются пользователем. Но есть нюанс, в данном случае не предусматривается возможность генерации контента, этот способ не подойдет для динамических страниц.
Как можно использовать кэширование
Кэширование данных применяется в различных сферах:
- При разработке сайтов, приложений. Это позволяет какое-то время сохранять картинки, CSS-стили, чтобы увеличить скорость загрузки.
- В игровой области. Cache может использоваться для сохранности текстур, героев игр, других элементов, ресурсов, чтобы положительно влиять на период загрузки, повышение плавности при игровых моментах.
- В области финансов. Предоставляет более оперативный доступ к соответствующим сведениям по курсу валют, котировкам, важным новостям, ко всему, что требует доступа в текущее время.
- В исследованиях в сфере медицины. Это существенный плюс не только для хранения актуальной информации, но и для быстрого доступа к имеющимся диагностическим сведениям, результатам исследований, что позволяет оперативнее, точнее выносить профессиональный вердикт.
Мы рассмотрели, как и зачем кэширование данных нужно различным направлениям деятельности. Но существует и другая градация, которая делит процесс на две различные категории. Об этом ниже.
Кэш на стороне сервера
В данном случае речь идет о кратковременном хранении файлов, которые часто запрашиваются пользователями. Это могут быть БД, запросы API, итоги каких-либо вычислений. Для осуществления кэширования, связанного с сервером, применяются следующие методы:
- Введение в эксплуатацию внешних серверов. На них идет загрузка статического контента, далее они могут перехватывать пользовательские запросы, выдавать им необходимое из памяти.
- Построение сетей CDN, ориентированных на географическое местоположение пользователей. Например, веб-площадку хочет посетить человек из удаленного от основного сервера региона, однако, он будет испытывать проблемы с просмотром страниц. Но если создать дополнительный прокси-сервер с cash в этой местности, то задача с загрузкой будет решена.
Плюсы в данном случае следующие:
- повышается производительность ресурса, заметно сокращается период, необходимый для выполнения обращения к БД, другим источникам;
- снижается нагрузка, сервер получает возможность делать меньшее число обработок запросов, так как многое предоставляет кэш;
- улучшается опыт пользователей. Оперативные загрузки означают меньшее количество отказов, уходов с веб-проектов, комфортность пребывания на ресурсе.
Хотелось бы уточнить, что серверный вариант не доступен обыкновенным пользователям. Взаимодействие с ним осуществляется бэкендерами, айтишниками, специализирующимися на работе с «внутренностями» ресурсов.
Кэш на стороне клиента
Этот вариант подразумевает процедуру сохранения HTML, скриптов JS, картинок, файлов CSS на пользовательском оборудовании, традиционно в веб-обозревателе.
Цель – повышение скорости загрузки ресурса благодаря тому, что большая часть контента может храниться в кэше. Это делает ненужным постоянное обращение к серверу при визите на страницу, которая раньше уже посещалась.
Общая схема, по которой работает кэширование такова: посетитель заходит на страничку, в это время его обозреватель отправляет обращение к серверу, чтобы получить запрашиваемое. Последний реагирует HTTP-заголовками, указывающими браузеру, как взаимодействовать с кэшированием. Браузер, основываясь на правилах сервера, сохраняет все у себя.
Плюсы такого подхода:
- положительное влияние на скорость загрузки для пользователей, которые уже были на данной веб-площадке;
- снижение нагрузочного момента на сервере, увеличение пропускной способности;
- повышение лояльности пользователей благодаря быстрому появлению контента на экранах.
Заключение
Главная задача всего процесса – уменьшить время ожидания загрузки, сделать работу в интернете более комфортной, результативной. Cache предназначен для временного хранения информации, которую следует систематически обновлять, удалять неактуальное.
Применение данного подхода поможет оптимизировать работоспособность системы. Необходимо знать, что сохраняться может информация в текстовом, графическом формате, в зависимости от того, с чем конкретно работает определенная система.
