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java緩存技術總結:緩存有哪些?

曙光部落格2022-09-04 09:33:39【交流論壇】

一、什麼是緩存

1、Cache是高速緩衝存儲器 一種特殊的存儲器子系統,其中復制了頻繁使用的數據以利於快速訪問

2、凡是位於速度相差較大的兩種硬件/軟件之間的,用於協調兩者數據傳輸速度差異的結構,均可稱之為 Cache

二、緩存的分類

1、基於web應用的系統架構圖

java緩存技術總結:你知道的緩存有哪些? 程序開發 

2、在系統架構的不同層級之間,為了加快訪問速度,都可以存在緩存

操作系統磁盤緩存->減少磁盤機械操作

數據庫緩存->減少文件系統I/O

應用程序緩存->減少對數據庫的查詢

Web服務器緩存->減少應用服務器請求

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:操作系統會把經常訪問到的文件內容放入到內存當中,由文件系統來管理

2、當應用程序通過文件系統訪問磁盤文件的時候,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,直接訪問磁盤分區,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、數據庫緩存

1、重要性

數據庫通常是企業應用系統最核心的部分

數據庫保存的數據量通常非常龐大

數據庫查詢操作通常很頻繁,有時還很復雜

以上原因造成數據庫查詢會引起非常頻繁的磁盤I/O讀取操作,迫使CPU掛起等待,數據庫性能極度低下

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會極大提高數據庫性能

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是數據庫數據在內存中的容器

data buffer的命中率直接決定了數據庫的性能

data buffer越大越好,多多益善

MySQL的InnoDB buffer:innodb_buffer_pool_size = 2G

MySQL建議buffer pool開大到服務器物理內存60-80%

五、應用程序緩存

1、對像緩存

由O/R Mapping框架例如Hibernate提供,透明性訪問,細顆粒度緩存數據庫查詢結果,無需業務代碼顯式編程,是最省事的緩存策略

當軟件結構按照O/R Mapping框架的要求進行針對性設計,使用對像緩存將會極大降低Web系統對於數據庫的訪問請求

良好的設計數據庫結構和利用對像緩存,能夠提供極高的性能,對像緩存適合OLTP(聯機事務處理)應用

2、查詢緩存

對數據庫查詢結果集進行緩存,類似數據庫的Query Cache

適用於一些耗時,但是時效性要求比較低的場景。查詢緩存和對像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數據庫服務器壓力,還可以減輕應用服務器壓力

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!

無法進行權限驗證,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

可以進行權限的檢查

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服務器端緩存

基於代理服務器模式的Web服務器端緩存,如squid/nginx

Web服務器緩存技術被用來實現CDN(內容分發網絡 content delivery network)

被國內主流門戶網站大量采用

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,將數據庫在瀏覽器端緩存

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。

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