Web开发中的缓存

赵劼 jeffz@live.com

 赵劼，网名老赵，洋名Jeffrey Zhao  博客：http://www.cnblogs.com/JeffreyZhao/  推特：@jeffz_cn  InfoQ中文站编辑  某创业小公司架构师 + 程序员  希望可以给给初学者以合适引导。坚定的北大青鸟反对者，强烈愤慨恶劣的培训机构对于处于懵懂期的初学者以误导，强烈抵制各种虚假广告给业界带来的不良影响，强烈建议有理想有抱负的从业青年放弃北大青鸟，不要做冤大头。

性能能耗冰川降低增加融化资源温室地球浪费效应毁灭

 CPU  磁盘  浏览器  DNS  网页快照  ……

 客户端缓存  表现层缓存  业务逻辑层缓存  数据访问层缓存  数据库缓存  ……

 HTTP/1.1 ◦ Expires, Max-Age, ETag...  Request Header ◦ If-Modified-Since ◦ If-None-Match  Response Header ◦ Expires ◦ Cache-Control ◦ Last-Modified ◦ ETag

 利用HTTP/1.1的标准（同上）  使用JavaScript编程时缓存数据： window.workWithCache = function(id) { var data = window._cache["id_" + id]; if (data != undefined) work(data); makeAjaxRequest(id, window.ajaxCallback); } window.ajaxCallback = function(id, data) { window._cache["id_" + id] = data; work(data); }

 检查缓存No.1~30 请求前请求后 ◦ 缓存为空  发出请求 ◦ 请求图片No.1~30  收到回复 ◦ 缓存图片No.1~30  显示图片 ◦ 显示图片No.1~30

 检查缓存No.41~70 请求前请求后 ◦ 缓存为空  发出请求 ◦ 请求图片No.41~70  收到回复 ◦ 缓存图片No.41~70  显示图片 ◦ 显示图片No.41~70

 检查缓存No.21~50 请求前请求后 ◦ 发现缓存No.21~30 ◦ 发现缓存No.41~50  发出请求 ◦ 请求图片No.31~40  收到回复 ◦ 缓存图片No.31~40  显示图片 ◦ 显示图片No.21~50

 便利： ◦ 单线程环境，避免许多麻烦 ◦ 对于生命周期短的页面，无须资源释放  限制 ◦ 无法跨页面缓存 ◦ 刷新后缓存即清空 ◦ 对于生命周期长的页面，需要制定资源释放策略  何时释放数据？  释放哪些数据？

 静态页 ◦ 粒度过大 ◦ 几乎无法用于一般Web 2.0系统  整页动态缓存 ◦ 灵活性较静态页略高 ◦ 粒度仍然过大  页面片断缓存（fragment caching）

class BlogController < ApplicationController def list unless read_fragment(:action => 'list' ) @articles = Article.find_recent end end end <% cache do %> <!- Here's the content we cache -> <ul> <% for article in @articles -%> <li><p><%= h(article.body) %></p></li> <% end -%> </ul> <% end %>

 某些时候因为@articles没有初始化而出错  详见Robin Lu于RubyConf China 2009中的演讲 “Ruby on Rails Pitfalls”，Page 10

public class BlogController : Controller { public ActionResult List() { var model = LazyBuilder.Create<Model>() .Setup(m => m.Articles, () => Article.FindRecent()) .Instance; return View(model); } } <% Html.Cache("recent-articles", () => { %> <ul> <% foreach (var article in Model.Articles) { %> <li><p><%= article.Body %></p></li> <% } %> </ul> <% } %>

 使用相对方便，性能优势明显  粒度较大，适用面相对较窄 ◦ “即时性”往往不够

 与业务密切相关的缓存 ◦ 推荐好友 ◦ 最新文章 ◦ ……  一般用于缓存实体对象  控制灵活 ◦ 相对容易设计“即时”的缓存  复用概率大 ◦ 命中率

Cache Page

 站内短消息列表 ◦ 帖子列表 ◦ 回复列表 ◦ 好友列表  分页显示  即时更新

 缓存每页数据时，附带获取数据时的时间戳 ◦ data + read_timestamp  在发生更新时，刷新时间戳 ◦ last_updated_timestamp  读取缓存时，比较数据获取时间与最后更新时间 ◦ 如read_timestamp > last_updated_timestamp，则 cache hit ◦ 如read_timestamp < last_updated_timestamp，则 cache miss

Comment[] GetComments(int articleId, int page) { DateTime lastUpdated; var cached = GetFromCache(articleId, page, out lastUpdated); if (cached == null || cached.TimeStamp < lastUpdated) { var data = GetFromDatabase(articleId, page); cached = new CacheEntry(data, DateTime.Now); SetToCache(articleId, page, cached); } return cached; } void AddComment(Comment comment) { ... // write to database SetLastUpdatedToCache(comment.ArticleID, DateTime.Now); }

 共享引用问题  并发环境下的缓存操作 ◦ 博客园评论列表  缓存数据大小  是否每个数据都要缓存？ ◦ 爬虫访问？ ◦ N年前的数据？  是否每种数据的缓存策略都相同？ ◦ 存储方式？ ◦ 过期策略？

Data Access Layer R W RDBMS

 手机之家数据访问组件（引用自许超前的博文）

 是否透明？ ◦ 多种数据库 ◦ 多存储方式（RDBMS，K/V存储）  即时性如何？ ◦ 数据复制 ◦ CAP  是否能够应对所有形式的查询？ ◦ 功能 vs. 复杂度  是否一定需要缓存？ ◦ 复杂查询 ◦ 并发操作

 手机之家新系统介绍及架构分享

 数据库缓存优化：拆表  避免缓存滥用 ◦ 缓存不是万能的 ◦ 缓存带来复杂度  业务为技术让步 ◦ e.g. 难道“即时”就那么重要吗？  Consistent Hash

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Web开发中的缓存

by jeffz on Sep 20, 2009

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