Cache là gì? Tại sao web cache quan trọng? Các thuật toán điều khiển cache là gì? Cùng nhiều thông tin bổ ích khác liên quan đến cache sẽ được Blogthietbidien.com trình bày trong bài viết sau đây.
Chắc hẳn bạn đã từng nghe qua thuật ngữ “cache” trong đời sống. Vậy bạn có biết thực sự cache là gì không? Nếu chưa thì hãy theo dõi phần nội dung sau đây của Blogthietbidien.com, chúng tôi sẽ trình bày đến bạn câu trả lời một cách chi tiết nhất.
Cache là gì?
Không để bạn phải chờ lâu, chúng ta cùng nhau tìm hiểu ngay cache là gì. Cache hay còn được gọi là bộ nhớ đệm, có thể là phần cứng hoặc phần mềm được tích hợp sẵn và có tác dụng lưu trữ dữ liệu tạm thời trên máy tính.
Caching là việc lưu trữ dữ liệu vào cache dưới dạng mã nhị phân. Điều này sẽ giảm thiểu thời gian truy cập, giảm độ trễ cũng như thực hiện các thao tác trên website/hệ điều hành/ứng dụng được dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Hầu hết các workload của ứng dụng sẽ phụ thuộc vào tốc độ đầu vào (input)/đầu ra (output). Cache sẽ thường được sử dụng để cải thiện tốc độ, hiệu suất của các website, ứng dụng có lượng truy cập lớn.
Thuật toán Cache (Cache Algorithms) là gì?
Thuật toán này đưa ra các hướng dẫn cụ thể cách có thể duy trì bộ nhớ cache. Sau đây là một vài ví dụ điển hình về thuật toán này:
- LRU (Least Recently Used): Ít sử dụng gần đây nhất
Mục dữ liệu trong bộ nhớ cache được sắp xếp theo thời gian truy cập. Do đó, khi đạt tới giới hạn lưu trữ, cache sẽ chủ động xóa các dữ liệu có thời gian truy cập xa nhất để có thể bổ sung các dữ liệu mới vào;
- MRU (Most Recently Used): Gần đây nhất được sử dụng
Thuật toán sẽ ưu tiên xóa các mục được sử dụng gần đây hơn vì các mục cũ hơn thường sẽ có lượt truy cập lớn hơn.
Tại sao Web Cache quan trọng?
Bộ nhớ đệm sẽ giúp tăng tốc độ của website một cách đáng kể, nó không chỉ giúp thời gian load nhanh hơn mà còn giảm tải trên máy chủ của bạn.
Giả sử bạn sở hữu một Blog có bật bộ nhớ đệm. Khi lần đầu tiên có người dùng truy cập vào trang chủ, họ sẽ truy cập theo cách bình thường. Tiếp theo, máy chủ sẽ nhận yêu cầu và xử lý. Kết quả trang web hiển thị sẽ được chuyển thành tệp HTML và gửi đến trình duyệt của khách hàng và tệp này sẽ được lưu trữ trong RAM.
Trong lần tới, khi có người dùng khác truy cập vào xem trang chủ, lúc này máy chủ sẽ không cần xử lý thành tệp HTML mà chuyển trực tiếp tệp HTML đã lưu trữ trong RAM đến khách hàng. Điều này sẽ giúp khách hàng tiết kiệm được thời gian load trang và lượng băng thông sử dụng sẽ ít hơn. Điều này sẽ cực kỳ phù hợp với website có nguồn lực hạn chế.
Các loại Cache hiện nay là gì?
Hiện nay, cache được chia thành 3 loại chính bao gồm:
- Write-around cache;
- Write-through cache;
- Write-back cache.
Cụ thể thông tin về từng loại sẽ được Blogthietbidien.com trình bày ngay sau đây.
Write-around cache là gì?
Wire-around cache có thể khi lại hoạt động trực tiếp vào bộ nhớ đệm và hoàn toàn bỏ qua cache
- Ưu điểm: Sẽ hạn chế tình trạng quá tải cache khi quá nhiều bản ghi cùng lúc (input/output);
- Nhược điểm: Dữ liệu không được lưu trữ, trừ khi được truy xuất từ bộ nhớ. Việc này sẽ làm cho hoạt động truy cập ban đầu bị chậm.
Write-through cache là gì?
Loại cache này có thể được ghi đè lên cả bộ nhớ đệm cache và bộ nhớ storage.
- Ưu điểm: Việc xuất/đọc dữ liệu nhanh chóng vì dữ liệu được lưu trữ tạm thời;
- Nhược điểm: Khá mất thời gian lưu trữ vì việc lưu trữ này hoàn tất khi dữ liệu được lưu trữ trên cả cache và bộ nhớ chính.
Write-back cache là gì?
Hay còn gọi là bộ nhớ đệm ghi lại. Đây là kỹ thuật giúp chuyển toàn bộ hoạt động sang bộ nhớ cache. Với loại cache này, việc lưu trữ được xem là hoàn tất khi dữ liệu được ghi trên cache. Sau đó dữ liệu sẽ được lưu vào bộ nhớ chính.
- Ưu điểm: Dữ liệu được xuất trên cache nên tốc độ và hiệu năng hoạt động của web được cải thiện;
- Nhược điểm: Dữ liệu có thể bị mất trước khi được chép vào bộ nhớ chính. Độ an toàn phụ thuộc chủ yếu vào cơ chế bộ nhớ cache được sử dụng.
Khi nào sử dụng Cache?
Để trả lời câu hỏi này, trước tiên hãy cùng Blogthietbidien.com tìm hiểu về 4 khái niệm:
- Cache memory (Cache bộ nhớ)
- Cache server (Bộ nhớ cache máy chủ)
- Disk cache (Bộ nhớ cache trên đĩa)
- Flash cache (Thiết bị nhớ flash)
Cache memory (Cache bộ nhớ) là gì?
Đây là bộ nhớ được tích hợp trực tiếp vào CPU. Nó có khả năng lưu trữ lệnh/chức năng thường được yêu cầu bởi các chương trình đang chạy, giúp máy tính xử lý dữ liệu nhanh hơn với tốc độ RAM thông thường. Vì cache memory tiếp xúc trực tiếp với CPU nên tốc độ truy xuất dữ liệu sẽ nhanh hơn cả disk cache và RAM.
Cache server (Bộ nhớ cache máy chủ) là gì?
Thông thường các máy chủ kết nối mạng chuyên dụng (dedicated network server) hay dịch vụ hoạt động như máy chủ (service acting as server) sẽ ghi dữ liệu web và các thông tin một cách cục bộ. Đây được gọi là hình thức lưu trữ cache server hay cache proxy.
Disk cache (Bộ nhớ cache trên đĩa) là gì?
Disk cache ghi lại các dữ liệu được đọc trong thời gian gần đây và các dữ liệu khác có khả năng sẽ được truy cập lại. Có những loại disk cache được lưu trữ theo tần suất dọc.
Các khối lưu trữ (storage block) thường xuyên truy cập (hot block) sẽ được tự động lưu trữ trên cache. Disk cache sẽ giúp cải thiện tốc độ đọc hay ghi dữ liệu trên ổ cứng.
Flash cache (Thiết bị nhớ flash) là gì?
Đây là thiết bị lưu trữ tạm thời dữ liệu trên chip bộ nhớ NAND (chủ yếu dưới dạng SSD). Nó có thể truy xuất dữ liệu với tốc độ cao và cao hơn bộ nhớ cache trên ổ đĩa HDD.
Web cache hoạt động như thế nào?
Web cache giúp lưu trữ tạm thời các nội dung tĩnh thường được truy cập. Do đó sẽ giảm thiểu các yêu cầu về băng thông, độ trễ và tăng tốc độ duyệt web. Nhờ vậy tài nguyên trên web được giải phóng hiệu quả mà vẫn cải thiện được tối ưu hiệu suất người dùng.
Cách hoạt động của web cache tương đối đơn giản. Đối với các dữ liệu lưu trữ trên bộ nhớ hệ thống (ví dụ là hosting). Khi sử dụng cache, các dữ liệu này sẽ được ghi tại đây, từ đó tốc độ truy xuất dữ liệu được nhanh hơn mà không cần phải thông qua bộ nhớ chính.
Như vậy, Blogthietbidien.com đã trình bày đến bạn các thông tin rất chi tiết nhằm gợi ý cho bạn câu trả lời cho câu hỏi “cache là gì?”. Hy vọng qua đó bạn có thể tự tin trả lời câu hỏi này một cách tốt nhất. Nếu bạn thấy bài viết của chúng tôi giá trị thì hãy chia sẻ nó đến mọi người xung quanh nhé.
