有趣的小知识（三）提升网站速度的秘诀：掌握缓存基础，让你的网站秒开

 像MySql等传统的关系型数据库已经不能适用于所有的业务场景，比如电商系统的秒杀场景，APP首页的访问流量高峰场景，很容易造成关系型数据库的瘫痪，随着缓存技术的出现很好的解决了这个问题。

一、缓存的概念（什么是缓存）

缓存是计算机系统中用于提高数据访问速度的技术。缓存通常是一种高速存储器，用于把访问量较高的热点数据从传统的关系型数据库中加载到内存中，当用户再次访问热点数据时是从内存中加载，减少了对数据库的访问量，解决了高并发场景下容易造成数据库宕机的问题。

缓存工作原理

在缓存中存储数据的副本，当需要访问这些数据时，首先在缓存中查找，如果缓存中有这些数据的副本，则直接从缓存中取出，从而避免了从较慢的主存中读取数据的时间延迟。如果缓存中没有需要的数据，则需要从主存中读取，但读取的数据会被缓存，以便下次访问时更快地获取。

二、为什么要用缓存（为什么要用redis作为缓存）

原因

1.提高访问速度：缓存通常是一种高速存储器，能够更快地访问数据，因为它们通常比主存或者磁盘更接近处理器，可以更快地传输数据，从而可以提高计算机系统的响应速度。

2.减轻负载：缓存可以减轻计算机系统的负载，因为数据不需要每次都从主存或者磁盘读取。如果数据可以从缓存中获取，那么就可以减少系统访问主存或磁盘的次数，从而减少对系统的负载，提高系统的可扩展性。

3.降低能耗：缓存可以降低能耗，因为从缓存中读取数据比从主存或磁盘中读取数据更快，可以更快地完成任务，从而减少了处理器的工作时间，节省了能耗。

4.提高性能：通过使用缓存，可以将热点数据存储在更快的存储器中，从而减少了访问这些数据的时间延迟，提高了计算机系统的性能和效率。

5.高并发场景下：操作缓存能够承受的并发访问量是远远大于访问数据库的，比如redis，它的读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s。所以说将数据库中访问量高的数据存储到缓存中，用户请求的时候直接访问数据库，不必访问数据库，提高应用程序的并发量。

综上所述，使用缓存可以显著提高计算机系统的性能、减轻负载、降低能耗和提高可扩展性。

redis

Redis是一种开源的高性能键值存储系统，可以在内存中存储数据，并通过网络访问。Redis支持多种数据结构，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，而且它提供了丰富的命令，可以对这些数据结构进行灵活的操作。除此之外，Redis还支持事务、持久化、复制、脚本执行、订阅与发布等高级功能。

Redis最初由Salvatore Sanfilippo开发，并且被广泛用于缓存、队列、计数器、排行榜、实时分析等场景。Redis的高性能和灵活性使得它成为流行的解决方案，被广泛应用于Web应用程序、移动应用程序、物联网等领域。同时，Redis的主从复制和集群模式可以扩展到多台服务器上，并具有良好的可扩展性和高可用性。

三、缓存的分类有哪些

根据缓存的位置和作用，可以将缓存分为以下几类：

1.浏览器缓存：浏览器缓存是指浏览器将之前访问过的网页、图片、脚本等资源保存到本地磁盘中，下次访问同样的资源时可以从本地磁盘中读取，从而加快页面加载速度。

2.代理服务器缓存：代理服务器缓存是指代理服务器将之前请求过的资源缓存到本地磁盘或内存中，下次请求同样的资源时可以从本地磁盘或内存中读取，从而减少网络带宽的消耗和请求的响应时间。

3.应用服务器缓存：应用服务器缓存是指应用服务器将之前查询过的数据或计算过的结果缓存到内存中，下次请求同样的数据或计算结果时可以直接从缓存中读取，从而加快响应时间。

4.数据库缓存：数据库缓存是指数据库将之前查询过的数据缓存到内存中，下次查询同样的数据时可以直接从内存中读取，从而加快查询速度。

5.分布式缓存：分布式缓存是指将缓存数据分散到多台服务器上，从而可以扩展缓存的容量和性能，提高缓存的可靠性和可扩展性。

6.本地缓存是指将数据缓存在客户端本地的存储介质中，例如浏览器中的本地存储（Local Storage）、Session Storage、IndexedDB、Web SQL等。本地缓存能够在浏览器关闭后依然保留，也可以在下次用户访问时快速加载。

相对于服务器端的缓存，本地缓存的优点是可以减少服务器端的压力，提高网站或应用程序的性能和响应速度。当用户再次访问同样的页面或数据时，可以直接从本地缓存中读取数据，而不必再次向服务器发送请求。

在Web开发中，本地缓存通常被用于存储一些静态的、不经常变化的数据，例如网站的Logo、样式表、JavaScript库、用户偏好设置等。同时，本地缓存也可以用于离线应用程序的开发，使得应用程序能够在没有网络连接的情况下继续工作，提高用户体验。

需要注意的是，本地缓存虽然能够提高网站或应用程序的性能和响应速度，但是缓存数据可能会过期或失效，因此需要在合适的时机清除缓存数据，以保证数据的正确性和一致性。

7.多级缓存

基于本地缓存和分布式缓存的优缺点，多级缓存应运而生，在实际的业务开发中一般也是采用多级缓存。注意：本地缓存一般存储更新频率低，访问频率高数据，分布式缓存一般存储更新频率很高的数据。

多级缓存的请求流程：本地缓存作为一级缓存，分布式缓存作为二级缓存；当用户获取数据时，先从一级缓存中获取数据，如果一级缓存有数据则返回数据，否则从二级缓存中获取数据。如果二级缓存中有数据则更新一级缓存，然后将数据返回客户端。如果二级缓存没有数据则去数据库查询数据，然后更新二级缓存，接着再更新一级缓存，最后将数据返回给客户端。

以上是常见的缓存分类，不同的缓存类型适用于不同的应用场景，可以根据具体需求选择合适的缓存方案。

 四、通过缓存，提升网站速度

通过缓存可以提升网站的速度和性能，以下是一些常用的缓存技术和方法：

1.浏览器缓存：使用浏览器缓存可以加快网页的加载速度。可以通过设置HTTP响应头的Cache-Control和Expires字段，控制浏览器缓存的时间和内容。对于不经常更新的静态资源，例如图片、样式表、JavaScript库等，可以设置较长的缓存时间，减少浏览器的请求次数。

2.CDN缓存：使用CDN可以将网站的静态资源分布到全球各个节点上，从而加速资源的加载速度。CDN节点会缓存网站的静态资源，当用户访问网站时，会从距离最近的CDN节点获取资源，从而减少网络延迟和带宽消耗。

3.服务器端缓存：使用服务器端缓存可以加速动态内容的生成和响应。可以使用缓存中间件，例如Redis、Memcached等，将计算过的结果缓存到内存中，下次请求时可以直接从缓存中获取数据，从而减少数据库的查询次数和响应时间。

4.数据库查询缓存：对于频繁查询但是不经常更新的数据，例如用户信息、产品信息等，可以使用数据库查询缓存技术，将查询结果缓存到内存中，下次查询同样的数据时可以直接从缓存中获取数据，从而减少数据库的查询次数和响应时间。

5.前端性能优化：对于前端页面，可以采用一些性能优化技巧，例如压缩静态资源、使用CSS Sprite技术、异步加载JavaScript等，从而减小页面的体积和请求次数，加快页面的加载速度。

通过以上缓存技术和方法，可以有效地提升网站的速度和性能，改善用户体验，提高网站的可用性和可靠性。