Кэширование

Кэширование – это стратегия оптимизации, которая заключается во временном хранении часто запрашиваемых данных в специальном буфере, называемом кэшем. Оно позволяет ускорить доступ к информации, поскольку ее не нужно каждый раз извлекать из постоянного хранилища, например из базы данных, с диска или удаленного сервера. Представьте, что вы посещаете сайт, который содержит много изображений. При первом открытии страницы браузер загружает их с сервера, а при последующих – из локального кэша, что значительно ускоряет процесс.

Виды кэширования

Преимущества и недостатки кэширования

Вопросы-ответы

Виды кэширования

Вот главные виды кэширования:

• клиентское (браузерное). Браузер кэширует статические ресурсы, такие как HTML, CSS, JavaScript и изображения, из предыдущих посещений сайта, что уменьшает количество запросов к серверу и ускоряет загрузку страниц;
• серверное. Серверное ПО, например Varnish, Nginx, Memcached, кэширует результаты обработки запросов. Применяется для часто запрашиваемых, но редко изменяющихся данных;
• на стороне приложения. Программное кэширование данных в оперативной памяти приложения. Используется в фреймворках, таких как Rails и Django, а также в CMS, библиотеках данных;
• кэширование базы данных. Кэширование результатов запросов к БД в памяти. Уменьшает операции чтения из медленных хранилищ;
• распределенное (кэширование CDN – сетей доставки контента). Копирование контента на распределенные кэш-серверы, близкие к клиентам. Ускоряет загрузку статических файлов из ближайших кэш-узлов;
• кэширование с помощью Service Workers. Кэширование ресурсов для оффлайн-доступа в Progressive Web Apps. Ускоряет повторные загрузки и обеспечивает отказоустойчивость;
• кэширование объектов. Хранит часто запрашиваемую информацию в памяти для быстрого доступа. Значительно повышает производительность и уменьшает нагрузку на базу данных;
• полное кэширование страниц. Хранение готовых серверных ответов для часто посещаемых страниц. Полностью исключает этап генерации контента, не подходит для динамических страниц.

Преимущества и недостатки кэширования

Плюсы использования кэширования на сайте включают:

• повышение скорости загрузки страниц. Снижает время отклика сервера, так как часто запрашиваемые части страниц хранятся в памяти. Это ускоряет отображение контента для посетителей;
• уменьшение нагрузки на сервер. Когда часть данных кэшируется, серверу не нужно генерировать их каждый раз при запросе страницы. Это снижает нагрузку на CPU и память, увеличивая производительность;
• улучшение отказоустойчивости. Если основной сервер недоступен, кэшированные данные могут быть отданы из хранилища веб-сервера, proxy-сервера или CDN, обеспечивая более стабильную работу сайта;
• экономию трафика. Позволяет сократить объем передаваемых с сервера данных, так как часть контента берется из кэша на стороне клиента или сети доставки контента;
• ускорение рендеринга для повторных посетителей. Кэширование на стороне клиента с помощью Service Workers или HTTP-кэша браузера предоставляет возможность сохранять ресурсы между посещениями и ускорять рендеринг страниц;
• улучшение пользовательского опыта. Быстрая загрузка страниц и контента повышает удобство использования сайта для посетителей. Кроме того, кэширование полезно в регионах с ограниченным доступом к интернету, так как позволяет пользователям быстрее прогружать контент при низкой скорости соединения;
• SEO-преимущества. Поисковые системы отдают предпочтение сайтам с быстрой загрузкой страниц, поэтому кэширование может положительно повлиять на позиции веб-ресурса в выдаче;
• снижение затрат на базы данных. Кэширование на стороне клиента снижает объем данных, которые необходимо передавать между сервером и пользователем, что позволяет экономить средства. 

Среди минусов кэширования на сайте отметим:

• устаревание кэшированных данных (outdated cache). Если динамический контент часто изменяется, но кэшированные версии обновляются не сразу, пользователи могут получать устаревшие данные, поэтому необходимо правильно настроить время жизни кэша;
• необходимость использования трафика для обновления кэша. При работе с CDN нужен дополнительный трафик для распространения обновлений кэша между узлами;
• дополнительное использование памяти. Для хранения кэшированных данных требуется выделенное пространство в оперативной памяти сервера или дополнительные кэш-серверы;
• сложность реализации и управления. настройка и оптимизация кэширования для разных платформ и CMS может быть сложной задачей, требующей технических знаний;
• риск проблем с безопасностью. Если в кэш попадут конфиденциальные данные, это приведет к нарушениям безопасности. Необходим тщательный аудит кэшируемого контента;
• несовместимость с персонализацией. Кэширование делает невозможным показ персонализированного контента разным пользователям на основе их предпочтений, так как кэшированные страницы одинаковы для всех;
• несовместимость с некоторыми технологиями. Оно может конфликтовать с определенными плагинами или темами, что приводит к проблемам с функциональностью сайта. Кроме того, кэширование не подходит для динамически генерируемого контента.