Технология кэширования уже достаточно давно применяется практически во всех компьютерных системах. Для ускорения операций считывания и записи она используется в процессорах, накопителях и других сложных устройствах, требующих высокой скорости обработки данных.
Интернет по своей сути представляет огромное количество веб-ресурсов, каждый из которых является независимым информационным хранилищем. Скорость доступа к сайтам зависит от различных факторов. На нее могут влиять аппаратные возможности компьютеров, пропускная способность сети, загруженность серверов и многое другое. Чтобы снизить задержки доступа к востребованной информации, методы кэширования, или иначе — упреждающего чтения, стали просто необходимыми.
Использование локального хранения в качестве промежуточного, при обращении к данным сайта, позволяет ускорить отображение посещенных ранее страниц, а также снижает нагрузку на веб-серверы владельцев.
В этой статье мы рассмотрим два основных типа кэширования — браузерное и серверное.
Как работает браузерное кэширование
Рассмотрим, как происходит процесс браузерного кэширования.
- При первом посещении веб-сайта статические ресурсы (к ним могут относиться HTML, CSS, JavaScript и изображения) сохраняются браузером на компьютере пользователя.
- При повторном открытии страниц используются кэшированные данные. Количество запросов к серверу сокращается, что приводит к ускорению загрузки.
- Браузер периодически проверяет сайт и при наличии изменений загружает новые версии файлов и обновляет кэш.
- В случае, если версия ресурса обновилась ранее проверки, браузер продолжает использовать старую копию. Иногда это может вызвать определенные проблемы.
- Очистка кэша осуществляется через заданные интервалы времени автоматически или вручную. После этого происходит загрузка и кэширование актуальной версии страницы.
Кэширование на стороне сервера
Кэширование на стороне сервера устроено следующим образом.
- Частичные или полные копии веб-ресурсов кэшируются не на устройстве клиента, а на сервере. Нет необходимости генерировать их каждый раз при запросе пользователем определенной страницы.
- Результаты запросов также кэшируются. Сокращается время обработки одинаковых запросов и повышается скорость загрузки данных.
- Страницы выдаются целиком, а не собираются заново из разных источников.
- Данные ресурса передаются из кэша всем клиентам. При этом возрастает производительность и масштабируемость.
- Определение актуальности кэшируемых данных обеспечивается применением методов, способствующих своевременному обновлению информации.
- Для более эффективного управления кэшированными данными могут использоваться специализированные решения, такие как Memcached, Varnish, Squid, или универсальные, например, Redis или Hazelcast. Таким образом возможна интеграция с другими системами.
Преимущества кэширования
- Снижение нагрузки на сервер: за счет обработки запросов ближе к пользователю, снижается сетевая активность за пределами кэша. Нагрузка на целевой сервер уменьшается и ускоряется загрузка страниц.
- Экономия пропускной способности сети: снижение количества передаваемых через сеть данных сокращает интернет-трафик и затраты на него.
- Повышение отзывчивости: благодаря ускорению доступа к часто используемым данным, оптимизируется работа приложений и веб-сайтов.
- Надежность и доступность: при временных сбоях сети или веб-сервера кэшированные данные продолжают оставаться доступными, что повышает надежность системы.
Настройки кэширования
Общие рекомендации:
- В браузере существует возможность изменения настроек кэширования, но не забывайте о том, что слишком большой объем кэша может даже замедлить работу устройства.
- Чтобы избежать накопления устаревших данных, периодически очищайте кэш или включите такую опцию в браузере.
- После любых изменений в настройках кэширования всегда проверяйте корректность работы.
- Технология Content Delivery Network (CDN) поможет ощутимо ускорить загрузку данных с ресурсов, так как в этом случае они будут ближе к пользователю.
Проверка настроек браузера
- Многие браузеры поддерживают режим разработчика. Перейдя в его вкладку настроек сети, можно проследить за работой кэширования, обновляя текущую страницу и проверяя информацию о том, откуда загружаются файлы.
- Отключая кэширование текущей страницы, легко проверить изменение в скорости ее загрузки.
- Режим инкогнито из соображений безопасности частично отключает кэширование, не сохраняя файлы cookies, данные форм и другую информацию. От разумного подхода зависит выбор между конфиденциальностью и скоростью.
Проверка настройки серверного кэширования
- Через режим разработчика браузера. Находясь на вкладке настроек сети, обновите страницу. Посмотрите заголовки ответа на любой запрос. Такие из них, как Cache-Control и ETag, могут дать информацию о настройках кэширования.
- С помощью онлайн-инструментов. Можно проанализировать HTTP-заголовки ответов сервера, используя онлайн-сервисы, такие как Redbot или HTTP Header Check.
- При помощи командной строки.
Заголовки ответа сервера для конкретного URL можно получить с помощью команды
curl -I URL_страницы. - Просматривая конфигурационные файлы сервера. При наличии доступа к серверу, увидеть настройки кэширования можно в конфигурационных файлах (например, .htaccess для Apache или nginx.conf для Nginx).
- Через настройки CMS. В административной панели системы управления контентом (CMS) проверьте настройки плагинов или модулей кэширования.
Описанные методы помогут вам убедиться в том, что кэширование включено и работает. При более серьезном подходе можно проанализировать, насколько эффективны его текущие настройки.
