【說明：拷貝自我寫在公司wiki上的一篇關于緩存的文章，其中有些內(nèi)容沒有詳細介紹，只列了提綱，部分連接鏈接到了公司的wiki上，可能外網(wǎng)用戶無法打開。但是基本上介紹了常用的緩存模式，希望對你有幫助。】

摘要

本文介紹了緩存的概念和在web開發(fā)中緩存的作用，以及如何使用緩存。并用鳳凰網(wǎng)的互動產(chǎn)品作為實例來分析。

緩存和緩存的作用

什么是緩存？

緩存就是用來避免頻繁的到主存儲器（一般來說可能是數(shù)據(jù)庫，結構化的磁盤文件，遠程網(wǎng)絡接口，程序接口等等提供數(shù)據(jù)返回的）獲取數(shù)據(jù)而建立的一個存 取更快的臨時存儲器（緩存）。一般來說，緩存比主存儲器更小（不一定，也可能是存儲的數(shù)據(jù)結構不一樣，但是存取速度非常快），但是存儲的容量也比較小，但 是存取速度非常快。

緩存的作用

緩存一般用來

1. .存儲頻繁訪問的數(shù)據(jù)
2. .臨時存儲耗時的計算結果
3. .內(nèi)存緩存減少磁盤IO

緩存類型

在WEB開發(fā)中，緩存可以分為：

數(shù)據(jù)庫端緩存

這個可以用以“空間換時間”來說。比如建一個表來存儲另外一個表某個類型的數(shù)據(jù)的總條數(shù)，在每次更新數(shù)據(jù)的時候同事更新 數(shù)據(jù)表和統(tǒng)計條數(shù)的表。在需要獲取某個類型的數(shù)據(jù)的條數(shù)的時候，就不需要select count去查詢，直接查詢統(tǒng)計表就可以了，這樣可以提高查詢的速度和數(shù)據(jù)庫的性能。

應用層緩存

• 應用層緩存這塊跟開發(fā)人員關系最大，也是平時經(jīng)常接觸的。

1. .緩存數(shù)據(jù)庫的查詢結果,減少數(shù)據(jù)的壓力。這個在大型網(wǎng)站是必須做的。
2. .緩存磁盤文件的數(shù)據(jù)。比如常用的數(shù)據(jù)可以放到內(nèi)存，不用每次都去讀取磁盤，特別是密集計算的程序，比如中文分詞的詞庫。
3. .緩存某個耗時的計算操作，比如數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

• 應用層緩存的架構也可以分幾種：

1. .嵌入式，也就是緩存和應用在同一個機器。比如單機的文件緩存，java中用hashMap來緩存數(shù)據(jù)等等。這種緩存速度快，沒有網(wǎng)絡消耗。
2. .分布式緩存，把緩存的數(shù)據(jù)獨立到不同的機器，通過網(wǎng)絡來請求數(shù)據(jù)，比如常用的memcache就是這一類。

分布式緩存一般可以分為幾種:

1. .按應用切分數(shù)據(jù)到不同的緩存服務器，這是一種比較簡單和實用的方式。
2. .按照某種規(guī)則（hash,路由等等）把數(shù)據(jù)存儲到不同的緩存服務器
3. .代理模式，應用在獲取數(shù)據(jù)的時候都由代理透明的處理，緩存機制有代理服務器來處理

前端緩存

我們這里說的前端緩存可以理解為一般使用的cdn技術，利用squid等做前端緩沖技術，主要還是針對靜態(tài)文件類型，比如圖片，css,js,html等靜態(tài)文件。

客戶端緩存

瀏覽器端的緩存，可以讓用戶請求一次之后，下一次不在從服務器端請求數(shù)據(jù)，直接從本地緩存讀取，可以減輕服務器負擔也可以加快用戶的訪問速度。

緩存的更新和過期

我們這幾只講應用層的緩存。在應用層的緩存由于應經(jīng)有新的數(shù)據(jù)加入，數(shù)據(jù)的修改，數(shù)據(jù)的刪除等等操作，而在某些時間，我們需要這些操作及時的生效（由于用了緩存，可能會導致修改后緩存沒有更新，而頁面也沒有變化），所以出現(xiàn)緩存的更新和過期的概念。

緩存的過期

緩存的過期包含

1. .時間過期

我們在緩存數(shù)據(jù)的時候我們可以指定數(shù)據(jù)緩存的最大時間，如果超過這個時間，我們就認為緩存是失效的。

1. .基于規(guī)則的過期

我們在緩存中存儲了某些數(shù)據(jù)來標明數(shù)據(jù)的版本。比如存取的時間，更新的時間，數(shù)據(jù)的版本信息等等。
         然后比較這些信息是否有變化來判斷是否過期。

緩存的更新

1. .被動

當緩存失效的時候我們的應用程序重新從主存儲器中取數(shù)據(jù)，然后重新放回緩存中。

1. .主動

當數(shù)據(jù)一更新的時候，我們的應用主動的去更新我們的緩存內(nèi)容。

1. .被動和主動結合（基于版本）

當數(shù)據(jù)以更新的時候，我們更新一個數(shù)據(jù)被更新的標志。然后根據(jù)上面講到的“基于規(guī)則的過期”來更新數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫端

1. 普通表，利用普通表來緩存一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
2. 內(nèi)存表

應用層端

比較常見的應用層分布式緩存容器，Memcache、共享文件服務器、MemcacheDb、Tokyo Tyrant。 php里面也有比如x-cache,apc等的基于進程的緩存，這種緩存比分布式緩存速度快，但是限于跟應用的一個機器。 java實現(xiàn)的緩存也比較多，比如oscache,jcache ,ehcached等等。

前端

前端比較常用的就是squid,Varnish Cache,ncache等等。

Varnish是一款高性能的開源HTTP加速器，挪威最大的在線報紙 Verdens Gang (vg.no) 使用3臺Varnish代替了原來的12臺squid，性能比以前更好。

客戶端

客戶端緩存依賴于瀏覽器的實現(xiàn)，目前一般的瀏覽器都實現(xiàn)了基于http都信息來緩存相應的文件。

速度

當然，我們使用緩存的目的之一就是要提高我們應用的速度。如果使用緩存后速度更慢那就沒有緩存的必要了。取緩存的速度應 當是非常快的，因為緩存的工作僅僅是取出一個曾經(jīng)存儲好的數(shù)據(jù)。所以影響緩存速度的因素可能跟緩存所才采用的存儲方式有關系，還有可能印象速度的就是分布 式緩存的網(wǎng)絡消耗，同樣，緩存服務器在并發(fā)很大的時候也有可能不堪重負出現(xiàn)瓶頸，變得緩慢。

比如目前鳳凰論壇使用的帖子緩存的響應時間在亞毫秒級，也就是還不足1ms的響應時間，這個速度是相當快的。

及時性

我們使用緩存的重要一點就是對我們的數(shù)據(jù)的更新需要緩存也及時的更新。這點非常重要，關系到頁面顯示的正確性，用戶體驗等。

命中率

命中率直接關系到緩存所起到的作用的大小。如果命中率太低就相當于沒有使用緩存，或者我們的緩存的規(guī)則有問題，重視命中不到緩存。

哪些地方需要緩存

1. .頁面的打開速度非常慢，每一次都要進行大量的計算，從數(shù)據(jù)庫取一個比較耗時操作的數(shù)據(jù)。
2. .頻繁的讀取操作，每次請求都要從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)的更新并不是很頻繁，導致數(shù)據(jù)庫的壓力非常大。
3. .頻繁的寫入操作（需要寫到數(shù)據(jù)庫），比如頁面點擊量，投票數(shù)的操作。這些操作可以暫時利用緩存，然后定期的寫到數(shù)據(jù)庫。

選擇什么緩存

緩存如此有用，那么這么多的緩存產(chǎn)品，我們?nèi)绾芜x擇呢？下面我們主要就常用的php方面來說。

1. .訪問量不是特別大，web前端機器只有一臺，對數(shù)據(jù)庫端的內(nèi)容緩存可以使用文件緩存，這種方式非常簡單也比較有效，不需要對服務器做特別的配置。

也可以使用apc,x-cached等提供的內(nèi)存緩存，也非常有效，它比磁盤緩存速度快，但是因為是內(nèi)存緩存，所以緩存的容量有限。

1. .訪問量比較大，web前端機器一般超過一臺甚至更多，我們一般采用分布式的緩存。我們一般選擇memcache作為我們的緩存，memcache是一個基于內(nèi)存的分布式緩存，它的速度和效率非常高。

其實這里也可以使用共享的磁盤緩存，但是基于我們目前所處的環(huán)境和對于可靠性，高并發(fā)的要求，我們不建議或者說不考慮使用共享磁盤作為緩存。

使用緩存

Memcached

memcache的使用

memcache的分布式緩存

memcached的Replication

repcached 是一組給 memcached 1.2.x 添加數(shù)據(jù)復制功能的 patch.主要目的是建立一個冗余的memcached系統(tǒng), 當然, 還有 Fail over(失敗轉移).支持所有的memcached命令. 當master掛掉的時候,slave會頂上來.連接時能夠完整復制數(shù)據(jù).

memcached的監(jiān)控

memcached的遍歷

Tokyo Tyrant

Tokyo Tyrant的使用

Tokyo Tyrant的Replication

Tokyo Tyrant的狀態(tài)

Tokyo Tyrant的管理

緩存的存儲

Berkeley DB

CDB

CDB非常快，但是不可更新。php已經(jīng)支持。

常見問題（FAQ）

如何更新前端緩存

• 前端緩存在應用層的上方，對應用來講，一般是不可見的。比如squid控制的緩存。由此，就會出現(xiàn)一個問題。比如我們網(wǎng)站的金喜正規(guī)買球，里面有 很多的css,js文件，這些 css,js文件都可以被緩存在squid中，比如我們緩存30天，這些文件很可能30天都不會更新一次，但是，當我們需要更新某個css,js文件時怎 么辦？

增加memcache服務器