java緩存機制(上)

緩存的目的在於節省訪問時間以及減輕大併發量訪問帶來資源上的消耗。

緩存的深度從前端到數據庫都有涉及，頁面緩存效果最好，因其佔用的資源比較少

基於WEB應用下的系統架構圖：

在系統架構的不一樣層級之間，爲了加快訪問速度，均可以存在緩存

• 操做系統磁盤緩存->減小磁盤機械操做
• 數據庫緩存->減小文件系統I/O
• 應用程序緩存->減小對數據庫的查詢 
• Web服務器緩存->減小應用服務器請求
• 客戶端瀏覽器緩存->減小對網站的訪問

操做系統磁盤緩存　

　　一、文件系統提供的Disk Cache：操做系統會把常常訪問到的文件內容放入到內存當中，由文件系統來管理
　　二、當應用程序經過文件系統訪問磁盤文件的時候，操做系統從Disk Cache當中讀取文件內容，加速了文件讀取速度
　　三、Disk Cache由操做系統來自動管理，通常不用人工干預，但應當保證物理內存充足，以便於操做系統能夠使用盡可能多的內存充當Disk Cache，加速文件讀取速度
　　四、特殊的應用程序對文件系統Disk Cache有很高的要求，會繞開文件系統Disk Cache，直接訪問磁盤分區，本身實現Disk 
　　五、Cache策略

• Oracle的raw device(裸設備) – 直接拋棄文件系統
• MySQL的InnoDB： innodb_flush_method = O_DIRECT

數據庫緩存

     a、Query Cache

• 以SQL做爲key值緩存查詢結果集
• 一旦查詢涉及的表記錄被修改，緩存就會被自動刪除
• 設置合適的Query Cache會極大提升數據庫性能
• Query Cache並不是越大越好，過大的Qquery Cache會浪費內存。
• MySQL: query_cache_size= 128M

     b、Data Buffer

• data buffer是數據庫數據在內存中的容器
• data buffer的命中率直接決定了數據庫的性能
• data buffer越大越好，多多益善
• MySQL的InnoDB buffer：innodb_buffer_pool_size = 2G
• MySQL建議buffer pool開大到服務器物理內存60-80%

應用程序緩存

• 對象緩存　　

1. • 由O/R Mapping框架例如Hibernate提供，透明性訪問，細顆粒度緩存數據庫查詢結果，無需業務代碼顯式編程，是最省事的緩存策略
   • 當軟件結構按照O/R Mapping框架的要求進行鍼對性設計，使用對象緩存將會極大下降Web系統對於數據庫的訪問請求
   • 良好的設計數據庫結構和利用對象緩存，可以提供極高的性能，對象緩存適合OLTP（聯機事務處理）應用

• 插敘緩存　　　

• • 對數據庫查詢結果集進行緩存，相似數據庫的Query Cache
  • 適用於一些耗時，可是時效性要求比較低的場景。查詢緩存和對象緩存適用的場景不同，是互爲補充的
  • 當查詢結果集涉及的表記錄被修改之後，須要注意清理緩存 

• 頁面緩存

    　 a、做用 

• 針對頁面的緩存技術不但能夠減輕數據庫服務器壓力，還能夠減輕應用服務器壓力
• 好的頁面緩存能夠極大提升頁面渲染速度
• 頁面緩存的難點在於如何清理過時的緩存 

 　　   b、分類
    　　     I、動態頁面靜態化 

• • 利用模板技術將訪問過一次的動態頁面生成靜態html，同時修改頁面連接，下一次請求直接訪問靜態連接頁面
  • 動態頁面靜態化技術的普遍應用於互聯網CMS/新聞類Web應用，但也有BBS應用使用該技術，例如Discuz!
  • 沒法進行權限驗證，沒法顯示個性化信息
  • 能夠使用AJAX請求彌補動態頁面靜態化的某些缺點 

       　　 II、Servlet緩存 

• • 針對URL訪問返回的頁面結果進行緩存，適用於粗粒度的頁面緩存，例如新聞發佈
  • 能夠進行權限的檢查
  • OScache提供了簡單的Servlet緩存(經過web.xml中的配置)
  • 也能夠本身編程實現Servlet緩存 

      　　  III、頁面內部緩存 

• 針對動態頁面的局部片段內容進行緩存，適用於一些個性化但不常常更新的頁面(例如博客)
• OSCache提供了簡單的頁面緩存
• 能夠自行擴展JSP Tag實現頁面局部緩存

 web服務器端緩存

• 基於代理服務器模式的Web服務器端緩存，如squid/nginx
• Web服務器緩存技術被用來實現CDN（內容分發網絡 content delivery network）
• 被國內主流門戶網站大量採用
• 不須要編程，但僅限於新聞發佈類網站，頁面實時性要求不高 

 基於ajax的瀏覽器緩存　

• 使用AJAX調用的時候，將數據庫在瀏覽器端緩存
• 只要不離開當前頁面，不刷新當前頁面，就能夠直接讀取緩存數據
• 只適用於使用AJAX技術的頁面