java緩存技術

摘自：http://symphony.b3log.org/article/1376986299174

1、什麼是緩存
一、Cache是高速緩衝存儲器 一種特殊的存儲器子系統，其中複製了頻繁使用的數據以利於快速訪問
二、凡是位於速度相差較大的兩種硬件/軟件之間的，用於協調二者數據傳輸速度差別的結構，都可稱之爲 Cache

2、緩存的分類
一、基於web應用的系統架構圖

二、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

3、操做系統緩存
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，以便於操做系統可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

4、數據庫緩存
一、重要性

• 數據庫一般是企業應用系統最核心的部分
• 數據庫保存的數據量一般很是龐大
• 數據庫查詢操做一般很頻繁，有時還很複雜
• 以上緣由形成數據庫查詢會引發很是頻繁的磁盤I/O讀取操做，迫使CPU掛起等待，數據庫性能極度低下

二、緩存策略
     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%

5、應用程序緩存
一、對象緩存

• 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

二、查詢緩存

• 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

三、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
• 可使用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

6、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

7、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