Kešování

• Proweby.cz
• 16. 7. 2024
• Slovník webových, online marketingových a IT pojmů, K.

Co je to kešování?

Kešování (z anglického caching) je technika, která zlepšuje výkon a efektivitu systémů tím, že ukládá kopie často používaných dat v dočasné úložné paměti, nazývané cache (čti keš). Kešování může výrazně zrychlit přístup k datům, snížit zatížení serverů a zlepšit uživatelskou zkušenost.

Typy kešování

Prohlížečové kešování

Prohlížečové kešování ukládá kopie webových stránek, obrázků, skriptů a dalších zdrojů do paměti prohlížeče na straně klienta. Když uživatel navštíví stejnou stránku znovu, prohlížeč může načíst zdroje z cache místo toho, aby je znovu stahoval ze serveru.

Výhody

• Zrychlení načítání webových stránek.
• Snížení zatížení serverů.
• Lepší uživatelská zkušenost díky rychlejšímu načítání.

Nastavení kešování

HTTP hlavičky, jako jsou Cache-Control, Expires a ETag, se používají k řízení chování kešování v prohlížeči.

Cache-Control: max-age=3600
Expires: Wed, 21 Oct 2023 07:28:00 GMT
ETag: "5d8c72a5edda1"

Serverové kešování

Serverové kešování ukládá dynamicky generované stránky nebo jejich části na straně serveru. To umožňuje rychlejší odpovědi na požadavky, aniž by se musely znovu provádět náročné operace, jako jsou dotazy na databázi nebo výpočty.

Typy serverového kešování

• OPcache: Kešování PHP kódu na úrovni bytekódu, což zrychluje provádění skriptů.
• APC (Alternative PHP Cache): Kešování PHP kódu a uživatelských dat.
• Memcached: Distribuovaná paměťová cache pro ukládání objektů v paměti, aby se urychlil přístup k datům.

CDN kešování

Content Delivery Network (CDN) kešování ukládá obsah na geograficky distribuovaných serverech, což zlepšuje dostupnost a rychlost načítání webových stránek pro uživatele po celém světě. CDN servery ukládají statické soubory, jako jsou obrázky, videa, styly a skripty, a poskytují je uživatelům z nejbližšího serveru.

Výhody

• Rychlejší načítání stránek díky blízkosti CDN serverů k uživatelům.
• Snížení zatížení původního serveru.
• Zvýšená dostupnost a odolnost vůči výpadkům.

Databázové kešování

Databázové kešování ukládá výsledky databázových dotazů do cache, což snižuje počet opakovaných dotazů na databázi a zlepšuje výkon aplikace. Tato technika je zvláště užitečná pro často opakované a náročné dotazy.

Nástroje

• Redis: Vysoce výkonná in-memory databáze, která může sloužit jako cache.
• Memcached: Rychlý a lehký in-memory caching systém.

Implementace kešování

Webové aplikace

Kešování může být implementováno na několika úrovních webových aplikací, včetně prohlížeče, aplikačního serveru a databáze. Pro webové aplikace postavené na frameworku, jako je Django, Ruby on Rails nebo Laravel, existují integrované nástroje a knihovny pro kešování.

Příklad v Django

V Django lze nastavit kešování pomocí cache middleware a konfiguračních nastavení.

# settings.py
CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
}

# Použití kešování v pohledu
from django.core.cache import cache

def my_view(request):
    data = cache.get('my_key')
    if not data:
        data = heavy_computation()
        cache.set('my_key', data, 3600)
    return HttpResponse(data)

API kešování

Pro API kešování se často používají reverzní proxy servery, jako je Varnish nebo Nginx, které ukládají odpovědi na API požadavky a vracejí je přímo z cache, aniž by zatěžovaly aplikační server.

Příklad nastavení Nginx

server {
    location /api/ {
        proxy_pass http://backend_server;
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_valid 200 10m;
    }
}

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m;

Výhody a nevýhody kešování

Výhody

• Rychlejší načítání: Zkrácení doby načítání webových stránek a aplikací.
• Snížení zatížení serverů: Menší počet dotazů a operací na serveru.
• Lepší uživatelská zkušenost: Rychlé a plynulé načítání stránek zvyšuje spokojenost uživatelů.

Nevýhody

• Zastaralá data: Keš může obsahovat zastaralá data, pokud není správně nakonfigurována aktualizace cache.
• Složitost správy: Implementace a správa kešování může být složitá, zvláště u velkých a dynamických aplikací.
• Paměťová náročnost: Kešování vyžaduje dostatek paměti pro ukládání dat.

Závěr

Kešování je klíčová technika pro zlepšení výkonu a efektivity webových aplikací a systémů. Správná implementace kešování může výrazně zrychlit načítání stránek, snížit zatížení serverů a zlepšit celkovou uživatelskou zkušenost. Přestože implementace a správa kešování může být složitá, výhody výrazně převažují nad nevýhodami. Využití vhodných nástrojů a strategií pro kešování může přinést významné zlepšení výkonu vašich aplikací a systémů.