Для каждого ресурса критичной для пользователя является такая характеристика, как [[Latency|время отклика]] сервера. Увеличение времени отклика сервера приводит к оттоку посетителей. Следовательно, необходимо минимизировать [[Latency|время отклика]]: для этого необходимо уменьшать время, требуемое на формирование ответа пользователю, при этом для формирования ответа пользователю необходимо получить данные из каких-то внешних ресурсов ([Бэкенд](Бэкенд.md)).
> [!TIP] Работа без кэша
> Хорошая система должна уметь выдерживать нагрузку и без кэша. Задача кэша ускорить ответ, а не держать нагрузку.
Сами данные можно разделить на несколько категорий:
- **Можно потерять**. К этой категории относятся кэши выборок из базы данных. Потеря таких ключей не так страшна, потому что мы можем легко восстановить их значения, обратившись заново к backend’у. Однако частые потери кэшей приводят к излишним обращениям к БД.
- **Не хотелось бы потерять**. Здесь можно упомянуть счетчики посетителей сайта, просмотров ресурсов и т.п. Хоть и восстановить эти значения иногда напрямую невозможно, но значения этих ключей имеют ограниченный по времени смысл: через несколько минут их значение уже неактуально, и будет рассчитано заново.
- **Совсем не должны терять**. Кэш удобен для хранения сессий пользователей. Однако содержимое сессий не хотелось бы терять никогда – иначе пользователей на сайте будет «разлогинивать». Как попытаться избежать? Можно кластеризовать систему кэширования, так вероятность потери снижается.
- [Кэширование на стороне браузера](highload/Кэширование%20на%20стороне%20браузера.md). Ответы HTTP могут кэшироваться браузером. При первом запросе данных по HTTP они возвращаются с политикой истечения срока действия в заголовке HTTP. При повторном запросе данных клиентское приложение сначала пытается получить их из кэша браузера.
- [Content Delivery Network](highload/Content%20Delivery%20Network.md). CDN кэширует статические веб-ресурсы. Клиенты могут получать данные с ближайшего узла CDN.
- **Балансировщик нагрузки**: Балансировщик также может кэшировать ресурсы.
- [Кэширование в приложении](Кэширование%20в%20приложении.md). В сервисах есть несколько уровней кэша. Если данные не находятся в кэше процессора, сервис пытается получить их из памяти. Иногда в сервисе есть вторичный уровень кэша для хранения данных на диске.
- **Распределённый кэш**: Распределённые кэши, такие как Redis, хранят пары ключ-значение в памяти для множества сервисов. Это обеспечивает значительно лучшую производительность чтения и записи по сравнению с базой данных.
- **База данных**: Даже в базе данных есть различные уровни кэша
Чаще всего кэш реализуется на основе [[../fundamental/structure/Хеш-таблица|хеш-таблиц]] и использует [принцип локальности](../fundamental/Принцип%20локальности.md). Для работы с хеш-таблицей вам необходим [[highload/Ключ кэширования|ключ кэширования]] и сами данные. По ключу данные кладутся и забираются из таблицы.
Для хранения результатов кэширования я обычно использую JSON. Использую для этого библиотеку [[../../../../knowledge/dev/java/other/Jackson|Jackson]], но есть один [[../snippet/Преобразование Json из коллекции в Java объект при помощи Jackson|нюанс при работе с коллекциям]], который стоит учитывать.
При желании результат кэширования можно сжать используя [[../algorithm/GZIP|GZIP]]. Однако, приходится использовать [[../other/Base64|Base64]], чтобы преобразовать байты полученные от gzip в строку, и уже в таком виде положить в Redis. Не смотря на то, что Base64 увеличивает размер строки на 33% все равно получается намного компактнее, чем просто JSON.
Рано или поздно исходные данные изменяются, и кэш перестает быть валидным. Часто важно, чтобы кэш сбрасывался сразу же за изменением. За это отвечает [[highload/Инвалидация кэша|Инвалидация кэша]].
