Webcache minecraft что это
Обновлено: 05.07.2024
Довольно подробное и интересное изложение материала, касающегося кэша и его использования. Часть 2.
Существует две основные причины, по которым используется веб-кэш:
1. Уменьшение времени ожидания — так как данные по запросу берутся из кэша (который располагается “ближе” к клиенту), требуется меньше времени для получения и отображения контента на стороне клиента. Это делает Веб более отзывчивым (прим. переводчика — “отзывчивым” в контексте быстроты реакции на запрос, а не эмоционально).
2. Снижение сетевого трафика — повторное использование контента снижает объем данных, передаваемых клиенту. Это, в свою очередь, экономит деньги, если клиент платит за трафик, и сохраняет низкими и более гибкими требования к пропускной способности канала.
Виды веб-кэшей
Кэш браузера (Browser cache)
Если вы изучите окно настроек любого современного веб-браузера (например, Internet Explorer, Safari или Mozilla), вы, вероятно, заметите параметр настройки «Кэш». Эта опция позволяет выделить область жесткого диска на вашем компьютере для хранения просмотренного ранее контента. Кэш браузера работает согласно довольно простым правилам. Он просто проверяет являются ли данные “свежими”, обычно один раз за сессию (то есть, один раз в текущем сеансе браузера).
Прокси-кэш (Proxy cache)
Прокси-кэш работает по аналогичному принципу, но в гораздо большем масштабе. Прокси обслуживают сотни или тысячи пользователей; большие корпорации и интернет-провайдеры часто настраивают их на своих файрволах или используют как отдельные устройства (intermediaries).
Поскольку прокси не являются частью клиента или исходного сервера, но при этом обращены в сеть, запросы должны быть к ним как-то переадресованы. Одним из способов является использование настроек браузера для того, чтобы вручную указать ему к какому прокси обращаться; другой способ — использование перехвата (interception proxy). В этом случае прокси обрабатывают веб-запросы, перенаправленные к ним сетью, так, что клиенту нет нужды настраивать их или даже знать об их существовании.
Прокси-кэши являются своего рода общей кэш-памятью (shared cache): вместо обслуживания одного человека, они работают с большим числом пользователей и поэтому очень хороши в сокращении времени ожидания и сетевого трафика. В основном, из-за того, что популярный контент запрашивается много раз.
Кэш-шлюз (Gateway Cache)
Также известные как “реверсивные прокси-кэши” (reverse proxy cache) или “суррогаты” (surrogate cache) шлюзы тоже являются посредниками, но вместо того, чтобы использоваться системными администраторами для сохранения пропускной способности канала, они (шлюзы) обычно используются веб-мастерами для того, чтобы сделать их сайты более масштабируемыми, надежными и эффективными.
Запросы могут быть перенаправлены на шлюзы рядом методов, но обычно используется балансировщик нагрузки в той или иной форме.
Сети доставки контента (content delivery networks, CDN) распространяют шлюзы по всему интернету (или некоторой его части) и отдают кэшированный контент заинтересованным веб-сайтам. Speedera и Akamai являются примерами CDN.
Это учебное пособие преимущественно сфокусировано на браузерных кэшах и прокси, но некоторая информация подходит также и тем, кому интересны шлюзы.
Почему я должен им пользоваться
Кэширование является одной из наиболее неправильно понятых технологий в интернете. Веб-мастера, в частности, боятся потерять контроль над их сайтом, потому что прокси могут “скрыть” их пользователей, сделав сложным наблюдение посещаемости.
К несчастью для них (веб-мастеров), даже если бы веб-кэша не существовало, есть слишком много переменных в интернете, чтобы гарантировать, что владельцы сайтов будут в состоянии получить точную картину того, как пользователи обращаются с сайтом. Если это является для вас большой проблемой, данное руководство научит вас как получить необходимую статистику, не делая ваш сайт “кэшененавистником”.
Другой проблемой является то, что кэш может хранить содержимое, которое устарело или просрочено.
С другой стороны, если вы ответственно подходите к проектированию вашего веб-сайта, кэш может помочь с более быстрой загрузкой и сохранением нагрузки на сервер и интернет-соединение в рамках допустимого. Разница может быть впечатляющей: загрузка сайта, не работающего с кэшем, может потребовать нескольких секунд; в то время как преимущества использования кэширования могут сделать её кажущейся мгновенной. Пользователи по достоинству оценят малое время загрузки сайта и, возможно, будут посещать его чаще.
Подумайте об этом в таком ключе: многие крупные интернет-компании тратят миллионы долларов на настройку ферм серверов по всему миру для репликации контента для того, чтобы ускорить, как только можно, доступ к данным для своих пользователей. Кэш делает то же самое для вас и он гораздо ближе к конечному пользователю.
CDN, с этой точки зрения, являются интересной разработкой, потому что, в отличие от многих прокси-кэшей, их шлюзы приведены в соответствие с интересами кэшируемого веб-сайта. Тем не менее, даже тогда, когда вы используете CDN, вы все равно должны учитывать, что там будет прокси и последующее кэширование в браузере.
Резюмируя, прокси и кэш браузера будут использоваться, нравится вам это или нет. Помните, если вы не настроите ваш сайт для корректного кэширования, он будет использовать настройки кэша по-умолчанию.
Как работает веб-кэш
Вообще говоря, это самые общие правила (не волнуйтесь, если вы не понимаете детали, они будут объяснены ниже):
Свежесть (freshness) и валидация (validation) являются наиболее важными способами, с помощью которых кэш работает с контентом. Свежий контент будет доступен мгновенно из кэша; валидное же содержимое избежит повторной отправки всех пакетов, если оно не было изменено.
Кэш жёсткого диска
Жёсткие диски (HDD, Hard Disk Drive), применяемые для постоянного хранения данных — это, в сравнении с оперативной памятью, предназначенной для кратковременного хранения информации, устройства довольно медленные. Однако надо отметить, что скорость постоянных хранилищ информации увеличивается благодаря распространению твердотельных накопителей (SSD, Solid State Drive).
В системах долговременного хранения информации кэш диска (его ещё называют буфером диска или кэширующим буфером) — это встроенная в жёсткий диск память, которая играет роль буфера между процессором и физическим жёстким диском.
Кэш жёсткого диска
Дисковые кэши работают, исходя из предположения, что когда на диск что-то пишут, или с него что-то читают, есть вероятность того, что в ближайшем будущем к этим данным будут обращаться снова.
Мемоизация функций
Сейчас поговорим об оптимизации производительности серверного приложения за счёт мемоизации. Это — разновидность кэширования, применяемая для оптимизации работы с ресурсоёмкими функциями. Данная техника позволяет выполнять полный цикл вычислений для определённого набора входных данных лишь один раз, а при следующих обращениях к функции с теми же входными данными сразу выдавать найденный ранее результат. Мемоизация реализуется посредством так называемых «таблиц поиска» (lookup table), хранящих ключи и значения. Ключи соответствуют входным данным функции, значения — результатам, которые возвращает функция при передаче ей этих входных данных.
Мемоизация функции с помощью таблицы поиска
Мемоизация — это обычный приём, используемый для повышения производительности программ. Однако он может быть не особенно полезным при работе с ресурсоёмкими функциями, которые вызываются редко, или с функциями, которые, и без мемоизации, работают достаточно быстро.
Процессорный кэш
Начнём наш разговор о кэшах с самого низкого уровня — с процессора. Кэш-память процессора — это очень быстрая память, которая играет роль буфера между процессором (CPU) и оперативной памятью (RAM). Кэш-память хранит данные и инструкции, к которым обращаются чаще всего, благодаря чему процессор может получать ко всему этому доступ практически мгновенно.
В процессорах имеется особая память, представленная регистрами процессора, которая обычно представляет собой небольшое хранилище информации, обеспечивающее крайне высокую скорость обмена данными. Регистры — это самая быстрая память, с которой может работать процессор, которая расположена максимально близко к остальным его механизмам и имеет небольшой объём. Иногда регистры называют кэшем нулевого уровня (L0 Cache, L — это сокращение от Layer).
У процессоров, кроме того, имеется доступ к ещё нескольким уровням кэш-памяти. Это — до четырёх уровней кэша, которые, соответственно, называются кэшами первого, второго, третьего, и четвёртого уровня (L0 — L4 Cache). То, к какому именно уровню относятся регистры процессора, в частности, будет ли это кэш нулевого или первого уровня, определяется архитектурой процессора и материнской платы. Кроме того, от архитектуры системы зависит то, где именно — на процессоре, или на материнской плате, физически расположена кэш-память разных уровней.
Структура памяти в некоторых новейших CPU
Оптимизация сервера Minecraft
В нашем блоге мы уже рассказывали, как создать свой сервер Minecraft, однако с тех пор прошло 5 лет и многое поменялось. Делимся с вами актуальными способами создания и оптимизации серверной части столь популярной игры.
За свою 9-летнюю историю (если считать от даты релиза) Minecraft заработал потрясающее количество поклонников и хейтеров как среди обычных игроков, так и среди гиков. Простая концепция мира из кубиков превратилась из обычного развлечения в универсальную среду для общения и создания различных объектов из реального мира.
Помимо строительства, в игре есть возможность создавать логические схемы, которые позволяют реализовывать полноценные алгоритмы внутри Minecraft. На YouTube полно весьма впечатляющих роликов, где люди, приложив огромное количество сил и потратив множество времени, создали копию того или иного электронного устройства или построили детальную копию существующих и вымышленных архитектурных сооружений. Все ограничивается лишь фантазией геймера и возможностями игровой вселенной.
Но не будем дальше говорить о том, что именно игроки создают, а посмотрим на серверную часть приложения и осветим проблемы (порой весьма сложные), которые могут возникнуть в процессе работы под нагрузкой. Сразу оговоримся, что речь пойдет только о Java Edition.
Кэширование в браузере
Перед нами весьма полезная технология, которая даёт следующие преимущества всем участникам обмена данными:
- Улучшаются впечатления пользователя от работы с сайтом, так как ресурсы из локального кэша загружаются очень быстро. Во время получения ответа не входит время прохождения сигнала от клиента к серверу и обратно (RTT, Round Trip Time), так как запрос не уходит в сеть.
- Уменьшается нагрузка на серверное приложение и на другие серверные компоненты, ответственные за обработку запросов.
- Высвобождается некоторая часть сетевых ресурсов, которыми теперь могут воспользоваться другие пользователи интернета, экономятся средства на оплату трафика.
Кэширование в браузере
Виды серверов
Самым простым вариантом является сервер, встроенный в клиент игры. Создали мир, нажали на одну кнопочку, и вот сервер стал доступен по локальной сети. Никакой серьезной нагрузки такой вариант выдержать не может, а поэтому мы не будем его даже рассматривать.
Vanilla
Компания Mojang Studios распространяет серверную часть игры в виде Java-приложения бесплатно на официальном сайте. Это позволяет создать свой собственный выделенный сервер и персональный мир, сделав его доступным для подключения из любой точки планеты. Для тех, кто делает это впервые, есть отличный туториал, доступный в соответствующей игровой Wiki.
У этого подхода есть один серьезный недостаток, а именно — отсутствие возможностей «из коробки» подключать плагины, расширяющие функционал сервера и позволяющие не только автоматизировать многие процессы, но и оптимизировать производительность. Кроме того, у официального сервера достаточно большое потребление оперативной памяти на каждого подключенного игрока.
Bukkit
Созданное энтузиастами на базе Vanilla-версии серверное приложение Bukkit значительно расширяло возможности игры за счет поддержки плагинов и модов (модификаций). Оно позволило не только добавлять в игровой процесс новые блоки, но и выполнять различные манипуляции, недоступные ванильному ПО. Что интересно, памяти это приложение требовало значительно меньше.
Установить Bukkit не составляет особого труда, соответствующая инструкция есть на ресурсе GamePedia. Но это не имеет смысла, так как с 2014 года команда Bukkit распалась, разработчики проекта стали сотрудниками Mojang Studios, а репозиторий заброшен. Таким образом, Bukkit фактически мертв, и имеет смысл обратить внимание на два следующих проекта.
SpigotMC
Для облегчения жизни разработчиков плагинов была необходимость в API для взаимодействия с игровым миром. Именно эту задачу и решили создатели Spigot, взяв за основу ядро Bukkit и переработав его для достижения лучшей надежности и производительности. Тем не менее, Git-репозиторий проекта был заблокирован в связи с Законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA), и скачать оттуда исходники невозможно.
На текущий момент SpigotMC активно развивается и используется. Он поддерживает все плагины, созданные под Bukkit, однако с ним обратно не совместим. Чтобы обойти запрет DMCA Takedown, был придуман элегантный способ под названием BuildTools. Этот инструмент избавляет от необходимости дистрибуции скомпилированного приложения и позволяет пользователям выполнить компиляцию Spigot, CraftBukkit и Bukkit из исходного кода. Все это делает запрет DMCA бесполезным.
PaperMC
Казалось бы, все круто, и Spigot стал прекрасным вариантом. Но некоторым энтузиастам этого показалось мало, и они запилили свой собственный форк Spigot «на стероидах». На странице проекта ключевым достоинством указано, что “It's stupid fast”. Развитое коммьюнити позволяет оперативно решать возникающие вопросы, а расширенное API — делать интересные плагины. Запустить PaperMC можно одной простой командой, приведенной в документации.
С совместимостью у PaperMC все прекрасно, так что написанные плагины под SpigotMC легко заработают и на PaperMC, но без официальной поддержки. Обратная совместимость со SpigotMC также присутствует. Теперь, когда мы перечислили различные варианты создания сервера, перейдем к тем проблемам производительности, которые могут возникать.
14 GB WebCache.old Folder on my C: Drive
Using TreeSize (software that lets me see the size of folders and applications) on my Windows PC, I found a folder called "WebCache.old" located at C:\Users\PC\AppData\Local\Microsoft\Windows.
I also really need the space, so if I could delete it, that would be great.
New comments cannot be posted and votes cannot be cast
Do you use Internet Explorer? WebCache is used to store history and cache files for IE.
No sir. I switched right to Firefox and Chrome shortly after buying the PC.
Open IE - Go to Internet Options - General Tab - Browsing History - Settings button.
О быстродействии жёстких дисков и оперативной памяти
Разница между временным хранением данных в оперативной памяти и постоянным хранением на жёстком диске проявляется в скорости работы с информацией, в стоимости носителей и в близости их к процессору.
Время отклика оперативной памяти составляет десятки наносекунд, в то время как жёсткому диску нужны десятки миллисекунд. Разница в быстродействии дисков и памяти составляет шесть порядков!
Одна миллисекунда равна миллиону наносекунд
Кэширование и прокси-серверы
В компьютерных сетях прокси-серверы могут быть представлены специальным аппаратным обеспечением или соответствующими приложениями. Они играют роль посредников между клиентами и серверами, хранящими данные, которые этим клиентам требуются. Кэширование — это одна из задач, которую они решают. Рассмотрим различные виды прокси-серверов.
▍Шлюзы
Шлюз (gateway) — это прокси-сервер, который перенаправляет входящие запросы или исходящие ответы, не модифицируя их. Такие прокси-серверы ещё называют туннелирующими прокси (tunneling proxy), веб-прокси (web proxy), прокси (proxy), или прокси уровня приложения (application level proxy). Эти прокси-серверы обычно совместно используются, например, всеми клиентами, находящимися за одним и тем же файрволом, что делает их хорошо подходящими для кэширования запросов.
▍Прямые прокси-серверы
Прямой прокси-сервер (forward proxy, часто такие серверы называют просто proxy server) обычно устанавливается на стороне клиента. Веб-браузер, который настроен на использование прямого прокси-сервера, будет отправлять исходящие запросы этому серверу. Затем эти запросы будут перенаправлены на целевой сервер, расположенный в интернете. Одно из преимуществ прямых прокси заключаются в том, что они защищают данные клиента (однако, если говорить об обеспечении анонимности в интернете, безопаснее будет пользоваться VPN).
▍Веб-ускорители
Веб-ускоритель (web accelerator) — это прокси-сервер, который уменьшает время доступа к сайту. Он делает это, заранее запрашивая у сервера документы, которые, вероятнее всего, понадобятся клиентам в ближайшем будущем. Подобные серверы, кроме того, могут сжимать документы, ускорять выполнение операций шифрования, уменьшать качество и размер изображений, и так далее.
▍Обратные прокси-серверы
Обратный прокси-сервер (reverse proxy) — это обычно сервер, расположенный там же, где и веб-сервер, с которым он взаимодействует. Обратные прокси-серверы предназначены для предотвращения прямого доступа к серверам, расположенным в частных сетях. Обратные прокси используются для балансировки нагрузки между несколькими внутренними серверами, предоставляют возможности SSL-аутентификации или кэширования запросов. Такие прокси выполняют кэширование на стороне сервера, они помогают основным серверам в обработке большого количества запросов.
▍Пограничное кэширование
Обратные прокси-серверы расположены близко к серверам. Существует и технология, при использовании которой кэширующие серверы располагаются как можно ближе к потребителям данных. Это — так называемое пограничное кэширование (edge caching), представленное сетями доставки контента (CDN, Content Delivery Network). Например, если вы посещаете популярный веб-сайт и загружаете какие-нибудь статические данные, они попадают в кэш. Каждый следующий пользователь, запросивший те же данные, получит их, до истечения срока их кэширования, с кэширующего сервера. Эти серверы, определяя актуальность информации, ориентируются на серверы, хранящие исходные данные.
Прокси-серверы в инфраструктуре обмена данными между клиентом и сервером
Кэширование баз данных
Усложним наш пример, добавим сюда базу данных. Запросы к базам данных могут быть медленными и требовать серьёзных системных ресурсов, так как серверу баз данных, для формирования ответа, нужно выполнять некие вычисления. Если запросы повторяются, кэширование их средствами базы данных поможет уменьшить время её отклика. Кроме того, кэширование полезно в ситуациях, когда несколько компьютеров работают с базой данных, выполняя одинаковые запросы.
Простой веб-сервер с базой данных
Большинство серверов баз данных по умолчанию настроены с учётом оптимальных параметров кэширования. Однако, существует множество настроек, которые могут быть модифицированы для того, чтобы подсистема баз данных лучше соответствовала особенностям конкретного приложения.
Ответы веб-сервера кэшируются в оперативной памяти. Кэш приложения может храниться либо локально, в памяти, либо на специальном кэширующем сервере, который использует базу данных, вроде Redis, которая хранит данные в оперативной памяти.
Проблемы и решения
Главное, что нужно понимать, — все, что касается обработки игрового мира будет обрабатываться только на одном вычислительном ядре физического сервера. Так что если вдруг у вас прекрасный сервер с десятком вычислительных ядер, то загружено будет только одно. Все остальные будут фактически простаивать. Такова уж архитектура приложения, и ничего вы с этим поделать не сможете. Так что при выборе сервера следует обращать внимание не на количество ядер, а на тактовую частоту. Чем она будет выше, тем лучше будет производительность.
Что касается вопроса об объеме оперативной памяти, тут следует исходить из следующих показателей:
- планируемое количество игроков;
- планируемое количество миров на сервере;
- размер каждого мира.
Для запуска серверной части рекомендуем воспользоваться флагами, указанными в статье Tuning the JVM – G1GC Garbage Collector Flags for Minecraft. Эта «черная магия» позволяет серверу грамотно настроить «сборщик мусора» и оптимизирует использование оперативной памяти. Не стоит выделять памяти больше, чем реально потребляет сервер при пиковом наплыве игроков.
Генерация карты блоков
“Вы действительно считаете, что Луна существует, только когда вы на неё смотрите?” (Альберт Эйнштейн)
Абсолютно новый сервер. Как только игрок первый раз успешно подключается, игровой персонаж появляется на общей точке сбора (спаун). Это единственное место, где игровой мир предварительно генерируется сервером. В этот же момент клиентская часть смотрит в настройки, и ключевым параметром является дальность прорисовки. Измеряется она в чанках (область карты 16x16 и высотой в 256 блоков) Сколько чанков там указано, именно столько и будет запрошено у сервера.
На сервере хранится глобальная карта мира, и если в ней еще нет сгенерированных блоков в точке появления игрового персонажа, то сервер их динамически генерирует и сохраняет у себя. Мало того, что это требует больших вычислительных ресурсов, так еще и постоянно увеличивает размер карты мира. На одном из старейших анархических серверов 2b2t (2builders2tools) размер карты уже превысил 8 Tb, а граница мира проходит на отметке в 30 млн блоков. С этим сервером связаны тысячи историй, и он заслуживает отдельной статьи серии статей.
Генерация мира вокруг одного игрока — не проблема. Генерация мира вокруг сотни игроков вызовет незначительные тормоза сервера на протяжении короткого времени, после чего нагрузка снизится. Генерация мира на дальность прорисовки клиента вокруг тысячи игроков уже способна «уронить» сервер и повыбрасывать с него всех клиентов по таймауту.
В серверном ПО имеется такое значение, как TPS (Ticks per Server — тактов в секунду). Штатно 1 такт равен 50 мс. (1 секунда реального мира равна 20 тактам игрового мира). Если обработка одного такта вырастет до 60 секунд — серверное приложение будет закрыто, выкинув всех игроков.
Выход — ограничить мир определенными координатами и выполнить предварительную генерацию блоков. Тем самым мы снимаем необходимость динамической генерации в процессе игры, и серверу будет достаточно прочитать уже существующую карту. Оба вопроса решаются одним-единственным плагином WorldBorder.
Проще всего задать границу мира в виде окружности относительно точки спауна (хотя можно ее сделать любой формы) одной командой:
Если игровой персонаж попытается пересечь границу, то будет отброшен на несколько блоков назад. Если это проделать несколько раз за ограниченное время, то нарушитель будет принудительно телепортирован на точку спауна. Предварительная генерация мира выполняется еще проще, командой:
Поскольку данное действие потенциально может затронуть игроков, находящихся на сервере, не забудьте подтвердить выполнение:
В общей сложности на то, чтобы сгенерировать мир радиусом в 5000 блоков (
40 млрд блоков) ушло примерно 2 часа на процессоре Intel® Xeon® Gold 6240. Поэтому, если хотите запустить прегенерацию большей карты, учитывайте, что этот процесс займет приличное количество времени, а TPS сервера будет серьезно снижено. Кроме того, помните, что даже радиус в 5000 блоков потребует примерно 2 Гб места на дисковом накопителе.
Несмотря на то, что крайняя версия плагина была разработана для Minecraft версии 1.14, опытным путем выяснено, что она прекрасно работает и на последующих версиях. Полный список команд с пояснениями доступен на форуме плагина.
Проблемные блоки
Разновидностей блоков в Minecraft великое множество. Однако мы бы хотели остановить внимание читателей на таком блоке, как TNT. Как следует из названия, этот блок представляет собой взрывчатку (примечание редакции — это игровой предмет виртуального мира и ничего с настоящими ВВ этот предмет не имеет). Его особенность такова, что в момент активации на него начинает действовать сила гравитации. Это заставляет сервер обсчитать все координаты, если в этот момент блок начинает падать.
Если блоков TNT несколько, то детонация одного блока вызывает детонацию и включение гравитации у соседних блоков, разбрасывая их во все стороны. Вся эта красивая механика на стороне сервера выглядит как множество операций по подсчету траектории каждого из блоков, а также взаимодействия с соседними блоками. Задача крайне ресурсоемкая, что легко может проверить каждый. Сгенерируйте и подорвите куб из блоков TNT, размером хотя бы 30x30x30. И если вы думали, что у вас хороший мощный игровой компьютер, то сильно заблуждались ;)
Подобный «эксперимент» на сервере с Intel® Xeon® Gold 6240 привел к серьезной «просадке» TPS и 80% нагрузке на CPU в течение всего времени детонации блоков. А следовательно, если кто-либо из игроков сможет проделать подобное, то проблема с производительностью затронет всех находящихся на сервере игроков.
Еще более жесткий вариант — Кристаллы Края. Если TNT все же взрывается последовательно, то Кристаллы Края детонируют все одновременно, что в теории может вообще остановить работу серверного приложения.
Избежать этого сценария можно, только полностью запретив использование данных блоков в игровом мире. Например, с помощью плагина WorldGuard. Обратите внимание, что сам по себе этот плагин не работает без другого плагина WorldEdit. Так что устанавливаете вначале WorldEdit, а затем WorldGuard.
Заключение
Грамотное управление игровым сервером — задача не из простых. Сложности и снижение производительности будут поджидать на каждом шагу, особенно если не брать в расчет саму механику игрового процесса. Предусмотреть все невозможно, ведь игроки порой бывают очень изобретательны в попытках заставить сервер выполнить то, для чего он не был предназначен. Только разумный баланс между рисками и устанавливаемыми ограничениями позволит серверу работать в непрерывном режиме и не снижать свою производительность до критичных значений.
На карантине некоторые наши сотрудники соскучились по любимым офисам и решили воссоздать их внутри Minecraft. У вас тоже есть шанс заглянуть к нам в гости, не рискуя своим здоровьем и не тратя время на дорогу.
Кэширование и производительность веб-приложений
Ник Карник, автор материала, перевод которого мы сегодня публикуем, предлагает поговорить о роли кэширования в производительности веб-приложений, рассмотрев средства кэширования разных уровней, начиная с самого низкого. Он обращает особое внимание на то, где именно могут быть кэшированы данные, а не на то, как это происходит.
Мы полагаем, что понимание особенностей систем кэширования, каждая из которых вносит определённый вклад в скорость реакции приложений на внешние воздействия, расширит кругозор веб-разработчика и поможет ему в деле создания быстрых и надёжных систем.
Итоги
В этом материале мы рассмотрели различные уровни кэширования данных, применяющиеся в процессе обмена информацией между клиентом и сервером. Веб-приложения не могут мгновенно реагировать на воздействия пользователя, что, в частности, связано, для действий, требующих обмена данными с серверами этих приложений, с необходимостью выполнения неких вычислений перед отправкой ответа. Во время, необходимое для передачи данных от сервера клиенту, входит и время, необходимое для поиска необходимых данных на диске, и сетевые задержки, и обработка очередей запросов, и механизмы регулирования полосы пропускания сетей, и многое другое. Если учесть, что всё это может происходить на множестве компьютеров, находящихся между клиентом и сервером, то можно говорить о том, что все эти задержки способны серьёзно увеличить время, необходимое для прихода запроса на сервер и получения клиентом ответа.
Правильно настроенная система кэширования способна значительно улучшить общую производительность сервера. Кэши сокращают задержки, неизбежно возникающие при передаче данных по сети, помогают экономить сетевой трафик, и, в результате, уменьшают время, необходимое для того, чтобы браузер вывел запрошенную у сервера веб-страницу.
Простой веб-сервер
Теперь, когда мы обсудили роль кэширования в базовых механизмах компьютерных систем, рассмотрим пример, иллюстрирующий применение концепций кэширования при взаимодействии клиента, представленного веб-браузером, и сервера, который, реагируя на запросы клиента, отправляет ему некие данные. В самом начале у нас имеется простой веб-сервер, который, отвечая на запрос клиента, считывает данные с жёсткого диска. При этом представим, что между клиентом и сервером нет никаких особых систем кэширования. Вот как это выглядит.
Простой веб-сервер
При работе вышеописанной системы, когда клиент обращается напрямую к серверу, а тот, самостоятельно обрабатывая запрос, читает данные с жёсткого диска и отправляет клиенту, без кэша всё-таки не обходится, так как при работе с диском будет задействован его буфер.
При первом запросе жёсткий диск проверит кэш, в котором, в данном случае, ничего не будет, что приведёт к так называемому «промаху кэша». Затем данные считаются с самого диска и попадут в его кэш, что соответствует предположению, касающемуся того, что эти данные могут понадобиться снова.
При последующих запросах, направленных на получение тех же данных, поиск в кэше окажется успешным, это — так называемое «попадание кэша». Данные в ответ на запрос будут поступать из дискового буфера до тех пор, пока они не будут перезаписаны, что, при повторном обращении к тем же данным, приведёт к промаху кэша.
Читайте также: