Хотя ExpressionEngine создает ваши веб страницы очень быстро, вы заметите, что есть прямая зависимость между скоростью загрузки страницы и количеством динамической информации, которая на ней содержится. Чем больше тегов и переменных вы используете, тем больше циклов обработки должен выполнить механизм обработки шаблонов.
Технология кэширования в ExpressionEngine состоит из нескольких независимых систем кэширования данных, и настроек.
Система кэширования запросов запоминает результаты запросов из вашей базы данных, сохраняя каждый запрос как текстовый файл. Когда посетители обращаются к вашим веб страницам, файлы кэша проверяются, на предмет наличия специфических запросов, которые требуются при создании страниц. Если они найдены, то ExpressionEngine использует данные из кэша вместо того, чтобы выполнять запрос к вашей базе данных. Это обеспечивает существенное сокращение полной нагрузки на вашу базу данных. Система кэширования запросов является полностью динамической, это означает, что она автоматически обновляет себя, когда новая информация добавляется в вашу базу данных.
Некоторые запросы не могут кэшироваться, так как их синтаксис динамически изменяется при каждом выполнении. Основной запрос отображения раздела, например, всегда проверяет соответствие даты окончания публикации записи, и текущего времени, чтобы определить, закончился ли срок публикации записи. Это вынуждает систему вносить изменения в запросы при каждой загрузке страницы; поэтому для него невозможно использовать стандартное кэширование запросов. (Смотрите , как альтернативу, которая может использоваться во многих случаях.)
Система кэширования запросов обеспечивает где-то от 30 % до 90%- сокращения общего количества запросов в зависимости от того, как созданы ваши страницы.
Эта возможность может быть вручную отключена на странице настройки базы данных в панели управления.
Система кэширования тегов позволяет вам кэшировать вывод отдельных тегов. Это дает вам возможность отображать одни части ваших страниц полностью динамически, оставляя другие для статического отображения. Кэшируя отдельные теги, вы уменьшите количество выполняющихся сценариев, и снизите затраты ресурсов сервера, которые необходимы для отображения любой страницы, поддерживая при этом полностью динамическое представление только там, где это требуется.
Кэш тегов хранится в течение интервала времени, определенного пользователем. По истечении указанного интервала времени, кэш автоматически обновляется.
Для включения кэширования тега, добавьте указанные ниже два параметра для любого тега:
Cache="yes" refresh="10"
Примечание: refresh указывает время, в минутах, между обновлениями кэша.
Например, для кэширования тега в течение 30 минут, вы должны сделать следующее:
{exp:weblog:entries cache="yes" refresh="30"}
Кэширование шаблонов (или кэширование динамических страниц) позволяет вам кэшировать все шаблоны, делая ваши страницы намного более легкими. Так как ExpressionEngine требует выполнение нескольких сценариев и запросов к базе данных для управления основными ресурсами, нельзя получить 100%-ых статических страниц, всегда будет немного меньше.
Кэширование шаблонов, как и кэширование тегов, основывается на времени. Чтобы включить кэширование шаблонов, щелкните по ссылке "Настройки" на странице шаблоны. На ней вы должны включите кэширование, и установить интервал времени обновления.
Мы называем это динамическим кэшированием страниц, так как система очищает кэш автоматически, когда происходят определенные события. Например, если вы будете кэшировать страницу комментариев, то при добавлении кем-нибудь комментария кэш будет очищен, на мгновение, отменяя настройку кэширования.
Примечание: Кэширование шаблонов заменяет кэширование тегов. Нет никакой дополнительной выгоды от использования кэширования тегов и шаблонов одновременно. Если включено кэширование страниц, то не действуют никакие другие виды кэширования. Поэтому, если вы хотите кэшировать отдельные теги, выключите кэширование страниц.
Эта настройка находится на странице Admin > Глобальные настройки разделов. Эта функция увеличит скорость обработки тега {exp:weblog:entries} , кэшируя запросы, которые обычно выполняются динамически. Эта опция, однако, подходит не для всех людей.
Включайте эту функцию, только если вы не используете "будущие" или "прошедшие" записи.
Параметр disable= доступен в теге {exp:weblog:entries} . Он позволяет вам отключать функции тега, которые вы не используете, для повышения производительности. Тег weblog entries разработан так, что по умолчанию производится выборка большого количества информации: Категории, заказные поля, данные пользователя, и т.д. В зависимости от того, как вы используете тег, некоторые из этих данных могут быть не нужны. С помощью параметра "disable" вы можете отключить эти функции тега, чтобы сделать его более "легким".
Синтаксис для параметра disable следующий: disable="ЭЛЕМЕНТ, КОТОРЫЙ ВЫ ХОТИТЕ ОТКЛЮЧИТЬ" . Существует пять элементов, которые могут быть выключены:
Вы можете отключить несколько элементов, разделяя их, как показано ниже:
Disable="categories|member_data|trackbacks"
Наилучший подход заключается в том, чтобы исследовать данные, которые вы выводите с помощью тега в каждом отдельном случае. Если есть тип данных, который вы не используете, отключите его.
Например, если вы используете тег weblog entries для отображения заголовков 10 последних записей:
{exp:weblog:entries orderby="date" sort="desc" limit="10"}
{title}
{/exp:weblog:entries}
В этом примере вы отображаете только заголовки ваших записей, и нечего больше; тем не менее, тег weblog извлекает категории и другие данные автоматически. Используя параметр disable= , вы можете отключить ненужные функции для того, чтобы исключить их из запроса. В нашем случае вы не нуждаетесь ни в одной из функций, и все они могут быть отключены.
{exp:weblog:entries orderby="date" sort="desc" limit="10" disable="categories|custom_fields|member_data|pagination|trackbacks"}
{title}
{/exp:weblog:entries}
Примечание : Вы так же можете использовать параметр disable="category_fields" в тегах
Кэширование данных – это размещение информации в специальном месте. Позволяет получить быстрый доступ к сохраненным картинкам, веб-страницам. Одним из легких примеров для понимания является браузер, который сохраняет страницы посещенные пользователем для последующего быстрого доступа к ним.
Пространство, специально отделенное для этой области гораздо меньше, чем у хранилища информации.
Кэшированные данные – это информация, которая сохраняется на компьютере или телефоне (в том числе Андроид), после того, как была открыта и просмотрена . Это могут быть фотографии, музыка, игровые приложения и др.
К информации в буфере памяти игровых приложений относятся текстуры, видео, аудио, настройки игры. В процессе кэширования музыки, она сохраняется на накопитель устройства, чтобы в дальнейшем не потреблять трафик и воспроизводиться быстрее не зависимо от скорости Интернета.
При последующих входах на компьютер, где были просмотрены картинки, открыты те или иные страницы, их миниатюры сохраненные в специально отведенной для этого папке позволяют быстрее открыть те же самые фотографии или страницы в интернете.
В телефоне эти данные представляют собой информацию о пройденных уровнях мобильных игр, настройки для различных программ. Это кэшированные файлы, которые телефон сохраняет для того, чтобы пользователь в следующий раз не перенастраивал заново свое мобильное устройство.
Со временем буфер съедает большое количество памяти, поскольку данные постепенно накапливаются и чаще всего автоматически не очищаются. Поэтому рекомендуется иногда проводить ручную очистку.
На телефонах с операционной системой Андроид для того, чтобы произвести очистку необходимо зайти в настройки , найти пункт «Приложения », выбрать определенное приложение, чей размер занимает большой объем и запустить очистку.
На Самсунгах, начиная с операционной системы Android lollipop для этой цели предусмотрена специальная вкладка с названием «Кэшированные данные
». Эта функция самостоятельно собирает информацию о заполнении буфера памяти устройства, а пользователь сможет легко отыскать ее в «Настройках
» — пройти до пункта «Память
» и кликнуть по ней. На экране среди остальных пунктов будет расположена вкладка «Кэшированные данные».
Кроме данной функции на телефонах Samsung имеется еще одна дополнительная опция для работы с буфером памяти – это смарт менеджер . Он позволяет быстро почистить забивающуюся память.
«Спрятанные» (от французского «casher» — прятать) данные используют для облегчения работы хостинг серверов, загрузки игр и приложений. Они формируются на компьютере пользователя в момент открытия — в скрытой временной папке формируются кэшированные файлы. В ней они хранятся до тех пор, пока пользователь вновь не запросит страницу или игру, которую уже открывал.
Подобные файлы сохраняются не только для снятия нагрузки с серверов , также это делается для того, чтобы пользователь не ждал пока откроется картинка или сайт, который он уже однажды просматривал, загрузка происходит с временных файлов, что в несколько раз ускоряет открытие.
Есть еще несколько сходных по смыслу понятий:
Стоит заметить, что чем больше хранилище, тем больше информации компьютер сможет обрабатывать.
В жестких дисках на персональном компьютере присутствие общего кэша почти незаметно , поскольку память превышает в несколько раз размер буферизированной информации. Однако его тоже необходимо чистить с помощью специальных программ.
Кэшированные данные на мобильном телефоне могут очень быстро заполнить встроенный накопитель смарфтона, поэтому желательно постоянно проводит очистку.
Информацию из буфера рекомендуется удалять . Так как она по мере заполнения влияет на скорость работы мобильных устройств. В следствие этого могут возникать частые ошибки и сбои тех или иных программ. Поэтому при появлении проблем в работе устройства в первую очередь очищайте кеш.
Стоит заметить, что очистка может удалить логины, пароли и сохраненные данные приложений и игр, поэтому чистку постоянно используемых приложений и игр проводить нежелательно.
Диаграмма кэша памяти ЦПУ
Кэш - это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Кэширование применяется ЦПУ , жёсткими дисками , браузерами и веб-серверами .
Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор , определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.
Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша . Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша . Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.
Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL - это идентификатор, а содержимое веб-страницы - это элементы данных.
Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения .
При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи .
В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.
В кэше с отложенной записью (или обратной записью ) обновление происходит в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённый или «грязный» ). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.
В случае, если данные в основной памяти могут быть изменены независимо от кэша, то запись кэша может стать неактуальной . Протоколы взаимодействия между кэшами, которые сохраняют согласованность данных, называют протоколами когерентности кэша .
Многие программы записывают куда-либо промежуточные или вспомогательные результаты работы, чтобы не вычислять их каждый раз, когда они понадобятся. Это ускоряет работу, но требует дополнительной памяти (оперативной или дисковой). Примером такого кэширования является индексирование баз данных.
Аннотация: Рассматриваются вопросы использования различных видов кэширования, поддерживаемых ASP.NET. Приводятся примеры применения кэширования на страницах ASP.NET приложения.
Цель лекции : изучить принципы использования кэширования при создании Web-приложений. На практических примерах рассмотреть возможности ASP . NET по организации различных видов кэширования как целых страниц, так и их частей.
Web-приложения целесообразно создавать в тех случаях, когда необходимы хорошие показатели масштабируемости и производительности. Количество пользователей таких приложений может достигать десятков и сотен тысяч. Каждое обращение пользователя может приводить к необходимости чтения и записи каких-либо данных на жесткие диски сервера. В тех случаях, когда некоторая часть информации является более востребованной, чем ее другие части, целесообразно использовать кэширование данных . Как известно, кэширование способно значительно ускорить работу как аппаратных, так и программных частей компьютера. Практически все современные устройства хранения и передачи данных используют кэш - память для ускорения работы за счет минимизации задержек, связанных с ожиданием окончания записи, чтения или передачи данных.
В ASP . NET кэширование - это способ ускорения работы за счет организации хранения в оперативной памяти сервера копий информации, создание которой связано с большими накладными расходами. Так, если пользователи постоянно запрашивают информацию, для получения которой необходимо выполнить достаточно громоздкую, сложную и длительную вычислительную процедуру, целесообразно будет выполнить ее один раз, записать результат ее выполнения в кэш и при обращении пользователей сразу выдавать результат. Понятно, что такой подход значительно ускорит процесс получения пользователями результата.
Но применение кэширования не только приводит к повышению производительности и масштабируемости, но и создает ряд проблем, которые необходимо знать и уметь их обходить. Одна из таких проблем - это то, что кэширование задействует оперативную память , которая никогда не бывает лишней. Если попытаться сохранить в оперативной памяти слишком много данных, операционная система сбрасывает лишние данные на диск , что может привести к замедлению работы всей системы в целом. Для управления этим процессом в ASP . NET реализован интеллектуальный механизм определения переполнения кэша, который основан на том, что при попытке записи в кэш данных, объем которых превышает доступный для кэша объем оперативной памяти, ASP . NET выборочно удалит из кэша часть данных для обеспечения максимальной общей производительности системы. Кроме того, при использовании механизмов кэширования необходимо помнить, что должен быть некий принцип, согласно которому будет осуществляться проверка обновления информации в кэше. Если данные таблицы базы данных или файла изменились, это может означать, что данные кэша устарели и их необходимо обновить. ASP . NET 2.0 предоставляет усовершенствованный механизм управления кэшированием , реализуя все необходимые элементы управления политикой кэширования. В частности, он позволяет управлять замещением информации, находящейся в кэше, управлять профилями кэшей, с помощью которых можно определить настройки кэширования для группы страниц, управлять хранением содержимого кэша в оперативной памяти и на жестких дисках, отслеживать изменения в исходных данных и удалять или объявлять недействительными кэшированные элементы.
ASP . NET поддерживает два типа кэширования: кэширование данных и кэширование вывода . Рекомендуется использовать оба эти типа кэширования, т. к. это способно значительно повысить производительность приложения.
Кэширование данных управляется непосредственно из кода ASPNET-приложения, в котором разработчик сам определяет, какую информацию необходимо поместить в кэш . Страницы, к которым обращаются пользователи, могут проверять существование интересующей их информации в кэше, прежде чем выполнять шаги, необходимые для ее получения. В этом смысле кэширование можно сравнить с состоянием приложения, с той лишь разницей, что при невозможности сохранения данных в кэше они удаляются; кроме того, возможно настроить автоматическое удаление данных из кэша по истечении определенного времени.
Кэширование вывода позволяет сохранить копию сгенерированной HTML-страницы, отправленной клиенту. Таким образом, если еще один или несколько клиентов запросят у сервера ту же страницу, они получат ее копию из кэша.
Упомянутые виды кэширования стали основой для создания еще двух разновидностей.
Рассмотрим основные аспекты применения кэширования в ASP . NET
При использовании данного вида кэширования сгенерированный в результате выполнения приложения HTML-код сохраняется в памяти, и при повторном запросе этой же страницы клиенту передается уже сгенерированный ранее HTML-код.
В качестве демонстрации возможностей кэширования вывода воспользуемся хорошо известным примером вывода значения текущего времени и даты в окно браузера.
Создадим новое Web- приложение , откроем редактор кода страницы и введем следующую команду в обработчик события Page_Load :
Response.Write(DateTime.Now.ToString());
При запуске на страницу будет выводиться текущая дата и время. Если нажать кнопку "Обновить" в окне браузера, показания времени изменятся в соответствии с текущим значением системных часов.
Рис.
9.1.
Добавим данную страницу в кэш . Для этого добавим к файлу страницы директиву
<%@ OutputCache Duration="10" VaryByParam="None" %>
Атрибут Duration задает количество секунд, в течение которых необходимо хранить страницу в кэше. Параметр VaryByParam , равный значению None , устанавливает режим кэширования, при котором, независимо от дополнительных параметров, в кэше будет сохраняться только одна копия данной страницы.
Теперь при запуске приложения в окне браузера будет выведено текущее значение времени и дата, однако при попытке обновления страницы никаких изменений текущих значений происходить не будет в течение 10 секунд. При попытке обновления страницы по истечении 10 секунд обновится текущее значение времени, а также дата.
Несмотря на явное указание времени, в течение которого страница должна находиться в кэше, она может быть удалена из него ранее. Это может произойти в том случае, если для помещения в кэш нового элемента не хватает места. Благодаря такому механизму, реализованному в ASP .
Если на смартфоне или планшете заканчивается свободное место, то первым делом пользователю рекомендуется удалить кэш из памяти. А что, собственно, такое кэш в телефоне или кэшированные данные?
Кэш — это промежуточной буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена. При этом доступ к кэшу осуществляется намного быстрее, нежели выборка необходимых данных из памяти или удаленного источника. Однако нужно помнить, что объем кэша ограничен.
Если вы ничего не поняли из описанного выше, попробуем объяснить наглядным путем. Когда вы устанавливаете приложение на свое устройство на базе Android, создается папка для хранения настроек пользователя, различных изображений, логов и т.д. Разумеется, данные в кэше в этом случае занимают место.
Другой пример. Допустим, вы открываете на телефоне ВКонтакте и разглядываете фотографии. Эти фотографии сохраняются на ваше устройство (то есть кэшируются). Зачем? А затем, что если в следующий раз вы обратитесь к этим же картинкам, они будут загружены намного быстрее, нежели без использования кэша. Тоже самое касается не только фотографий, но и музыкальных композиций и даже видеороликов — все они сохраняются на устройстве и могут занимать много места.
Вопрос заключается в том, будете ли вновь обращаться к просмотренному видео? Скорее всего, нет, а потому ролик кэшировать не обязательно.
Ничего не будет, если говорить о кэше в браузерах, разве что чуть дольше будет загружаться некоторая информация типа тех же фотографий. В случае удаления кэша приложений тоже переживать не стоит, потому как сохранения не удаляются.
Кэш можно удалить как вручную, так и с помощью сторонних приложений. Лучше пользоваться вторым способом, так как при удаления кэша в ручном режиме придется производить удаление из разных источников, в то время как приложение само найдет все виды кэша в устройстве и удалит их по желанию пользователя.
Вот данные кэша приложений в настройках смартфона:
А это — данные кэша для одного приложения.
