چگونه با کش کردن، کارایی اپلیکیشن‌های وب را افزایش دهیم؟

مقدمه

با افزایش استفاده از اپلیکیشن‌های وب، کاربران انتظار دارند صفحات با سرعت بالا بارگذاری شوند. اینجا جایی است که کش (Cache) به کمک ما می‌آید. کش با ذخیره‌سازی داده‌های تکراری، موجب پاسخ‌دهی سریع‌تر و کاهش بار بر سرور می‌شود.

کش چیست و چرا مهم است؟

کش فرآیندی است که در آن داده‌های پرتکرار برای مدت زمانی منتقل نمی‌شوند و در حافظه‌ای موقتی ذخیره می‌گردند. این حافظه می‌تواند در سمت کاربر، مرورگر، سرور یا سیستم‌های میان‌گیر مانند CDN قرار گیرد.

مزایای استفاده از کش:

• کاهش زمان بارگذاری صفحات
• کاهش مصرف منابع سرور
• افزایش مقیاس‌پذیری اپلیکیشن‌ها
• کاهش هزینه‌های زیرساخت

انواع کش در برنامه‌های وب

کش در لایه‌های مختلفی اعمال می‌شود. برخی از مهم‌ترین انواع آن عبارتند از:

1. کش مرورگر (Browser Cache)

در این روش، مرورگر فایل‌های استاتیک مانند CSS، JavaScript و تصاویر را ذخیره می‌کند تا در بازدیدهای بعدی نیازی به دانلود مجدد نباشد.

Cache-Control: public, max-age=86400

2. کش سرور (Server Cache)

اطلاعات و محتوای پرتکرار در حافظه سرور ذخیره می‌شود تا نیاز به تولید آن در هر درخواست نباشد.

// استفاده از MemoryCache در ASP.NET Core
public class MyService
{
    private readonly IMemoryCache _cache;
    public MyService(IMemoryCache cache) { _cache = cache; }

    public string GetData()
    {
        return _cache.GetOrCreate❝myKey❝, entry => {
            entry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromMinutes(5);
            return ❝مقدار کش شده❝;
        });
    }
}

3. کش CDN (Content Delivery Network)

CDNها محتوای سایت را در سرورهای نزدیک به کاربران ذخیره می‌کنند تا سرعت بارگذاری بهبود پیدا کند.

4. کش سمت کلاینت با Service Worker

با استفاده از Service Worker در Progressive Web Appها می‌توانید اطلاعات را به‌صورت آفلاین در کلاینت ذخیره کنید.

// نمونه ساده cache در Service Worker
self.addEventListener❝install❝, function(event) {
  event.waitUntil(
    caches.open❝v1❝.then(function(cache) {
      return cache.addAll([
        ❝/index.html❝,
        ❝/styles.css❝,
        ❝/app.js❝
      ]);
    })
  );
});

استراتژی‌های رایج کش

پیاده‌سازی کش نیازمند انتخاب استراتژی مناسب است. برخی از محبوب‌ترین استراتژی‌ها:

• Cache-First: ابتدا کش بررسی می‌شود، اگر نبود به شبکه مراجعه می‌شود.
• Network-First: ابتدا درخواست به شبکه ارسال می‌شود، در صورت عدم موفقیت از کش استفاده می‌شود.
• Stale-While-Revalidate: یک نسخه کش شده فعلی نمایش داده می‌شود و در پس‌زمینه اطلاعات تازه دریافت می‌گردد.

چالش‌ها و نکات مهم هنگام استفاده از کش

• مطمئن شوید داده‌های حساس در کش ذخیره نمی‌شوند.
• استفاده درست از headersهایی مثل ETag و Last-Modified
• در نظر گرفتن زمان انقضا (Expiration) مناسب برای محتوا
• پاک‌سازی کش در مواقع لازم با Cache Busting (مثلاً افزودن Query String نسخه فایل)

ابزارهای محبوب برای مدیریت کش

• Redis - کش پیشرفته مبتنی بر حافظه
• Varnish Cache - برای صفحات دینامیک
• MemoryCache/DistributedCache در ASP.NET Core

جمع‌بندی

کش کردن یکی از قدرتمندترین ابزارها برای بهینه‌سازی عملکرد اپلیکیشن‌های وب است. با انتخاب استراتژی مناسب و استفاده از ابزارهای قوی، می‌توانید تجربه کاربری بهتری را ارائه دهید. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری عمیق‌تر، به دوره آموزش کش و کارایی در وب در سایت Devtube.ir مراجعه کنید.