چگونه با استفاده از Caching عملکرد برنامه‌های وب را افزایش دهیم؟

مقدمه

در دنیای توسعه وب، کاربران توقع دارند برنامه‌های تحت وب با کمترین زمان بارگذاری و بالاترین عملکرد عمل کنند. یکی از مؤثرترین روش‌ها برای دستیابی به این هدف، استفاده از Caching (کشینگ) است. Caching به معنای ذخیره موقت نتایج یا داده‌ها برای استفاده‌ی بعدی است و می‌تواند تأثیر قابل توجهی در کاهش زمان پاسخ‌دهی و فشار بر سرور داشته باشد.

کش چیست و چرا اهمیت دارد؟

کش یا Caching فرآیندی است برای ذخیره موقت اطلاعات پرتکرار به طوری که در درخواست‌های بعدی بتوان آن را سریع‌تر بازیابی کرد. این عمل باعث کاهش:

• تعداد درخواست‌ها به دیتابیس
• استفاده از منابع سرور
• زمان پاسخ‌دهی به کاربر نهایی

انواع مختلف کشینگ در برنامه‌های وب

در توسعه برنامه‌های تحت وب، انواع مختلفی از کشینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر کدام کاربرد خاصی دارند:

1. کش مرورگر (Browser Cache)

در این حالت فایل‌های استاتیک مانند تصاویر، CSS و جاوااسکریپت در مرورگر کاربر ذخیره می‌شوند تا در بازدیدهای بعدی سریع‌تر لود شوند. با تنظیم مناسب Headerهای HTTP مثل ❝Cache-Control❝ و ❝ETag❝ می‌توان کنترل دقیقی بر این کش داشت.

2. کش سمت سرور (Server-side Cache)

در این نوع کشینگ، نتایج درخواست‌ یا داده‌ها در سرور ذخیره می‌شوند. ابزارهایی مانند:

• MemoryCache در ASP.NET Core
• Redis یا Memcached برای کش توزیع‌شده
• Output Caching برای صفحات یا APIهای خاص

بسیار پرکاربرد هستند.

3. کش پایگاه داده (Database Cache)

زمانی که داده‌هایی مانند لیست دسته‌بندی‌ها یا تنظیمات سیستم تغییرات کمی دارند اما مکرراً استفاده می‌شوند، می‌توان آن‌ها را کش کرده و بار بر روی دیتابیس را کاهش داد.

نحوه پیاده‌سازی Caching در ASP.NET Core

1. استفاده از In-Memory Caching

public class ProductService
{
    private readonly IMemoryCache _cache;
    public ProductService(IMemoryCache cache)
    {
        _cache = cache;
    }

    public async Task<List<Product>> GetProductsAsync()
    {
        if (!_cache.TryGetValue("productList", out List<Product> products))
        {
            products = await FetchFromDatabaseAsync();
            _cache.Set("productList", products, TimeSpan.FromMinutes(5));
        }
        return products;
    }
}

2. استفاده از Response Caching در ASP.NET Core

با فعال‌سازی middleware مربوطه و استفاده از attribute زیر بر روی اکشن‌های API می‌توان خروجی‌ها را به مدت مشخصی کش کرد:

[ResponseCache(Duration = 60)]
public IActionResult GetData()
{
    return Ok(new { Time = DateTime.Now });
}

کش توزیع‌شده با Redis

زمانی که پروژه شما در مقیاس بزرگ قرار دارد و به صورت Load Balanced روی چندین سرور اجرا می‌شود، استفاده از کش توزیع‌شده اجباری خواهد بود. Redis یکی از بهترین گزینه‌ها برای این منظور است.

services.AddStackExchangeRedisCache(options =>
{
    options.Configuration = "localhost:6379";
});

نکات مهم هنگام استفاده از کش

• همیشه مدت زمان مناسب برای انقضای کش تعیین کنید.
• اطمینان حاصل کنید هنگام تغییر داده‌ها، کش نیز به‌روز شود (Cache Invalidation).
• داده‌های حساس را در کش عمومی قرار ندهید.
• Over-Caching نیز می‌تواند باعث بروز مشکلاتی شود؛ هر داده‌ای نیاز به کش شدن ندارد.

جمع‌بندی

استفاده از کشینگ یک راهکار مؤثر و نسبتاً ساده برای افزایش عملکرد برنامه‌های تحت وب است. با استفاده هوشمندانه از انواع کش در لایه‌های مختلف، می‌توانید اپلیکیشنی سریع، پایدار و مقیاس‌پذیر توسعه دهید.

اگر علاقه‌مند به یادگیری جامع‌تر این مباحث هستید، پیشنهاد می‌کنیم دوره بهینه‌سازی عملکرد ASP.NET Core را در Devtube.ir مشاهده کنید.

پیوندهای مفید

• مستندات کش در ASP.NET Core
• مستندات Redis