افزایش کارایی برنامه‌های وب با Caching

مقدمه

سرعت بالا و تجربه کاربری مناسب از مهم‌ترین فاکتورهای موفقیت یک برنامه وب هستند. وقتی کاربران در بارگیری صفحه‌های وب با تأخیر مواجه می‌شوند، احتمال ترک وب‌سایت به شدت افزایش می‌یابد. یکی از پرکاربردترین تکنیک‌ها برای افزایش سرعت و کاهش بار سرور در برنامه‌های وب، استفاده از Caching است.

فرایندهای حافظه کش برای بهینه سازی اپلیکیشن وب

Caching چیست؟

Caching فرایند ذخیره‌سازی داده‌هایی است که در یک بازه زمانی مشخص بارها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این داده‌ها ممکن است شامل نتایج درخواست‌های API، فایل‌های استاتیک مانند CSS و JS یا حتی صفحات HTML تولید شده باشند.

مزایای استفاده از Caching

کاهش زمان پاسخ‌دهی به کاربران
کاهش بار روی سرور
صرفه‌جویی در هزینه‌های زیرساخت
افزایش مقیاس‌پذیری

انواع Caching در برنامه‌های وب

۱. Caching سمت مرورگر (Browser Caching)

مرورگرها توانایی ذخیره منابعی مانند CSS، JS و تصاویر را برای استفاده‌ مجدد دارند. شما می‌توانید با تنظیم هدرهای HTTP مانند ❝Cache-Control❝ یا ❝Expires❝ مدیریت کش را در مرورگر انجام دهید.

Cache-Control: max-age=31536000, public

۲. Page Caching

در Page Caching کل محتوای تولید شده برای صفحه مشخصی در سمت سرور ذخیره می‌شود. زمانی که کاربر دیگر با همان درخواست سرور را فراخوانی کند، صفحه از کش ارائه می‌شود و نیازی به اجرای مجدد لاجیک‌ها نیست.

۳. Fragment Caching

گاهی فقط بخشی از صفحه یا یک کامپوننت خاص نیاز به کش شدن دارد. برای مثال، نمودارهای گزارش یا پست‌های محبوب که تغییر کمی دارند.

۴. Data Caching

برای کاهش بار روی پایگاه داده، می‌توان نتایج پرس‌وجوها را در حافظه رم یا با ابزارهایی مانند Redis ذخیره کرد.

// استفاده از Redis برای کش نتایج پرس‌وجو
var cachedData = await redisClient.GetStringAsync("products:405");
if (cachedData == null) {
  var data = await dbContext.Products.FindAsync(405);
  await redisClient.SetStringAsync("products:405", JsonConvert.SerializeObject(data));
}

۵. CDN (Content Delivery Network)

CDN ها با ذخیره فایل‌های رسانه‌ای در لوکیشن‌های مختلف جهانی، فاصله زمانی را برای کاربر نهایی کاهش می‌دهند. همچنین بار اصلی را از سرور شما دور می‌کنند.

استفاده از Caching در ASP.NET Core

ASP.NET Core ابزاری مناسب برای پیاده‌سازی انواع مختلف کش را فراهم می‌آورد:

۱. In-Memory Caching

services.AddMemoryCache();

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

    public Product GetProduct(int id) {
        return _cache.GetOrCreate($"product_{id}", entry => {
            entry.AbsoluteExpirationRelativeToNow = TimeSpan.FromMinutes(10);
            return LoadProductFromDb(id);
        });
    }
}

۲. Distributed Caching مانند Redis

برای مقیاس‌های بالا، Distributed Cache گزینه بسیار خوبی است. اجرای آن در محیط‌های چندسروری بسیار کاربردی است.

نکات مهم در استفاده از Caching

محتواهای پویا یا حساس به زمان را نباید به مدت طولانی کش کرد.
سیاست‌های اصطلاح کش (Cache Invalidation) را مشخص کنید.
برای کاربران مختلف می‌توان کش خاص در نظر گرفت (User-specific caching).
ابزارهای مانیتورینگ مصرف کش را تنظیم کنید.

نتیجه‌گیری

Caching نه تنها ابزار افزایش سرعت بلکه عامل مؤثری در بهینه‌سازی منابع سرور و افزایش مقیاس‌پذیری برنامه‌های وب است. با انتخاب مناسب نوع کش، پیاده‌سازی صحیح آن و تنظیم سیاست‌های مناسب، می‌توان تجربه کاربری بهتری را برای کاربران فراهم ساخت. اگر به دنبال یادگیری بیشتر در زمینه بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های وب هستید، از دوره‌های Devtube.ir برای بهینه‌سازی وب بازدید کنید.

افزایش کارایی برنامه‌های وب با استفاده از Caching