مقدمه
در دنیای توسعه وب، سرعت پاسخدهی و تجربه کاربر نقش بسزایی در موفقیت یک اپلیکیشن دارد. یکی از راهکارهای مؤثر در افزایش سرعت بارگذاری و کاهش فشار بر سرور، استفاده از تکنیکهای Caching است.
Cache چیست؟
Cache به معنای ذخیرهسازی موقتی اطلاعاتی است که در دفعات بعدی درخواست، نیازی به پردازش مجدد یا دریافت مجدد آنها نباشد. برای مثال، اگر یک تصویر اغلب توسط کاربران بارگذاری میشود، بهتر است یک نسخه آن را در حافظه Cache ذخیره کرد.
انواع Caching در برنامهنویسی وب
- Browser Caching: محتوا مستقیماً در مرورگر کاربر کش میشود.
- Server-side Caching: محتوا بر روی سرور ذخیره میگردد.
- CDN Caching: استفاده از شبکههای توزیع محتوا برای کش نزدیکترین نسخه محتوا به کاربر.
- Data Caching: ذخیرهسازی پرسوجوهای دیتابیس جهت کاهش بار DBMS.
الگوریتمهای محبوب Caching
برای مدیریت حافظه Cache، الگوریتمهای گوناگونی وجود دارد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه به مهمترین آنها میپردازیم:
1. الگوریتم LRU (Least Recently Used)
در این الگوریتم، آیتمهای کش شده براساس آخرین زمان دسترسی مرتب میشوند. قدیمیترین آیتمها زودتر حذف میشوند.
class LRUCache {
constructor(capacity) {
this.capacity = capacity;
this.map = new Map();
}
get(key) {
if (!this.map.has(key)) return -1;
const value = this.map.get(key);
this.map.delete(key);
this.map.set(key, value);
return value;
}
put(key, value) {
if (this.map.has(key)) this.map.delete(key);
else if (this.map.size === this.capacity) this.map.delete(this.map.keys().next().value);
this.map.set(key, value);
}
}
2. الگوریتم LFU (Least Frequently Used)
آیتمهایی که کمتر از بقیه استفاده شدهاند، بهعنوان اولویت بالا برای حذف در نظر گرفته میشوند.
3. Cache Invalidation
با توجه به اینکه اطلاعات ممکن است بروزرسانی شوند، باید بدانیم چه زمانی دادههای ذخیرهشده قدیمی و بیاعتبار گشتهاند و باید حذف یا بروزرسانی شوند. روشهای معروف:
- Time to Live (TTL)
- Manual Invalidation
- Versioning
Caching در سمت سرور با ASP.NET Core
ASP.NET Core قابلیتهای داخلی مانند IMemoryCache و IDistributedCache را برای کش فراهم میکند.
public class HomeController : Controller
{
private readonly IMemoryCache _cache;
public HomeController(IMemoryCache memoryCache)
{
_cache = memoryCache;
}
public IActionResult Index()
{
string message;
if (!_cache.TryGetValue("welcome", out message))
{
message = "خوش آمدید!";
var cacheEntryOptions = new MemoryCacheEntryOptions()
.SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(60));
_cache.Set("welcome", message, cacheEntryOptions);
}
return View(model: message);
}
}مزایای استفاده از Caching
- کاهش بار روی دیتابیس
- بهبود زمان پاسخدهی
- افزایش توان عملیاتی سرور
- صرفهجویی در منابع شبکه و پردازشی
نکات و بهترین شیوهها
- از الگوریتم مناسب بسته به نوع محتوا استفاده کنید
- بررسی و مانیتورینگ مداوم حافظه کش
- ترکیب Caching با CDN جهت سرعت جهانی
- استفاده از TTL برای کاهش ریسک سرریز کش
نتیجهگیری
استفاده از الگوریتمهای Caching میتواند تاثیر قابل توجهی در کارایی اپلیکیشنهای وب بگذارد. اگر بتوانید الگوریتم مناسب را براساس نوع استفاده و میزان منابع انتخاب کنید، نه تنها تجربه کاربری را بهبود میبخشید بلکه هزینههای زیرساختی را نیز کاهش میدهید.
برای یادگیری بیشتر درباره پیادهسازی کش در ASP.NET Core و دیگر فریمورکها، میتوانید به دوره بهینهسازی کارایی اپلیکیشنهای وب در Devtube.ir مراجعه کنید.
