https://blog.csdn.net/baidu_33497625/article/details/50801571

一、什么是缓存

1、Cache是高速缓冲存储器 一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问
2、凡是位于速度相差较大的两种硬件/软件之间的，用于协调两者数据传输速度差异的结构，均可称之为 Cache

二、缓存的分类

1、基于web应用的系统架构图

2、在系统架构的不同层级之间，为了加快访问速度，都可以存在缓存

• 操作系统磁盘缓存->减少磁盘机械操作
• 数据库缓存->减少文件系统I/O
• 应用程序缓存->减少对数据库的查询 
• Web服务器缓存->减少应用服务器请求
• 客户端浏览器缓存->减少对网站的访问

三、操作系统缓存

1、文件系统提供的Disk Cache：操作系统会把经常访问到的文件内容放入到内存当中，由文件系统来管理
2、当应用程序通过文件系统访问磁盘文件的时候，操作系统从Disk Cache当中读取文件内容，加速了文件读取速度
3、Disk Cache由操作系统来自动管理，一般不用人工干预，但应当保证物理内存充足，以便于操作系统可以使用尽量多的内存充当Disk Cache，加速文件读取速度
4、特殊的应用程序对文件系统Disk Cache有很高的要求，会绕开文件系统Disk Cache，直接访问磁盘分区，自己实现Disk 
5、Cache策略

• Oracle的raw device(裸设备) – 直接抛弃文件系统
• MySQL的InnoDB： innodb_flush_method = O_DIRECT

3.1 高速缓存cache

cache位于cpu和主存储器间的高速小容量存储器，由静态存储信片SRAM组成，接近cpu的速度。cache可以大幅度提升cpu内部读取数据的命中率，从而提高系统的性能。

通过由以下方面组成：

联想存储器：根据内容进行寻址的存储器，只存在部分信息，根据内容进行检索；

地址转换部件：通过联想模块简历的目录表以实现快速地址转换。命中直接访问cache。未命中从内存读取放入cache。

替换部件：在缓存已满时，按一定策略进行数据块替换（先进先出FIFO、最近最少用LRU、随机替换、最不常用LFU），并修改地址转换部件。

1）cache一致性问题

• 对cache进行更新时，存在cache与主存如何保持一致的问题；
• 多个设备访问主存，IO可直接读写内存，如果cache内容被修改，则IO设备读出对应主存单元的内容无效。弱IO修改了主存单元，则cache无效；
• 多个cpu带各自的cache而共享主存，某个cpu修改了自身的cache，则对应的主存单元和其他的cpu中对应的内容都变为无效。

2）解决方法

关键在于处理好写操作

全写法write Through（通写法、写直达法、直写法）：若写命中九同时写cache和主存；若写不命中，1）写分配：先写主存块中更新相应的存储空间，然后再分配cache行，更新主存块九装入cache行，利用空间的局部性，每次不命中都要从主存读一个块；2）非全写分配：直接写主存单元，不把主内存快装入cache。

回写法write back一次性写方式、写回法：只写cache不写主存，但是控制复杂。

四、数据库缓存

1、重要性

• 数据库通常是企业应用系统最核心的部分
• 数据库保存的数据量通常非常庞大
• 数据库查询操作通常很频繁，有时还很复杂
• 以上原因造成数据库查询会引起非常频繁的磁盘I/O读取操作，迫使CPU挂起等待，数据库性能极度低下

2、缓存策略
     a、Query Cache

• • 以SQL作为key值缓存查询结果集
  • 一旦查询涉及的表记录被修改，缓存就会被自动删除
  • 设置合适的Query Cache会极大提高数据库性能
  • Query Cache并非越大越好，过大的Qquery Cache会浪费内存。
  • MySQL: query_cache_size= 128M

     b、Data Buffer

• • data buffer是数据库数据在内存中的容器
  • data buffer的命中率直接决定了数据库的性能
  • data buffer越大越好，多多益善
  • MySQL的InnoDB buffer：innodb_buffer_pool_size = 2G
  • MySQL建议buffer pool开大到服务器物理内存60-80%

4.1 数据库缓存的三种方式

1）cache Aside更新模式：同时更新缓存和数据库；

失效：应用程序从cache取数据，没取到，则从数据库读取，成果之后放到缓存；

命中：应用程序从cache取数据，取到返回；

更新：把数据放到数据库，成功后，让缓存失效；

为什么先更新数据库，后让缓存失效？

1、先更新数据库，后更新缓存：两个并发写操作回导致脏数据；

2、先删除缓存，再更新数据库：逻辑错误，两个并发读和写操作导致脏数据；

3、先更新数据库，再删除缓存；推荐使用，极端情况（查询缓存不命中，进行数据库查询，并发出现更新操作，更新了数据库，删除了缓存，然而读操作从数据库读取老数据回了缓存，造成数据不一致，这种极少发生。）

2）Read/Write through 更新模式：先更新缓存，缓存负责同步更新数据库；

只需要维护缓存

Read through ：查询操作中更新缓存；

Write through ：更新数据的时候，更新缓存；

3）Write behind caching 更新模式：先更新缓存，缓存定时异步更新数据库；

好处：直接操作内存，速度快，可以合并对同一数据的多次操作到数据库，所以性能得到很大的提高；

问题：数据不是强一致，可能回丢失（系统断电等）；缓存失效才实现真正的持久性存储；

五、应用程序缓存

1、对象缓存

• 由O/R Mapping框架例如Hibernate提供，透明性访问，细颗粒度缓存数据库查询结果，无需业务代码显式编程，是最省事的缓存策略
• 当软件结构按照O/R Mapping框架的要求进行针对性设计，使用对象缓存将会极大降低Web系统对于数据库的访问请求
• 良好的设计数据库结构和利用对象缓存，能够提供极高的性能，对象缓存适合OLTP（联机事务处理）应用

2、查询缓存

• 对数据库查询结果集进行缓存，类似数据库的Query Cache
• 适用于一些耗时，但是时效性要求比较低的场景。查询缓存和对象缓存适用的场景不一样，是互为补充的
• 当查询结果集涉及的表记录被修改以后，需要注意清理缓存

3、页面缓存
     a、作用

• • 针对页面的缓存技术不但可以减轻数据库服务器压力，还可以减轻应用服务器压力
  • 好的页面缓存可以极大提高页面渲染速度
  • 页面缓存的难点在于如何清理过期的缓存

    b、分类
         I、动态页面静态化

• • 利用模板技术将访问过一次的动态页面生成静态html，同时修改页面链接，下一次请求直接访问静态链接页面
  • 动态页面静态化技术的广泛应用于互联网CMS/新闻类Web应用，但也有BBS应用使用该技术，例如Discuz!
  • 无法进行权限验证，无法显示个性化信息
  • 可以使用AJAX请求弥补动态页面静态化的某些缺点

        II、Servlet缓存

• • 针对URL访问返回的页面结果进行缓存，适用于粗粒度的页面缓存，例如新闻发布
  • 可以进行权限的检查
  • OScache提供了简单的Servlet缓存(通过web.xml中的配置)
  • 也可以自己编程实现Servlet缓存

        III、页面内部缓存

• • 针对动态页面的局部片断内容进行缓存，适用于一些个性化但不经常更新的页面(例如博客)
  • OSCache提供了简单的页面缓存
  • 可以自行扩展JSP Tag实现页面局部缓存

六、web服务器端缓存

 

• 基于代理服务器模式的Web服务器端缓存，如squid/nginx
• Web服务器缓存技术被用来实现CDN（内容分发网络 content delivery network）
• 被国内主流门户网站大量采用
• 不需要编程，但仅限于新闻发布类网站，页面实时性要求不高

七、基于ajax的浏览器缓存

 

• 使用AJAX调用的时候，将数据库在浏览器端缓存
• 只要不离开当前页面，不刷新当前页面，就可以直接读取缓存数据
• 只适用于使用AJAX技术的页面

一、cookie机制和session机制的区别

具体来说cookie机制采用的是在客户端保持状态的方案，而session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。

同时我们也看到，由于才服务器端保持状态的方案在客户端也需要保存一个标识，所以session

机制可能需要借助于cookie机制来达到保存标识的目的，但实际上还有其他选择

二、会话cookie和持久cookie的区别

如果不设置过期时间，则表示这个cookie生命周期为浏览器会话期间，只要关闭浏览器窗口，cookie就消失了。这种生命期为浏览会话期的cookie被称为会话cookie。会话cookie一般不保存在硬盘上而是保存在内存里。

如果设置了过期时间，浏览器就会把cookie保存到硬盘上，关闭后再次打开浏览器，这些cookie依然有效直到超过设定的过期时间。

存储在硬盘上的cookie可以在不同的浏览器进程间共享，比如两个IE窗口。而对于保存在内存的cookie，不同的浏览器有不同的处理方式。

三、如何利用实现自动登录

当用户在某个网站注册后，就会收到一个惟一用户ID的cookie。客户后来重新连接时，这个

用户ID会自动返回，服务器对它进行检查，确定它是否为注册用户且选择了自动登录，从而使用户务需给出明确的用户名和密码，就可以访问服务器上的资源。

四、如何根据用户的爱好定制站点

网站可以使用cookie记录用户的意愿。对于简单的设置，网站可以直接将页面的设置存储在cookie中完成定制。然而对于更复杂的定制，网站只需仅将一个惟一的标识符发送给用户，由服务器端的数据库存储每个标识符对应的页面设置。

五、cookie的发送

1.创建Cookie对象

2.设置最大时效

3.将Cookie放入到HTTP响应报头

如果你创建了一个cookie，并将他发送到浏览器，默认情况下它是一个会话级别的cookie:存储在浏览器的内存中，用户退出浏览器之后被删除。如果你希望浏览器将该cookie存储在磁盘上，则

需要使用maxAge，并给出一个以秒为单位的时间。将最大时效设为0则是命令浏览器删除该cookie。

发送cookie需要使用HttpServletResponse的addCookie方法，将cookie插入到一个Set-CookieHTTP请求报头中。由于这个方法并不修改任何之前指定的Set-Cookie报头，而是创建新的报头，因此我们将这个方法称为是addCookie，而非setCookie。同样要记住响应报头必须在任何文档内容发送到客户端之前设置。

六、cookie的读取

1.调用request.getCookie

要获取有浏览器发送来的cookie，需要调用HttpServletRequest的getCookies方法，这个调用返回Cookie对象的数组，对应由HTTP请求中Cookie报头输入的值。

2.对数组进行循环，调用每个cookie的getName方法，直到找到感兴趣的cookie为止

cookie与你的主机(域)相关，而非你的servlet或JSP页面。因而，尽管你的servlet可能只发送了单个cookie，你也可能会得到许多不相关的cookie。

例如：

StringcookieName=“userID”;

Cookiecookies[]=request.getCookies();

if(cookies!=null){

for(inti=0;i

Cookiecookie=cookies[i];

if(cookieName.equals(cookie.getName())){

doSomethingWith(cookie.getValue());}}}

七、如何使用cookie检测初访者

A.调用HttpServletRequest.getCookies()获取Cookie数组

B.在循环中检索指定名字的cookie是否存在以及对应的值是否正确

C.如果是则退出循环并设置区别标识

D.根据区别标识判断用户是否为初访者从而进行不同的操作

八、使用cookie检测初访者的常见错误

不能仅仅因为cookie数组中不存在在特定的数据项就认为用户是个初访者。如果cookie数组为null，客户可能是一个初访者，也可能是由于用户将cookie删除或禁用造成的结果。

但是，如果数组非null,也不过是显示客户曾经到过你的网站或域，并不能说明他们曾经访问过你的servlet。其它servlet、JSP页面以及非JavaWeb应用都可以设置cookie，依据路径的设置，其中的任何cookie都有可能返回给用户的浏览器。

正确的做法是判断cookie数组是否为空且是否存在指定的Cookie对象且值正确。