19、系统架构缓存与设计模式解析

系统架构缓存与设计模式解析

1. 缓存类型概述

缓存是提升系统性能的重要手段，常见的缓存类型有以下几种：
- DNS 缓存 ：当用户在互联网上输入网站地址时，公共域名系统（DNS）服务器会查找对应的 IP 地址。将 DNS 解析信息进行缓存，可以减少网站的加载时间。首次请求后，DNS 信息可以缓存到本地服务器或浏览器中，后续对该网站的请求会更快。
- Web 缓存 ：许多请求涉及检索网页内容，如图像、视频和 HTML 页面。将这些资源缓存在离用户较近的位置，可以为页面加载提供更快的响应，同时消除磁盘读取和服务器加载时间。内容分发网络（CDN）提供了边缘位置网络，可缓存高分辨率图像和视频等静态内容，对游戏、博客、电子商务产品目录页面等重度阅读应用非常有用。此外，将用户会话存储在键值存储中，能为用户提供快速响应，带来良好的用户体验。
- 应用程序缓存 ：在应用程序层，缓存可用于存储复杂重复请求的结果，避免业务逻辑计算和数据库访问，从而提高应用程序性能，减轻数据库和基础设施的负载。
- 数据库缓存 ：应用程序性能在很大程度上取决于数据库提供的速度和吞吐量。数据库缓存可以显著提高数据库吞吐量，降低数据检索延迟。数据库缓存可应用于任何类型的关系型或非关系型数据库之前。一些数据库提供商集成了缓存功能，而应用程序则处理本地缓存。

2. 流行的缓存引擎

Redis 和 Memcached 是最流行的缓存引擎，它们各有优缺点，具体对比如下：
| 特性 | Memcached | Redis |