缓存无处不在 ， 你了解多少？？

缓存种类

• 浏览器缓存
• 静态页面缓存
• App缓存
• 应用级缓存
• CPU缓存
• CDN缓存
• DNS
• Web代理缓存
• 后端数据存储
• 数据库缓存

浏览器缓存

浏览器缓存。这个前端接触比较多一些。浏览器都是基于http协议传输数据的。有5类状态码，其中有一个304状态码。Last-Modified 、Etag。减少网络传输数据，省带宽。

静态页面缓存

静态页面缓存。静态缓存在 Web 1.0 时期是非常出名，它一般通过生成 Velocity 模板或者静态 HTML 文件，放置在nginx或squid等web服务器，这样用户在访问的时候会优先访问 Web 服务器上的静态页面，在一些门户网站，使用的较多。现在更多是动静结合的方式，将页面中低频变化的元素剥离出来，提前渲染静态页面，比如商详，动态数据通过ajax实时从后端计算获取，从而减轻像tomcat、weblogic等后台应用服务器的压力。

App缓存

APP缓存。刷抖音，流畅。其实播放器中有缓存组件，在播第一个视频时，后台静默线程已经将第二、三个视频提前缓存在本地。秒开。网络差的环境特别明显。

应用级缓存

应用级缓存。本地缓存（Guava、Caffieine、Ehcache、ConcurrentHashMap）、分布式缓存（ Memcache、Redis）

本地缓存直接访问进程所属内存，不需要跨网络调度，避免网络交互带来的性能损耗，速度快

缓存内容不会改变。因为对多实例服务器来讲，当数据源更新后，每个单机很难感知，维护成本高。发布订阅模式

时效性要求低。能接受一定的延迟，设置较短过期时间，被动失效保持数据的新鲜度

注意事项：
控制数据条数，避免内存占用过多导致OOM，应用瘫痪。
数据时效性，写入后多久有效
实现简单，但潜在的坑比较多，选择成熟的开源框架，如 Guava Cache、Caffeine、Ehcache

Cpu缓存

CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。CPU高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可先缓存中调用，从而加快读取速度。

当CPU需要读取数据并进行计算时，首先需要将CPU缓存中查到所需的数据，并在最短的时间下交付给CPU。如果没有查到所需的数据，CPU就会提出“要求”经过缓存从内存中读取，再原路返回至CPU进行计算。而同时，把这个数据所在的数据也调入缓存，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。

缓存大小是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是从CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小

1. CPU的三级缓存
   随着多核CPU的发展，CPU缓存通常分成了三个级别：L1，L2，L3。级别越小越接近CPU，所以速度也更快，同时也代表着容量越小。L1 是最接近CPU的, 它容量最小（例如：32K），速度最快，每个核上都有一个 L1 缓存，L1 缓存每个核上其实有两个 L1 缓存, 一个用于存数据的 L1d Cache（Data Cache），一个用于存指令的 L1i Cache（Instruction Cache）。L2 缓存 更大一些（例如：256K），速度要慢一些, 一般情况下每个核上都有一个独立的L2 缓存; L3 缓存是三级缓存中最大的一级（例如3MB），同时也是最慢的一级, 在同一个CPU插槽之间的核共享一个 L3 缓存。

下面是三级缓存的处理速度参考表：

从CPU到	大约需要的CPU周期	大约需要的时间(单位ns)
寄存器	1 cycle
L1 Cache	~3-4 cycles	~0.5-1 ns
L2 Cache	~10-20 cycles	~3-7 ns
L3 Cach	~40-45 cycles	~15 ns
跨槽传输		~20 ns
内存	~120-240 cycles	~60-120ns

下图是Intel Core i5-4285U的CPU三级缓存示意图：

CPU三级缓存

就像数据库缓存一样，获取数据时首先会在最快的缓存中找数据，如果缓存没有命中(Cache miss) 则往下一级找, 直到三级缓存都找不到时，那只有向内存要数据了。一次次地未命中，代表取数据消耗的时间越长。

2. 带有高速缓存CPU执行计算的流程
   程序以及数据被加载到主内存
   指令和数据被加载到CPU的高速缓存
   CPU执行指令，把结果写到高速缓存
   高速缓存中的数据写回主内存
   目前流行的多级缓存结构如下图：

多级缓存结构

CDN缓存

一、CDN是什么？

     http缓存是浏览器端缓存，cdn是服务器端缓存。

     举个例子来说明cdn的作用：cdn就是代理。厂家给商家发货，你从商家买货，商家就是cdn，很方便。

二、CDN怎么缓存？

      和Http类似，客户端请求数据时，先从本地缓存查找，如果被请求数据没有过期，拿过来用，如果过期，就向CDN边缘节点发起请求。CDN便会检测被请求的数据是否过期，如果没有过期，就返回数据给客户端，如果过期，CDN再向源站发送请求获取新数据。和买家买货，卖家没货，卖家再进货一个道理^^。

    CDN边缘节点缓存机制，一般都遵守http标准协议，通过http响应头中的Cache-Control和max-age的字段来设置CDN边缘节点的数据缓存时间。

DNS

DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。用户在遇到网络问题的时候，经常会先清除DNS缓存来解决。

Web代理缓存

—（待更新）

后端数据存储

—（待更新）

数据库缓存

—（待更新）