Cache Là Gì? Có Nên Xóa Cache Hay Không?

🗣 Đăng bởi Trương Văn Longㅤ|ㅤ👁 96 lượt xem
Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?

Cache là gì? Làm sao để sử dụng Cache hiệu quả nhất để tăng tốc độ truy cập Website. Trong bài viết, NATECH sẽ giải đáp cho các bạn tất tần tật về bộ nhớ đệm Cache. Hãy cùng NATECH tìm hiểu nhé.

Cache là gì?

Đầu tiên, chúng ta hãy cùng tìm hiểu Cache là gì? Cache (được phát âm là “cash”) đề cập đến một thành phần lưu trữ dữ liệu được truy cập thường xuyên để cung cấp quyền truy cập nhanh hơn vào dữ liệu đó cho bộ xử lý trung tâm (CPU) hoặc các thành phần khác của hệ thống máy tính.

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
Cache là gì?

Bộ nhớ cache được sử dụng để giảm thời gian CPU truy cập dữ liệu mà nó cần để thực hiện các hoạt động. CPU nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ chính (RAM), nhưng việc truy cập dữ liệu từ bộ nhớ chính vẫn mất nhiều thời gian hơn so với truy cập dữ liệu từ bộ đệm. Bằng cách giữ dữ liệu được sử dụng thường xuyên trong bộ đệm, CPU có thể tìm nạp dữ liệu đó nhanh hơn, dẫn đến cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Tìm hiểu thêm:

AMP Là Gì? Hướng Dẫn Đầy Đủ Và Chi Tiết Về AMP

CDN Là Gì? Giải Thích Về Mạng Phân Phối Nội Dung.

Hệ Thống CMS Là Gì? Các CMS Phổ Biến Nhất Hiện Nay.

Tầm quan trọng của cache là gì?

Bộ nhớ cache đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống máy tính do tác động đáng kể của chúng đến hiệu suất tổng thể của hệ thống. Dưới đây là một số lý do chính tại sao cache lại quan trọng:

Truy cập dữ liệu nhanh hơn: Bộ nhớ cache lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn được truy cập thường xuyên từ bộ nhớ chính. Vì việc truy cập dữ liệu từ bộ đệm nhanh hơn nhiều so với truy cập dữ liệu từ bộ nhớ chính, nên việc có bộ đệm sẽ giúp giảm thời gian CPU dành để chờ dữ liệu, do đó cải thiện tốc độ truy cập dữ liệu tổng thể.

Giảm độ trễ: Độ trễ liên quan đến việc truy cập dữ liệu từ bộ đệm thấp hơn đáng kể so với truy cập dữ liệu từ bộ nhớ chính. Việc giảm độ trễ này dẫn đến việc truy cập các chương trình hoạt động nhanh hơn, nâng cao trải nghiệm người dùng.

Cải thiện việc sử dụng CPU: CPU dành một lượng thời gian đáng kể để chờ đợi dữ liệu. Bộ nhớ đệm giúp giữ cho CPU luôn bận rộn bằng cách giảm thiểu các khoảng thời gian chờ đợi này, dẫn đến việc sử dụng CPU tốt hơn và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Tối ưu hóa băng thông: Truy cập bộ nhớ chính liên quan đến việc truyền các khối dữ liệu lớn hơn, có thể tiêu tốn nhiều băng thông bộ nhớ. Bộ nhớ đệm giúp giảm nhu cầu truyền bộ nhớ lớn thường xuyên bằng cách lưu trữ dữ liệu được sử dụng thường xuyên gần CPU hơn, do đó tối ưu hóa việc sử dụng băng thông bộ nhớ.

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
Tầm quan trọng của cache là gì?

Hiệu quả năng lượng: Truy cập dữ liệu từ bộ nhớ cache tiêu thụ ít năng lượng hơn so với truy cập dữ liệu từ bộ nhớ chính. Do đó, bộ nhớ đệm góp phần vào tính toán tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm lượng năng lượng cần thiết để di chuyển dữ liệu trong hệ thống.

Khả năng phản hồi của hệ thống tổng thể: Bộ nhớ cache nâng cao khả năng phản hồi của hệ thống máy tính. Các ứng dụng khởi chạy nhanh hơn và các tác vụ được hoàn thành nhanh hơn khi dữ liệu quan trọng có sẵn trong bộ đệm.

Cân bằng giữa Tốc độ và Dung lượng: Bộ nhớ cache cung cấp sự cân bằng giữa tốc độ truy cập bộ nhớ và dung lượng của bộ nhớ chính. Mặc dù bộ nhớ chính cung cấp dung lượng lưu trữ lớn, nhưng bộ nhớ đệm đảm bảo rằng dữ liệu được sử dụng thường xuyên có thể được truy cập nhanh chóng mà không làm mất đi lợi ích của kích thước bộ nhớ lớn hơn.

Tóm lại, bộ nhớ cache rất quan trọng, chúng cho phép máy tính thực hiện các lệnh và xử lý dữ liệu nhanh hơn, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà hơn, sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn và tiết kiệm dung lượng. Bộ nhớ cache là một phần không thể thiếu trong kiến ​​trúc máy tính hiện đại, góp phần đáng kể vào hiệu suất và hiệu quả của hệ thống máy tính.

Các loại cache hiện nay?

Cache được chia thành 3 loại chính. 

  • Bộ đệm ghi xung quanh
  • Ghi qua bộ đệm
  • Bộ đệm ghi lại

Hãy cùng NATECH tìm hiểu chi tiết về từng loại Cache dưới đây nhé:

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
Các loại cache

Write-around cache là gì?

Write-around cache có khả năng ghi trực tiếp các hoạt động vào bộ nhớ, hoàn toàn bỏ qua cache. 

  • Ưu điểm

Giúp cho bộ nhớ đệm cache không bị quá tải khi có quá nhiều bản ghi (Input và Output) được thực hiện cùng lúc.

  • Nhược điểm

Với Write-around cache thì dữ liệu sẽ không được lưu trữ, trừ khi nó được truy xuất từ bộ nhớ. Điều này khiến cho hoạt động truy cập lúc đầu sẽ diễn ra tương đối chậm.

Write-through cache là gì?

Khi thực hiện kỹ thuật write-through cache, dữ liệu của bạn sẽ được ghi đè lên cả bộ nhớ đệm cache và bộ nhớ storage.

  • Ưu điểm

Dữ liệu của bạn sẽ luôn được lưu trữ tạm thời cho nên việc xuất/đọc dữ liệu rất nhanh chóng, tiện lợi.

  • Nhược điểm

Thời gian lưu trữ khá dài. Lý do là vì các hoạt động ghi chỉ được coi là hoàn tất khi dữ liệu đã được ghi trên cả cache và bộ nhớ chính (primary storage). Việc này vô tình chung gây trễ nải cho quá trình lưu trữ, ghi nhớ dữ liệu.

Write-back cache là gì?

Kỹ thuật rite-back cache (bộ nhớ đệm ghi lại) là kỹ thuật cho phép chuyển toàn bộ các hoạt động sang bộ nhớ cache. Với write-back cache, thao tác ghi sẽ được xem là hoàn chỉnh khi các dữ liệu được lưu trữ trên cache. Sau đó, các dữ liệu này sẽ tiếp tục được sao chép từ cache sang bộ nhớ chính.

  • Ưu điểm

Dữ liệu được lưu trữ trên cache nên tốc độ truy cập, hiệu năng của web/ứng dụng được cải thiện.

  • Nhược điểm

Mức độ an toàn thông tin sẽ phụ thuộc rất lớn vào cơ chế bộ nhớ cache được sử dụng. Dữ liệu có thể bị mất trước khi được lưu trữ vào bộ nhớ chính.

Các thuật toán điều khiển Cache là gì?

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
các thuật toán điều khiển cache

Các thuật toán kiểm soát cache là các kỹ thuật được sử dụng để quản lý hành vi của bộ nhớ đệm và tối ưu hóa việc lưu trữ và truy xuất dữ liệu trong hệ thống máy tính. Các thuật toán này giúp xác định cách dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm, thời điểm dữ liệu bị xóa và cách dữ liệu được cập nhật. Dưới đây là một vài thuật toán kiểm soát bộ đệm phổ biến:

  1. Least Recently Used (LRU): LRU là một thuật toán kiểm soát bộ đệm phổ biến giúp loại bỏ mục ít được truy cập gần đây nhất khỏi bộ đệm khi cần dung lượng. Nó giả định rằng các mục được truy cập gần đây có nhiều khả năng sẽ sớm được truy cập lại. Thuật toán này yêu cầu theo dõi dấu thời gian truy cập cho từng mục được lưu trong bộ nhớ cache.
  2. Least Frequently Used (LFU): Thuật toán kiểm soát bộ đệm LFU loại bỏ các mục ít được truy cập nhất khỏi bộ đệm. Nó theo dõi tần suất truy cập của từng mục và xóa mục đã được truy cập ít lần nhất khi cần dung lượng.
  3. First-In-First-Out (FIFO): FIFO là một thuật toán kiểm soát bộ đệm đơn giản giúp loại bỏ mục cũ nhất trong bộ đệm khi dữ liệu mới cần được lưu vào bộ đệm. Nó dựa trên nguyên tắc rằng mục đầu tiên được thêm vào bộ nhớ cache sẽ là mục đầu tiên bị xóa.
  4. Random Replacement: Với thuật toán này, một mục ngẫu nhiên được chọn để loại bỏ khi cần dung lượng. Mặc dù đơn giản để triển khai, nhưng nó không tính đến các kiểu sử dụng và có thể không hiệu quả như các thuật toán khác trong các tình huống nhất định.
  5. Adaptive Replacement Cache (ARC): ARC là thuật toán điều khiển bộ đệm tiên tiến hơn kết hợp các yếu tố của LRU và LFU. Nó tự động điều chỉnh chiến lược trục xuất của mình dựa trên các mẫu truy cập lịch sử của dữ liệu
  6. Optimal: Thuật toán Optimal, còn được gọi là thuật toán “thấu thị”. Nó luôn trục xuất mục sẽ được truy cập xa nhất trong tương lai. Mặc dù tối ưu về mặt giảm thiểu lỗi bộ đệm, nhưng không thực tế để triển khai trong các hệ thống thực do nhu cầu kiến ​​thức trong tương lai.
  7. Two-Queue Algorithm (2Q): Thuật toán 2Q sử dụng hai hàng đợi để quản lý dữ liệu trong bộ đệm: hàng đợi “nóng” dành cho dữ liệu được truy cập thường xuyên và hàng đợi “lạnh” dành cho dữ liệu ít được truy cập hơn. Các mục di chuyển giữa các hàng đợi dựa trên tần suất truy cập của chúng, tối ưu hóa việc sử dụng bộ đệm.

Việc lựa chọn thuật toán kiểm soát bộ đệm tùy thuộc vào các yếu tố như đặc điểm của dữ liệu, khối lượng công việc và kiến ​​trúc phần cứng. Một số hệ thống có thể sử dụng kết hợp các thuật toán này để cân bằng giữa hiệu quả và hiệu suất của bộ đệm. Quản lý bộ đệm hiệu quả có thể tác động đáng kể đến hiệu suất hệ thống, giảm thời gian truy cập dữ liệu và cải thiện khả năng phản hồi tổng thể.

Khi nào sử dụng cache?

Bộ nhớ đệm là một kỹ thuật được sử dụng để cải thiện hiệu suất của hệ thống máy tính bằng cách lưu trữ dữ liệu được truy cập thường xuyên nhờ đó việc truy cập sẽ diễn ra  nhanh hơn và dễ truy cập hơn. Dưới đây là một số tình huống mà việc sử dụng cache mang lại lợi ích:

Truy cập dữ liệu thường xuyên: Nếu ứng dụng của bạn thường xuyên truy cập cùng một dữ liệu hoặc tài nguyên, bộ nhớ đệm có thể tăng tốc đáng kể thời gian truy cập. Bộ nhớ đệm cho phép dữ liệu được lưu trữ ở một vị trí gần bộ xử lý hơn, giảm thời gian tìm nạp dữ liệu từ các phương tiện lưu trữ chậm hơn như đĩa hoặc máy chủ từ xa.

Giảm độ trễ: Bộ nhớ đệm giúp giảm độ trễ khi truy cập dữ liệu. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng mà độ trễ thấp là rất quan trọng, chẳng hạn như trò chơi trực tuyến, nền tảng giao dịch tài chính hoặc hệ thống liên lạc thời gian thực.

Tỷ lệ đọc ghi cao: Nếu ứng dụng của bạn có tỷ lệ thao tác đọc so với thao tác ghi cao, thì bộ nhớ đệm có thể mang lại những lợi ích đáng kể. Bộ đệm có thể lưu trữ dữ liệu được truy cập thường xuyên, giúp giảm nhu cầu tìm nạp lại cùng một dữ liệu từ bộ lưu trữ chính.

Phân phối nội dung: Mạng phân phối nội dung (CDN) chủ yếu dựa vào bộ nhớ đệm để phục vụ các nội dung tĩnh như hình ảnh, biểu định kiểu và video cho người dùng trên toàn thế giới. Bộ nhớ đệm tại các vị trí địa lý khác nhau giúp giảm khoảng cách dữ liệu cần di chuyển, cải thiện thời gian phân phối nội dung.

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
khi nào nên sử dụng cache

Truy vấn cơ sở dữ liệu: Bộ nhớ đệm có thể được sử dụng để lưu trữ kết quả của các truy vấn cơ sở dữ liệu được thực hiện thường xuyên. Điều này có thể giúp tránh truy vấn lặp đi lặp lại cơ sở dữ liệu cho cùng một dữ liệu và có thể tăng tốc thời gian phản hồi của ứng dụng.

Duyệt web: Trình duyệt web sử dụng bộ nhớ đệm để lưu trữ tài nguyên trang web như hình ảnh và tập lệnh. Khi người dùng truy cập lại một trang web, trình duyệt có thể truy xuất các tài nguyên này từ bộ đệm thay vì tải xuống lại, dẫn đến thời gian tải trang nhanh hơn.

Trải nghiệm người dùng: Bộ nhớ đệm nâng cao trải nghiệm người dùng bằng cách giảm thời gian chờ đợi. Các ứng dụng phản hồi nhanh chóng mang đến trải nghiệm mượt mà và thú vị hơn cho người dùng.

Ứng dụng sử dụng nhiều tài nguyên: Trong các ứng dụng yêu cầu khối lượng tính toán hoặc xử lý đáng kể, bộ nhớ đệm có thể tiết kiệm thời gian bằng cách giảm nhu cầu lặp lại các hoạt động sử dụng nhiều tài nguyên.

Truy cập ngoại tuyến: Bộ nhớ đệm có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu mà người dùng có thể truy cập ngay cả khi họ ngoại tuyến. Điều này phổ biến trong các ứng dụng dành cho thiết bị di động cần hoạt động mà không có kết nối internet nhất quán.

Về bản chất, bộ nhớ đệm có giá trị trong các trường hợp bạn muốn cải thiện thời gian truy cập dữ liệu, giảm tải cho các hệ thống lưu trữ chính và nâng cao hiệu suất tổng thể cũng như khả năng đáp ứng của ứng dụng hoặc hệ thống của bạn. 

Dữ liệu cache được lưu trữ ở đâu?

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
cache được lưu trữ ở đâu

Dữ liệu của cache có thể sẽ được lưu trữ ở nhiều nơi khác nhau trên server. Tuy nhiên, nhìn chung sẽ có 3 vị trí mà cache được lưu trữ:

Browser cache là gì?

Các trình duyệt web như Google Chrome, Firefox, Safari…đều có bộ nhớ đệm cache riêng (browser cache) để cải thiện hiệu suất cho các trang web thường xuyên được truy cập. Khi người dùng vào 1 trang web, các dữ liệu của trang đó sẽ được lưu lại trong cache của trình duyệt máy tính. Chính vì thế, trong lần truy cập tiếp theo và chính trang web đó, trình duyệt gần như lập tức sẽ hiển thị các dữ liệu đã lưu lại từ bộ nhớ cache. Cách tiếp cận này được là read cache (đọc cache). Với cách tiếp cận này, bạn sẽ rút ngắn được rất nhiều tăng thời gian phản hồi của trình duyệt.

Browser Cache hiện là nơi lưu trữ dữ liệu webpage phổ biến nhất. Nó giới hạn cho 1 người dùng và cá nhân hóa các dữ liệu được đối với từng cá nhân .

Proxy cache là gì?

Khác với các browser cache chỉ được ứng dụng cho một người dùng duy nhất thì proxy cache có thể đáp ứng nhu cầu cho hàng trăm user truy xuất cùng 1 nội dung. Proxy cache được cài đặt và vận hành bởi ISPs (Internet Service Providers). Hình thức lưu trữ dữ liệu này giúp tận dụng tài nguyên của phần cứng một cách tối đa nhất. Khi thực hiện proxy cache, bạn có thể lấy bất kỳ máy chủ nào nằm giữa client và server website để cache dữ liệu.

Gateway cache (reverse proxy cache) là gì?

Mặt khác, gateway cache được đặt gần với origin server với mục đích giúp giảm thời gian tải lên server. Gateway cache được triển khai theo mô hình máy chủ 2 lớp. Trong đó, 1 lớp có vai trò là front end (xử lý các file tĩnh như html, css,…), còn 1 lớp giữ nhiệm vụ back end (xử lý các nội dung động – dynamic content).

Gateway cache được cài đặt bởi quản trị viên nên chúng ta có thể kiểm soát và điều khiển được nó, hoàn toàn ngược lại với browser cache và proxy cache.

Có nên xóa cache không?

Xóa bộ nhớ cache có thể có cả lợi ích và nhược điểm và việc bạn có nên xóa bộ nhớ cache hay không tùy thuộc vào mục tiêu của bạn. Dưới đây là một số cân nhắc để giúp bạn quyết định:

Lý do để xóa bộ nhớ cache:

Nội dung lỗi thời: Nếu bạn nhận thấy rằng trang web hoặc ứng dụng của mình đang hiển thị nội dung lỗi thời, việc xóa bộ nhớ đệm có thể giúp đảm bảo rằng người dùng xem phiên bản mới nhất.

Khắc phục sự cố hiển thị: Đôi khi, dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache có thể dẫn đến sự cố hiển thị hoặc sự không nhất quán. Xóa bộ nhớ đệm có khả năng giải quyết những sự cố này bằng cách buộc hệ thống tìm nạp và hiển thị dữ liệu mới.

Mối quan tâm về bảo mật: Trong trường hợp thông tin nhạy cảm hoặc dữ liệu cá nhân được lưu trữ trong bộ nhớ cache, xóa nó có thể là một biện pháp bảo mật để ngăn chặn truy cập trái phép vào dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache.

Kiểm tra khả năng tương thích của trình duyệt: Nếu bạn là nhà phát triển web, việc xóa bộ nhớ cache của trình duyệt có thể giúp bạn kiểm tra khả năng tương thích của trang web trên các trình duyệt khác nhau mà không có sự can thiệp của các tài nguyên được lưu trong bộ nhớ cache.

Các vấn đề về hiệu suất: Nếu bạn đang gặp phải các vấn đề về hiệu suất, xóa bộ nhớ cache có thể là một giải pháp tạm thời để cải thiện khả năng phản hồi bằng cách xóa dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache có thể gây chậm máy.

Cache là gì? Có nên xóa cache hay không?
có nên xóa cache không?

Lý do để giữ bộ nhớ cache:

Thời gian tải nhanh hơn: Bộ nhớ đệm được thiết kế để cải thiện hiệu suất bằng cách lưu trữ dữ liệu được sử dụng thường xuyên. Việc xóa bộ nhớ cache ban đầu có thể dẫn đến thời gian tải chậm hơn do hệ thống cần tìm nạp lại dữ liệu từ bộ lưu trữ chậm hơn.

Tiết kiệm băng thông: Không cần tải xuống lại các tài nguyên đã lưu trong bộ nhớ cache, tiết kiệm băng thông và có khả năng giảm tải máy chủ.

Truy cập ngoại tuyến: Dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache có thể cung cấp quyền truy cập ngoại tuyến vào một số tài nguyên nhất định, điều này có thể rất quan trọng đối với các ứng dụng cần hoạt động mà không cần kết nối internet.

Trải nghiệm người dùng mượt mà: Bộ nhớ cache góp phần mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà hơn bằng cách giảm thời gian người dùng dành để chờ tải tài nguyên.

Cuối cùng, quyết định xóa bộ nhớ cache phải dựa trên các trường hợp và mục tiêu cụ thể mà bạn đang cố gắng đạt được. Đó là một phương pháp hay để cân nhắc những ưu và nhược điểm cũng như xem xét tác động tiềm ẩn đối với trải nghiệm người dùng, hiệu suất và bảo mật trước khi xóa bộ nhớ cache.

Nếu bạn muốn biết cách xóa cache hãy tham khảo bài viết “Hướng Dẫn Cách Xóa Cache Chi Tiết Trên Mọi Trình Duyệt

Lời kết:

Qua bài viết này, NATECH mong rằng bạn đã nắm được những kiến thức cơ bản về “cache là gì?”.  Đồng thời hiểu được tầm quan trọng của cache là gì? Nhờ đó có áp dụng trong các trường hợp cụ thể. Chúc các bạn thành công.

Chào ! Bạn thấy nội dung này thế nào?
0 0 đánh giá
Đánh giá bài viết
Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận