Кэш (Cache): что такое, зачем нужен, какие проблемы

Кэш (Cache): что такое, зачем нужен, какие проблемы

Что такое Кэш (Cache)?Когда речь идет об информационных технологиях, то часто можно слышать такое слово как "Кэш". Однако далеко не все люди знают зачем он нужен, для каких целей применяется и прочее. Поэтому в рамках данного обзора я рассмотрю вопрос что такое кэш, а так же расскажу о некоторых нюансах и проблемах, связанных с использованием кэша.

Но прежде, чем продолжать, пара слов. Существует много различных технологий и практических реализаций кэша, поэтому в рамках данного обзора я не буду заострять на них внимание и углубляться в детали, так как найти полную информацию о каждом типе кэширования очень легко. Другими словами, обзор предназначен для тех людей, которым просто интересно узнать что это за штука, как она устроена, какие с ней бывают проблемы и прочее.

 

Кэш (Cache) это

Что такое Кэш (Cache)?

Кэш, кеш (Cache) - это временное хранилище данных (файлов, информации и прочего), которое позволяет существенно экономить время и ресурсы. Стоит сразу отметить, что я специально не указал за счет чего происходит экономия, так как в зависимости от технологий это может происходить благодаря разным факторам.

Самый простой способ понять что такое кэш - это представить себе два варианта просмотра видео. В первом случае, вы когда-то давно скачали видео-ролик и смотрите его с жесткого диска. Во втором случае, смотрите ролик через браузер в интернете. Сам видео-ролик в обоих случаях один и тот же.

Однако первый метод позволяет вам приступить к просмотру сразу. Второй же подход требует от вас подождать того момента, когда загрузится хотя бы часть видео. Как видите, первый метод позволяет вам насладится художеством гораздо быстрее. Если говорить о кэше, то в данном случае это каталог, где хранятся ваши видео-ролики, а экономия достигается за счет того, что файл с роликом у вас уже загружен и что скорость чтения с жесткого диска существенно быстрее, чем скорость скачивания файлов из интернета.

Приведу другой пример. Практически каждый день вы открываете сайты в браузере и, вероятно, замечали, что если сайт открывается первый раз, то это происходит долго. Все последующие открытия страниц происходят гораздо быстрее.

Почему так получается? Сегодня, чтобы сайт мог красиво отобразиться в браузере, последнему необходимо скачать кучу файлов, которые в сумме легко могут занимать более 1-5 Мб. Если при каждом посещении веб-страницы будет необходимо снова и снова скачивать эти файлы, то сайт будет очень медленно открываться.

Соответственно, чтобы этого не происходило и веб-страницы при повторном посещении открывались быстро, браузер сохраняет эти файлы у себя во временном каталоге, помечая их метками о сайтах, откуда они были скачаны. Этот каталог и представляет собой кэш. Разница в скорости происходит из-за того же, что и в случае с примером про видео.

Если говорить об аппаратуре и устройствах компьютера, такой как процессор и жесткий диск, то там ситуация с кэшем немного иная. Рассмотрим как пример процессор. Его кэш представляет собой просто очень быструю память (примерно в 10 раз быстрее оперативной памяти), которую сложно сделать большой по размеру вмещаемых данных. Так, например, вы никогда не встретите процессоры с кэш-памятью размером в 1 Гб.

Сам этот кэш хранит в себе машинные коды, которые необходимо выполнять процессору, и часто используемые данные. Экономия достигается за счет того, что в то время, когда процессор выполняет команды, параллельно из оперативной памяти записываются следующие машинные коды в кэш. Если чуть проще, то суть в одновременном наполнении кэша следующими кодами и выполнении процессором уже загруженных кодов. Кроме того, как уже говорил, в кэше так же хранятся данные, к которым процессору необходимо часто обращаться.

Примечание: Вообще кэширование у процессора устроено более сложно, чем я описал, но в общем и целом по смыслу происходит примерно так.

Как видите, кэш может быть реализован разными методами, а прирост производительности и экономия достигаться за счет разных факторов.

Так же вам может быть интересен обзор Место на жестком диске или почему его меньше, чем вы думаете

 

Какие бывают проблемы с кэшем?

Проблемы с кэшем в основном связаны с тем фактом, что при повторном использовании ранее сохраненных данных эта информация может быть уже неактуальной. Возникать это может как из-за ошибок системы кэширования, включая подход к реализации и использованию, так и из-за повреждения данных другими системами (программами).

Примечание: Конечно, бывают случаи с проблемами из-за сбоев самих устройств и тому подобное, но это более редкие случаи.

Рассмотрим несколько обыденных проблем с кэшем, с которыми сталкивается практически каждый человек:

1. В эпоху интернета сложно не отметить проблемы с кэшем браузера. Суть в данном случае проста. Как уже говорил, браузер сохраняет файлы, необходимые для красивого и корректного отображения сайтов. Если в сайте эти файлы редактировались, а браузер не скачал их отредактированную версию, то, вероятнее всего, будут возникать ошибки - кнопки не запускаться, стили съезжать, "кракозябры" появляться и прочее. Именно поэтому, часто можно услышать совет при проблемах с сайтами - почистить кэш браузера. Если вы ранее считали, что эта шутка и кто-то вас подкалывает, то это не так.

Кстати, обзор в тему Несколько забавных и действительно помогающих советов для решения большинства проблем c компьютером.

2. У программ бывают проблемы с кэшем. Как уже говорилось, временное хранилище может быть организовано разными методами и предназначено для разных целей. Так, например, некая программа может хранить в кэше промежуточные результаты, которые требуют существенного времени для их вычисления. Если эти вычисления зависят от чего-либо, то периодически могут возникать проблемы из-за того, что данные в кэше не были пересчитаны. И тут также часто советуют либо запустить функцию очистки кэша, либо удалить определенные файлы.

3. Проблемы с кэшем из-за сбоев Windows (и других операционных систем). Операционная система Windows содержит ошибки. И в самом этом факте нет ничего удивительного. Практически любая обычная программа содержит в себе ошибки. А Windows это куда более сложная система. Например, возьмем тот же браузер. Как уже говорилось, браузер делает пометки для файлов, находящихся в кэше, чтобы всегда можно было отслеживать насколько актуальными являются версии файлов. Теперь, представьте, что файлы в веб-сайте не менялись, но из-за ошибки Windows файлы в кэше были испорчены. Как вы, вероятно, уже догадались, в таком случае сайты будут открываться с ошибками, так как по сведениям браузера файлы актуальны и их не нужно скачивать, а по факту всё наоборот.

Существуют и другие примеры, но даже этих вполне достаточно, чтобы понять из-за чего возникает так много проблем с кэшем. Теперь, вы знаете что такое кэш в общем смысле и поэтому вам будет проще понимать всё связанное с этим.

Так же вам могут быть интересны обзоры Как создавать крутые программы и сайты? и ещё Универсальное или уникальное решение: что лучше?

Понравилась заметка? Тогда время подписываться в социальных сетях и делать репосты!

Социальные сети

☕ Понравился обзор? Поделитесь с друзьями!

Добавить комментарий / отзыв
Комментарий - это вежливое и наполненное смыслом сообщение (правила).



* Нажимая на кнопку "Отправить", Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
Социальные сети
 

 

Программы (Freeware, OpenSource...)