缓存-基础概念

1、缓存的基本思想

• 缓存的基本思想就是空间换时间，用更多的存储空间来存储一些可能重复使用或计算的数据，从而减少数据的重新获取或计算的时间。
• 空间换时间的例子
  • 索引：将数据库表中的默写列或字段按照一定的排序规则组织成一个单独的数据结构，需要占据额外空间，但可以大大提升检索效率，降低排序成本。
  • 数据库表字段冗余，将经常联合查询的数据冗余存储在同一张表中，以减少多表的关联查询，进而提升查询性能，减少数据库压力。
  • CDN（内容分发网络）：将静态资源分发到不同的地方以实现就近访问，进而加快静态资源的访问速度，减轻服务器以及带宽的负担。
• 缓存思想在CPU、操作系统中的应用：
  • CPU Cache缓存的就是内存数据用于解决CPU处理速度和内存不匹配的问题，内存缓存的是硬盘数据用于解决硬盘访问速度过慢的问题
  • 为了提高虚拟地址到物理地址的转换速度，操作系统在页表方案基础上引入旁路缓存（TLB快表）

2、本地缓存

• 方案：JDK自带的Map、Spring Cache、Guava Cache、Caffeine
• 优点：低依赖、轻量、简单、成本低
• 缺点：对分布式架构不友好、本地缓存容量受服务器部署所在机器限制明显

3、分布式缓存

• 可以将分布式缓存看做是一种内存数据库的服务，提供缓存数据。分布式缓存脱离应用独立存在，多个应用可直接使用一个分布式缓存
• 缺点：系统复杂性增加、系统开发维护成本增加
• 分布式缓存方案：Redis

4、多级缓存

• 常见的多级缓存方案：本地内存+分布式缓存
• 本地缓存的访问速度远远大于分布式缓存（本地缓存不存在额外的网络开销）
• 适合多级缓存的场景：缓存数据不会被频繁修改、访问量特别大