Qu’est-ce que la mise en cache ?

En informatique, un cache est une couche de stockage de données grande vitesse qui stocke un sous-ensemble de données, généralement transitoires, de sorte que les demandes futures pour ces données sont traitées le plus rapidement possible en accédant à l’emplacement de stockage principal des données. La mise en cache vous permet de réutiliser efficacement des données précédemment récupérées ou traitées.

Comment fonctionne la mise en cache ?

Les données mises en cache sont généralement stockées sur du matériel à accès rapide comme de la RAM (mémoire vive) et peuvent également être utilisées en corrélation avec un composant logiciel. L’objectif principal d’un cache est d’augmenter les performances de récupération des données en réduisant le besoin d’accès à la couche de stockage sous-jacente plus lente.

En délaissant la capacité au profit de la vitesse, un cache stocke généralement un sous-ensemble de données transitoires, contrairement aux bases de données dont les données sont généralement complètes et durables.

Comment la mise en cache fonctionne-t-elle pour les bases de données ?

Les développeurs peuvent compléter une base de données primaire avec un cache de base de données, qu’ils peuvent placer dans la base de données ou l’application, ou configurer en tant que couche autonome. Bien qu’ils utilisent généralement une base de données classique pour stocker des jeux de données volumineux, durables et complets, ils utilisent un cache pour stocker des sous-ensembles temporaires de données pour une récupération rapide.

Vous pouvez utiliser la mise en cache avec tous les types de magasins de données, y compris les bases de données NoSQL ainsi que les bases de données relationnelles telles que SQL Server, MySQL ou MariaDB.

Quels sont les avantages des couches de cache et qu’est-ce que Redis ?

Les développeurs utilisent des caches multiniveaux appelés couches de cache pour stocker différents types de données dans des caches distincts en fonction de la demande. En ajoutant une ou plusieurs couches de cache, vous pouvez améliorer considérablement les performances de débit et de latence d’une couche de données.

Redis est une structure de données en mémoire open source populaire utilisée pour créer des couches de cache hautes performances et d’autres magasins de données.

Les caches peuvent également réduire le coût total de possession (TCO) d’une couche de données. En utilisant des caches pour traiter les requêtes les plus courantes et réduire la charge de la base de données, vous pouvez réduire la nécessité de surapprovisionner les instances de base de données, ce qui entraîne des économies significatives et une réduction du coût total de possession.

Types de mise en cache

Votre stratégie de mise en cache dépend de la façon dont votre application lit et écrit les données. Votre application écrit-elle beaucoup ou les données sont-elles écrites une seule fois et lues fréquemment ? Les données retournées sont-ils toujours uniques ? Différents modèles d’accès aux données influencent la façon dont vous configurez un cache. Les types de mise en cache courants incluent cache-aside, lecture/écriture par écriture, et write-behind/write-back.

Cache en lecture/écriture

Les caches en lecture continue restent à jour, tandis qu’avec la mise en cache en écriture, l’application écrit des données dans le cache, puis dans la base de données. Les deux caches sont en ligne avec la base de données et l’application les traite comme le magasin de données principal.

Les caches en lecture seule simplifient les applications où les mêmes données sont demandées plusieurs fois, mais le cache lui-même est plus complexe, tandis que le processus d’écriture via deux étapes peut créer une latence. Les développeurs couplent les deux pour garantir la cohérence des données entre le cache et la base de données, réduire la latence d’écriture dans le cache et faciliter la mise à jour du cache en lecture seule.

Avec la mise en cache en lecture/écriture, les développeurs peuvent simplifier le code d’application, augmenter l’extensibilité du cache et réduire la charge de la base de données.

Cache d’écriture différée/réécriture

Dans ce scénario, l’application écrit les données dans le cache, ce qui est immédiatement reconnu, puis le cache écrit les données dans la base de données en arrière-plan. Les caches en écriture différée, parfois appelés caches d’écriture différée, sont adaptés aux charges de travail en écriture intensives et améliorent les performances d’écriture, car l’application n’a pas besoin d’attendre la fin de l’écriture avant de passer à la tâche suivante.

Avantages de la mise en cache

Réduction de l’utilisation et des coûts de la base de données

La mise en cache entraîne moins de requêtes de base de données, ce qui améliore les performances et réduit les coûts en limitant la nécessité de mettre à l’échelle l’infrastructure de base de données et de réduire les frais de débit.

Performances évolutives et prévisibles

Une instance de cache unique peut gérer des millions de demandes par seconde, offrant un niveau de débit et d’extensibilité que les bases de données ne peuvent pas correspondre. La mise en cache offre également la flexibilité dont vous avez besoin, que vous procédiez à un scale-out ou à un scale-up de vos applications et magasins de données. Ensuite, votre application peut permettre à de nombreux utilisateurs d’accéder simultanément aux mêmes fichiers, sans augmenter la charge sur les bases de données back-end. Et si une application rencontre souvent des pics d’utilisation et un débit élevé, les caches en mémoire peuvent atténuer la latence.