應用伺服器的效能優化，是網站開發最複雜，變化最多的地方。優化的手段，主要有：快取、叢集、非同步等等。從今天起，我們就來講講快取。

首先，我們來看幾個例子：

1、淘寶賣家瀏覽的商品集中在少部分 成交數多、評價良好的商品上；

2、百度搜索關鍵詞集中在少部分熱門詞彙上；

3、只有經常登入的使用者才會發微博、看微博，而這部分使用者也只佔總使用者數目的一小部分。

快取的基本原理

像上面的幾種情況，就非常適合我們使用快取。

網站的訪問特點與現實世界的財富分配一樣，遵循二八定律：80%的業務訪問集中在20%的資料上。

既然大部分業務訪問集中在一小部分資料上，那麼如果把這一小部分資料快取在記憶體中，就可以減少資料庫的訪問壓力，提高整個網站的資料訪問速度。

快取主要用來存放讀寫比很高、很少變化的資料。如商品的類別資訊、熱門詞的搜尋列表資訊、熱門商品資訊等等。

應用程式讀取資料時，先到快取中讀取，如果取不到或者資料已失效，再訪問資料庫，並將說幾句寫入快取。

快取，是指將資料儲存在相對較高訪問速度的儲存介質中，以供系統處理。

一方面快取訪問速度快，可以減少資料訪問的時間，另一方面如果快取的資料是經過計算處理得到的，那麼被快取的資料無需重複計算即可直接得到，因此快取還起到了減少計算時間的作用。

快取的分類

我們應該都寫過這樣的程式，在一個類中，我們宣告一個靜態的map，每次取值時，都是根據key去map裡拿值，如果沒有我們再去資料庫裡讀取，然後將讀上來的資料放在map裡面，以供下次使用。

上面講的這個小程式，其實就是快取的基本原理。快取，在java中無處不在。每一箇中間件中，幾乎都有快取：hibernate、mybatis中的一級快取、二級快取以及查詢快取，Spring、struts原始碼中都有快取。下面我們就對這些快取進行一個分類。

1、CDN

2、反向代理

3、本地快取

4、分散式快取

1、CDN

首先，我們來介紹一下CDN。

CDN，全稱是Content Delivery Network，內容分發網路，它的作用是：將資料部署在距離使用者最近的網路服務商，使用者的網路請求總是先打達他的網路服務商，在這裡快取網站的一些靜態資源，就可以就近以最快的速度返回給使用者。靜態資源，如圖片、檔案、css、script指令碼、靜態網頁等等。

我們都可以直接租用電信、移動、聯通等的機房，將靜態資源放在租用的機房裡面，提高訪問速度。

2、反向代理

反向代理，屬於前端架構的一部分。用於請求，最先訪問到的就是反向代理伺服器，這裡快取網站的靜態資源，無需將請求繼續轉發給應用伺服器，就能直接返給使用者。

當動態內容有變化時，通知內部通知機制，通知反向代理快取失效。反向代理會重新載入最新的動態內容再次快取起來。

一般，中小型網站使用的nginx，就能起到反向代理的作用。

3、本地快取

本地快取，應用伺服器本地快取著的熱點資料。本地快取的好處就是應用程式可以直接訪問記憶體中的資料，而無需訪問資料庫。這種快取，就像我在上面舉的那個map的例子。應用伺服器直接從本機上讀取資料，不用走網路和IO，所以這種訪問速度會非常快。而它的缺點就是：會出現快取與應用伺服器爭用記憶體的情況，記憶體的大小，會成為系統的瓶頸。

4、分散式快取

通過分散式快取伺服器叢集，將快取資料分佈到叢集、多臺伺服器上，可在一定程度上改善快取的可用性。當一臺快取伺服器宕機時，只有部分快取資料丟失，重新從資料庫載入這部分資料，不會對資料庫產生很大的影響，真正起到分攤資料庫壓力的作用。

分散式快取伺服器的叢集，與應用伺服器叢集不同。應用伺服器叢集是在所有伺服器上部署相同的應用，起到分攤應用伺服器訪問壓力的作用。

而分散式快取伺服器叢集中，不同的伺服器中快取的資料各不相同，快取訪問請求不可以在快取伺服器叢集中的任意一臺處理，必須先找到快取有需要資料的伺服器，然後才能訪問。

應用

其實，快取的技術使用，是很簡單的。只要有一定SQL基礎的童鞋，使用快取上手很快的。

然後，快取的應用難點在於：需要程式設計師去辨別什麼時候，使用快取。下面，我準備了幾個例子，供大家參考：

例子一：新浪的快取架構

由於微博頻繁重新整理，新浪微博使用多級快取策略，熱門微博和明星使用者的微博，快取在所有微博的伺服器上（即本地快取），實現高速訪問；線上使用者的微博和近期微博快取在分散式快取叢集中，分攤資料庫的訪問壓力。微博中常見的刷微博操作，幾乎全是快取訪問操作。

例子二：維基百科後臺效能優化

熱點特別集中的資料，直接快取到應用伺服器的本地快取中，多臺應用伺服器重複快取、資料量小、讀取頻率高；快取資料內容，儘量使應用伺服器可直接使用的格式，如HTML格式，減少應用伺服器從快取獲取資料後，解析構造資料的代價；使用分散式快取伺服器叢集儲存session物件。

例子三：我們公司的快取應用

使用分散式快取Memcache叢集，儲存session物件。簡訊驗證碼、產品詳情、訂單詳情等都儲存在分散式快取中。

將一些結構不規則，展示性的資訊，儲存在Mongodb中；將定時任務，一些庫存操作的事件資訊、快照，儲存在Mongodb中。

本篇文章，介紹了快取的相關知識，下篇我們繼續來深入介紹一下分散式快取。