Cache – wie er funktioniert und warum er wichtig ist

Cache – Computerspeicher für mehr Geschwindigkeit

In der Datenverarbeitung ist der Cache eine weit verbreitete Methode zum Speichern von Informationen, damit später viel schneller darauf zugegriffen werden kann. Laut Cambridge Dictionary lautet die Cache-Definition: „Bereich oder Art des Computerspeichers, in dem häufig benötigte Informationen zwischengespeichert und besonders schnell abgerufen werden können.“

Obwohl diese Definition technisch korrekt ist, ist sie nicht vollständig und umfassend, da Caching auf eine Vielzahl von Szenarien angewendet werden kann und sich nicht nur auf den Computerspeicher bezieht. Es gibt viele Formen des Cachings, die in verschiedenen Anwendungsfällen eingesetzt werden. Jegliches Caching zielt jedoch darauf ab, das gleiche Ziel zu erreichen, nämlich die Zugriffszeit auf den jeweiligen Medieninhalt oder das jeweilige Datenelement, das Sie anfordern, zu verbessern.

Zu viele zwischengespeicherte Informationen können jedoch das System ausbremsen. Softwarelösungen wie CCleaner Professional schaffen in einem solchen Fall Abhilfe. In diesem Blogbeitrag werden die wichtigsten Informationen zum Thema zusammengefasst.

Die Funktionsweise von Caching

Wenn ein Caching-Mechanismus vorhanden ist, trägt er zur Verbesserung der Bereitstellungsgeschwindigkeit bei, indem er eine Kopie des angeforderten Inhalts speichert und später auf die zwischengespeicherte Kopie statt auf das Original zugegriffen wird. Dabei folgt der Prozess einem bestimmten Ablauf.

Vom Ursprungsserver erfolgt eine Webseitenanforderung für einen Inhalt. Dies kann zum Beispiel eine Grafik oder eine Animation sein. Der Cache wird zuerst überprüft, um festzustellen, ob der Inhalt vielleicht bereits vorhanden ist. Im Fall einer Webseite könnte der Cache zum Browser-Cache, CDN, Web-Proxy usw. gehören. Wenn keine Kopie der angeforderten Datei im Cache gespeichert ist, führt dies zu einem Cache-Fehler und die Datei wird von ihrer ursprünglichen Quelle abgerufen. Andernfalls, wenn die Datei im Cache gespeichert ist, führt dies zu einer Cache-Treffer- Antwort und der Inhalt wird aus dem Cache geliefert.

Sobald die Datei zwischengespeichert ist, wird sie so lange aus dem Cache bereitgestellt, bis sie abläuft oder der Cache geleert/bereinigt wird. Das ist der grundlegende Prozess, wie Cache funktioniert. Das obige Beispiel bezieht sich auf das Caching einer Webressource, jedoch wird derselbe Prozess mehr oder weniger für alle Arten von Caching-Mechanismen verwendet.

Arten des Cachings

Es gibt verschiedene Arten von Caching-Mechanismen, die in der Datenverarbeitung existieren, um dabei zu helfen, verschiedene Prozesse zu beschleunigen.

Ein Cache-Server ist ein dedizierter Server, der zum Caching von Webressourcen verwendet wird. Diese Art von Cache-Mechanismus wird in Content-Delivery-Netzwerken oder Web-Proxys verwendet. Diese Server können sich in vielen geografischen Regionen befinden und zum Speichern sowie Liefern von Daten verwendet werden. Sodann legt die Antwort des Servers auf die Anfrage des Benutzers einen kürzeren Weg zurück.

Webbrowser speichern Dateien in ihrem lokalen Cache, sodass schneller auf sie zugegriffen werden kann, da sie nicht von einem Server heruntergeladen werden müssen. Die Nutzung des Browser-Cache ist eine wichtige Optimierungstaktik, kann jedoch auf Dauer für Benutzer mit einem Rechner-Performanceverlust verbunden sein. Im Bereich Systemoptimierung sind Softwarelösungen wie Ashampoo WinOptimizer 19 und CCleaner Professional verfügbar, die bei der Cache-Bereinigung unterstützen.

Der Cache-Speicher unterscheidet sich ein wenig von den beiden zuvor erwähnten Cache-Typen. Dieser Caching-Mechanismus wird in Computern verwendet, um die Bereitstellung von Daten innerhalb einer Anwendung zu beschleunigen. Der Cache-Speicher speichert bestimmte Datenteile im statischen RAM (SRAM), da der Zugriff auf Dateien mit dieser Methode schneller ist als der Zugriff über die Festplatte. Ein Beispiel hierfür könnte ein Musikaufzeichnungsprogramm sein, das bestimmte Audiodateien von der Festplatte in den SRAM lädt.

Der Festplatten-Cache ist dem Cache-Speicher insofern sehr ähnlich, als auch er Daten speichert, um Anwendungen einen schnelleren Zugriff zu ermöglichen. Anstelle von SRAM verwendet der Festplatten-Cache jedoch konventionelles RAM. Der Festplatten-Cache speichert Daten, die kürzlich gelesen wurden, sowie benachbarte Datenblöcke, auf die wahrscheinlich bald zugegriffen wird.

Fazit: Cache ist in der Regel ein Geschwindigkeitsgewinn

Nachdem wir nun etwas Licht in die Cache-Definition geworfen und erklärt haben, was Cache genau ist und wie er verwendet wird, haben Sie jetzt hoffentlich eine bessere Vorstellung davon, wie nützlich Caching ist. Im heutigen technologischen Umfeld ist Geschwindigkeit ein sehr wichtiger Faktor. Der schnelle Zugriff auf Daten ist von entscheidender Bedeutung. Obwohl es verschiedene Formen des Caching gibt, verfolgen sie alle das gleiche Ziel – eine Kopie der Daten an einem Ort zu speichern, der bei späteren Anfragen leichter verfügbar ist.

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