Типы кэшей

Если спросить разработчика, что такое кэш, он скорее всего ответит:

— Кэш — хранилище типа ключ-значение. Позволяет снизить количество запросов к БД, другому сервису или не выполнять повторно сложные вычисления

Это, безусловно, правда, но не вся. В этом посте кратко опишу, что ещё умеют делать кэши и какие они бывают.

1️⃣ Кэш внутри сервиса

Хранится только в оперативной памяти. При выключении сервиса кэш пропадает. При включении — заполняется. Популярны два варианта:

🔸 ConcurrentHashMap: полностью ручное управление. Разработчик пишет код по наполнению кэша, обновлению и удалению значений
🔸 Google Guava Cache: более продвинутый вариант. Очищает кэш, уведомляет об удалении, предоставляет статистику

2️⃣ Удалённый кэш

Не связан с конкретным сервисом и запущен в отдельном процессе
✅ Доступен для нескольких сервисов
✅ Хранит данные на нескольких уровнях — в оперативной памяти и на диске

3️⃣ Распределённый кэш

Данные хранятся в нескольких процессах. Один экземпляр обычно называют нодой
✅ Шардирование. Распределяем данные по разным нодам и в итоге храним больше данных
✅ Репликация. Дублируем данные на разные ноды и повышаем доступность

Уровни 2-3 это скорее ступени эволюции кэшей. Большинство реализаций находятся на уровне 4:

4️⃣ In-memory data grid (IMDG)

Распределённый кэш с дополнительными фичами. Например:
▫️ Атомарный апдейт (вместо чтения и перезаписи)
▫️ Подписка на изменения в кэше
▫️ Поддержка транзакций
▫️ SQL-like запросы
▫️ Средства синхронизации (распределённый lock, очередь)
▫️ Продвинутый мониторинг
▫️ Выполнение скриптов

У многих кэшей есть платная и бесплатная версии. Многие фичи из списка выше доступны только платно.

В вакансиях чаще всего встречается Redis, чуть отстаёт Hazelcast. Также видела в проектах Memcached, Ehcache, Aerospike, Ignite/GridGain, Coherence. В их описании нет слова "кэш", как минимум distributed real-time in-memory streaming data platform🙂

Рекомендую погулять по документации того же Redis или Hazelcast, может для вашего проекта найдётся что-то полезное.