Как использовать кеширование эффективно

Для удовлетворения нефункциональных требований по производительности, масштабированию, доступности и надежности может участвовать кеширование.
Эффективное кеширование — это не просто "включить Redis". Это стратегия. Разберем процесс по косточкам.

🧲 Что лучше кешировать
– Часто читаемые, редко меняющиеся данные (Каталог товаров, справочники, контент страниц, настройки)
– Результаты тяжелых вычислений (Агрегированная статистика, отчеты, рекомендательные выборки)
– Сессии пользователей

♨️ Что НЕ надо кешировать
– Часто меняющиеся данные (Текущий баланс счета, место водителя такси на карте)
– Чувствительные/персональные данные (если только кеш не надежно зашифрован).
– Уникальные данные, которые вряд ли будут запрошены повторно.

🔑 Стратегия инвалидации
Инвалидация - это обновление кеша. Политика ее выбора - самая сложная часть.
– Time-To-Live (TTL)
Самый простой способ. Устанавливаем время жизни записи в кеше. Подходит для данных, где не будет слишком критично, если данные ненадолго"протухнут" (например, список новостей).
– Инвалидация по событию
или "Write-Through/Write-Behind". При любом изменении данных в источнике нужно обновлять или удалять соответствующие данные в кеше. Этот подход позволяет оставлять данными в наиболее свежем состоянии, но требует сложной логики.
– Отложенная запись
или "Write-Behind". Запись данных сначала происходит в кеш, а затем асинхронно "сбрасывается" в основное хранилище. Повышает производительность записи, но есть риск потери данных при сбое.

📇 Выбор размера кеша и политики вытеснения

Что делать, когда кеш заполнен? Нужно почистить его от лишних данных. Как определить, какие данные являются лишними? Есть специальные политики
- LRU (Least Recently Used) — вытесняются давно неиспользуемые данные (фильтр по дате)
- LFU (Least Frequently Used) — вытесняются реже всего используемые данные (фильтр по частоте обращения)

🟰 Многоуровневое кеширование

– Уровень 1 (L1): Внутрипроцессный кеш (в памяти приложения). Очень быстрый, но не разделяемый между экземплярами приложения.
– Уровень 2 (L2): Внешний кеш (Redis, Memcached). Чуть медленнее из-за сетевого взаимодействия, но разделяемый между всеми экземплярами приложения.

Дальше разберем виды кеширования