La memorizzazione nella cache, nel contesto dello sviluppo back-end, si riferisce al processo di archiviazione temporanea di copie di dati, contenuti o risultati computazionali che sono computazionalmente intensivi da produrre o frequentemente richiesti dagli utenti. Conservando queste informazioni in un sistema di archiviazione con tempi di accesso più rapidi, le richieste successive per gli stessi dati possono essere servite più rapidamente, riducendo la latenza e migliorando le prestazioni complessive e l'efficienza di un sistema back-end.
Uno degli usi più comuni della memorizzazione nella cache nello sviluppo back-end è l'accelerazione di applicazioni Web e API , riducendo così il carico di lavoro su server e database. Mettendo nella cache i risultati di query o richieste frequenti degli utenti, un sistema back-end può ridurre al minimo il lungo processo di accesso ai database sottostanti, generazione di contenuto dinamico ed esecuzione di calcoli complessi. Ciò consente un'esperienza utente migliore e più rapida e può anche consentire a un sistema di servire più utenti e richieste simultanee.
Secondo una ricerca condotta da Cloudfare, la memorizzazione nella cache può migliorare le prestazioni di un'applicazione Web o di un'API fino al 60% in termini di tempo di risposta. Inoltre, la scalabilità di un sistema può essere notevolmente migliorata, poiché sono necessarie meno risorse per gestire attività e richieste ripetitive. Ciò riduce il costo complessivo della manutenzione e dell'hosting delle applicazioni, rendendo la memorizzazione nella cache una parte essenziale dell'ottimizzazione dei sistemi di back-end per prestazioni ed efficienza. In effetti, Google sottolinea l'importanza della memorizzazione nella cache includendola come parte delle sue migliori pratiche per le prestazioni web e rendendola un fattore chiave nel determinare il posizionamento nei motori di ricerca.
Esistono varie tecniche di memorizzazione nella cache impiegate nello sviluppo back-end, che possono essere classificate in diversi livelli, come ad esempio:
- Cache a livello di dati: comporta la memorizzazione nella cache dei dati recuperati da un database per ridurre al minimo la latenza coinvolta nel recupero dei dati per le richieste successive. Gli esempi includono la memorizzazione nella cache dei risultati delle query SQL o l'archiviazione in memoria dei dati a cui si accede di frequente.
- Caching a livello di applicazione: si riferisce alla memorizzazione nella cache dei risultati di operazioni computazionalmente costose, come l'elaborazione o il rendering del contenuto. In questo caso, il contenuto memorizzato nella cache può essere riutilizzato per richieste successive, riducendo la necessità per il backend di ripetere gli stessi calcoli.
- Caching distribuito: i sistemi di caching distribuito archiviano i dati memorizzati nella cache su più nodi o server per migliorare la scalabilità e la disponibilità di un sistema back-end. Gli esempi includono sistemi di caching in memoria distribuiti come Redis o Memcached.
- Reti per la distribuzione di contenuti (CDN): le CDN memorizzano nella cache i contenuti statici (ad es. immagini, fogli di stile, file JavaScript) più vicini agli utenti in server edge distribuiti geograficamente, riducendo la latenza associata al recupero di questi contenuti e migliorando le prestazioni complessive di un'applicazione web.
Sebbene la memorizzazione nella cache offra numerosi vantaggi, introduce anche alcune sfide e complessità. Una delle sfide principali è la gestione della coerenza e della scadenza della cache, che è il processo per garantire che il contenuto memorizzato nella cache rimanga aggiornato e rimuoverlo o aggiornarlo quando i dati sottostanti cambiano. Un'altra sfida è la gestione efficace dell'archiviazione della cache, poiché il dimensionamento o l'organizzazione impropria delle cache può comportare l'eliminazione della cache, una maggiore latenza o uno spreco di risorse.
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