缓存的原理、引入和设计
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01 缓存的定义
缓存最初的含义,是指用于加速 CPU 数据交换的 RAM,即随机存取存储器,通常这种存储器使用更昂贵但快速的静态 RAM(SRAM)技术,用以对 DRAM进 行加速。这是一个狭义缓存的定义。
而广义缓存的定义则更宽泛,任何可以用于数据高速交换的存储介质都是缓存,可以是硬件也可以是软件。
缓存存在的意义就是通过开辟一个新的数据交换缓冲区,来解决原始数据获取代价太大的问题,让数据得到更快的访问。
02 缓存的基本思想
缓存构建的基本思想是利用时间局限性原理,通过空间换时间来达到加速数据获取的目的,同时由于缓存空间的成本较高,在实际设计架构中还要考虑访问延迟和成本的权衡问题。这里面有 3 个关键点。
一是时间局限性原理,即被获取过一次的数据在未来会被多次引用,比如一条微博被一个人感兴趣并阅读后,它大概率还会被更多人阅读。
二是以空间换时间,因为原始数据获取太慢,所以我们开辟一块高速独立空间,提供高效访问,来达到数据获取加速的目的。
三是性能成本 Tradeoff,构建系统时希望系统的访问性能越高越好,访问延迟越低小越好。但维持相同数据规模的存储及访问,性能越高延迟越小,成本也
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