Cache： a collection of data duplicating original values stored elsewhere on a computer, usually for easier access—— 維基百科
緩存是系統快速響應中的一種關鍵技術，是一組被保存起來以備將來使用的東西，介於應用開發和系統開發之間，是產品經理們經常顧及不到的地方，算是技術架構中的非功能性約束吧。
也就是說，緩存是系統調優時常用且行之有效的手段，無論從操作系統還是應用系統，緩存策略無處不在。
很多技術都打着緩存的旗號，所以談起緩存往往似是而非，與語境有着緊密的關係，換個說法，來看一看緩存在不同場景的分類。
客戶端緩存
瀏覽器的緩存可以將之前渲染的頁面保存爲文件，當用戶再次訪問時可用避開網絡連接，從而減少負載。現在的HTML5支持了本地存儲，大部分BS 應用都可以舉重若輕了。
如何把客戶端緩存對於業務組件透明和客戶端緩存數據及時更新，是客戶端緩存能否成功應用的關鍵。
客戶端可以將內容緩存在內存，文件，或本地數據庫（例如Sqlite）中。
例如，iOS 的圖片緩存框架SDWeb架構如下：
web代理
web 代理的作用跟瀏覽器的內置緩存類似，只是位於瀏覽器和互聯網之間，網絡請求通過代理來中繼。對於企業而言，即可以節省成本，又能提高性能。
對於Web代理而言，曾經流行的是Squid，它支持建立複雜緩存層級結構的能力，詳細的日誌、高性能緩存以及用戶認證支持。Squid同時支持各種插件，例如Squid Guard就是一個提供URL過濾的插件，對於屏蔽某些站點和內容十分有用。如果想分析Squid的各種指標，webalizer 應該是個不錯的選擇。
Squid 的內部機制如下：
邊緣緩存
邊緣緩存位於應用服務器的前面，可以處理來自不同用戶的請求，主要用於向用戶提供靜態的內容，以減少應用服務器的介入。邊緣緩存的商業化服務就是CDN了，例如AWS 的Cloud Front，我國的ChinaCache等。
邊緣緩存的一個有名的開源工具就是varnish，在默認情況下進行保守緩存。也就是說，varnish 只緩存它所知的安全內容。varnish的一個特性是使用虛擬內存，精妙之處在於利用了操作系統的管理機制。varnish可以高度定製如何處理請求，緩存哪些內容。
Varnish 的內部機制如下：
詳情參見www.varnish-cache.org。
平臺緩存
平臺緩存是用來寫應用的框架，或者緩存的專用庫（如PHP中的Smarty模版庫）。
Java 語言中，緩存框架更多，例如EHcache，Cacheonix，Voldemort，JBoss Cache等等。
看一下EHcache的系統結構結構： 
Ehcache是一個Java實現的開源分佈式緩存框架，可以讓數據保存在不同服務器的內存中，在需要數據的時候可以快速存取。通過聲明配置、在xml中配置、在程序裏配置或者調用構造方法時傳入不同的參數。
Voldemort是一款基於Java開發的分佈式鍵-值緩存系統，像JBoss Cache一樣，Voldemort同樣支持多臺服務器之間的緩存同步，以增強系統的可靠性和讀取性能。
簡單來說，就平臺級緩存而言，只需要在框架側配置一下屬性即可，而不需要調用特定的方法或函數。
應用緩存
應用級緩存，需要自己通過代碼來實現緩存。這裏是NoSQL的勝場，不論是Redis 還是MongoDB，都可以作爲應用緩存的工具。一個典型的方式是，每分鐘或一段時間後統一生成某類頁面存儲在緩存中，也可以在熱數據變化時更新緩存。
Redis 在應用級緩存中的作用舉足輕重，新浪微博有着幾乎世界上最大的redis 集羣。 Redis支持主從同步。數據可以從主服務器向任意數量的從服務器上同步，從服務器可以是關聯其他從服務器的主服務器。這使得Redis可執行單層樹複製。存盤可以有意無意的對數據進行寫操作。由於完全實現了發佈/訂閱機制，使得從數據庫在任何地方同步樹時，可訂閱一個頻道並接收主服務器完整的消息發佈記錄。同步對讀取操作的可擴展性和數據冗餘很有幫助。
Redis 的客戶端編程語言衆多，可以滿足絕大多數的應用。
數據庫緩存
數據庫緩存是一類特殊的緩存。大多數數據庫不需要配置就可以快速運行，但並沒有爲特定的需求進行優化。在數據庫調優的時候，緩存優化是一項很重要的工作。
以MySQL爲例，MySQL中使用了查詢緩衝機制，將SELECT語句和查詢結果存放在緩衝區中，以後對於同樣的SELECT語句，將直接從緩衝區中讀取結果，以節省查詢時間，提高了SQL查詢的效率。
通過調節以下幾個參數可以知道query_cache_size設置得是否合理：
- Qcache inserts
- Qcache hits
- Qcache lowmem prunes
- Qcache free blocks
- Qcache total blocks
當然，深入數據庫還有很多值得學習的地方。
緩存的協議支持
對web應用而言，http1.0 提供了一些很基本的緩存特性，例如在服務器側設置Expires 的http頭來告訴客戶端在重新請求文件之前緩存多久是安全的，可以通過if-modified-since 的條件請求來使用緩存。其中，發送的時間是文件最初被下載的時間，而不是即將過期的時間，如果文件沒有改變，服務器可以用304-Not Modified 來應答。客戶端收到304代碼，就可以使用緩存的文件版本了。客戶端可以設置Pragma:no-cache從服務器之間獲取內容。
Http 1.1有了較大的增強，緩存系統被形式化了，引入了實體標籤e-tags,是文件或對象的唯一標識。這意味着可以請求一個資源、提供所持有的文件，然後詢問服務器這個文件是否有變化。如果某一個文件的e-tag 是有效的，服務器會生成304-Not Modified 應答，並提供正確文件的e－tag，否則，發送200-OK應答。以瀏覽器爲例的示意圖如下：
關於HTTP2.0中有關緩存的技術，還有待研究。
總而言之，緩存——cache，是一種挺複雜的技術，除了應用場景之外，更進一步，還要理解命中，Cache Miss，存儲成本，索引成本，失效，替代策略的諸多概念，從而瞭解緩存算法，真正的掌握緩存技術。
