缓存永远不是性能优化

摘要：缓存，一个让程序员爱恨交织的东西。它可以加快你的访问速度，但也可能会导致你的敏感信息丢失。

在完美的编程世界中，缓存这个词常常在系统中扮演着差和低效的角色。使用它可能会给系统带来一些从未见过的麻烦，但世界就是这么搞笑，在某些时候，缓存却是必须存在的。真的说爱你很难，恨你也很难！

还记得用汇编和C语言来编写代码的那段日子，我不得不做一套自己的内存管理系统，这样我编写的代码可以在4K的RAM上运行，虽然这样，仍然是令人称赞的。如今，有许多人喜欢拼凑代码片段然后再进行调用，我曾也是这种黑客里面的一员，但后来我决定要“改过自新”，好好学习编程知识。如今我已经学习许多概念、设计模型，当我回去看以前那种面条式代码时，真心让我反胃。

在你被这种思想祸害之前，我有非常合理的理由告诉你，缓存与性能优化是不同的。事实上，它是完全相反的——缓存是避免重复工作（这是不一样的自动化）并且也是隐藏错误和阻止服务器重载的一种非常得体的做法。

下面让我们来回答一些显而易见的问题：为什么不同？这很简单，“一个欠佳的应用程序缓存仍然是欠佳的，但因为有缓存执行时间将大大减少而效率却保持不变”。

性能优化是一门艺术。它通过分析项目中遇到的瓶颈和删除它们来实现，对那些差的代码进行重构。总而言之，性能优化会让你的代码更好！

虽然缓存不是性能优化，但并不是说缓存就很差劲，我们要一分为二的去看。在对其进行优化之前我们需要理解缓存是什么？用在哪？尤其是应用在黑客和一些购物性的网站。

下面让我们看看Wikipedia是如何描述缓存的：

在计算机系统中，高速缓存是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层，仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存，但速度却可以接近处理器的频率。

当处理器发出内存访问请求时，会先查看缓存内是否有请求数据。如果存在（命中），则不经访问内存直接返回该数据；如果不存在（失效），则要先把内存中的相应数据载入缓存，再将其返回处理器。

缓存之所以有效，主要是因为程序运行时对内存的访问呈现局部性（Locality）特征。这种局部性既包括空间局部性（Spatial Locality），也包括时间局部性（Temporal Locality）。有效利用这种局部性，缓存可以达到极高的命中率。

在处理器看来，缓存是一个透明部件。因此，程序员通常无法直接干预对缓存的操作。但是，确实可以根据缓存的特点对程序代码实施特定优化，从而更好地利用缓存。

所以，未来的请求可以更快？那为什么不让它们快点开始呢？这是个与应用程序和语言无关的概念，这里没有任何单一的应用程序或语言可以给高速缓存带来提升。

但这似乎并没有什么意义！下面让我们看几个例子。

$sql = "SELECT * FROM `database`.`table_name`";

你会认为在MySQL中的查询语句、Memcache或者其他一些高速缓存存储会让它更快吗？当然不是，无论怎样，它仅仅是一个在系统中的变量存储，在优化时，缓存这些东西根本不会有任何影响。

下面让我们以Magento为例。使用Magento EE 1.12配置且使用nginx和Memcache来禁止全页缓存。

下面SQL语句在生成一个分类页面时使用：

SELECT  `e` . * ,  `cat_index`.`position` AS  `cat_index_position` ,  `price_index`.`price` ,  `price_index`.`tax_class_id` ,  `price_index`.`final_price` , IF( price_index.tier_price IS NOT NULL , LEAST( price_index.min_price, price_index.tier_price ) , price_index.min_price ) AS  `minimal_price` , `price_index`.`min_price` ,  `price_index`.`max_price` ,  `price_index`.`tier_price`
FROM  `catalog_product_entity` AS  `e`
INNER JOIN  `catalog_category_product_index` AS  `cat_index` ON cat_index.product_id = e.entity_id
AND cat_index.store_id =1
AND cat_index.visibility
IN ( 2, 4 )
AND cat_index.category_id =  '10'
AND cat_index.is_parent =1
INNER JOIN  `catalog_product_index_price` AS  `price_index` ON price_index.entity_id = e.entity_id
AND price_index.website_id =  '1'
AND price_index.customer_group_id =0
ORDER BY  `cat_index`.`position` ASC
LIMIT 15

显示行0 - 6（共7个，查询花费0.0017秒）

SELECT ‘e’.sku, 'cat_index'.'position' AS 'cat_index_position', 'price_index'.'price', 'price_index'.'tax_class_id', 'price_index'.'final_price', IF(price_index.tier_price IS NOT NULL, LEAST(price_index.min_price, price_index.tier_price), price_index.min_price) AS 'minimal_price', 'rice_index'.'min_price', 'price_index'.'max_price', `price_index`.`tier_price` FROM `catalog_product_entity` AS `e` INNER JOIN `catalog_category_product_index` AS `cat_index` ON cat_index.product_id=e.entity_id AND cat_index.store_id=1 AND cat_index.visibility IN(2, 4) AND cat_index.category_id='10' AND cat_index.is_parent=1 INNER JOIN `catalog_product_index_price` AS `price_index` ON price_index.entity_id = e.entity_id AND price_index.website_id = '1' AND price_index.customer_group_id = 0 ORDER BY `cat_index`.`position` ASC LIMIT 15

显示行0 - 6（共7个，查询花费 0.0015秒）

你有注意到其中的区别吗？该脚本大致使用相同的时间来生成但通过使用索引或定制MySQL可以有很大的提升。

你看到了吗？性能提升正如你看到的这样简单。下面让我们来另外一个例子：

如果你打开Mage_Core_Model_Resource_Db_Abstract

让我们来看看加载方法和实现一些缓存来提升性能：

 /**
* Fetches an object from the cache storage
* @param Mage_Core_Model_Abstract $object
* @return boolean | object
    */
   protected function isThisObjectCached(Mage_Core_Model_Abstract $object) {
       $key = md5(json_encode($object));
       $helper = Mage::helper('performance');

       if ($cachedObject = $helper->fetchFromCache($key)) {
           return $cachedObject;
       }

       return false;
   }

   /**
* Saves an object in cache
* @param Mage_Core_Model_Abstract $object
* @return \Mage_Core_Model_Resource_Db_Abstract
    */
   protected function saveThisObjectInCache(Mage_Core_Model_Abstract $object) {
       $key = md5(json_encode($object));
       $helper = Mage::helper('performance');

       $helper->saveObjectInCache($key, $object);

       return $this;
   }

/**
* Load an object
    *
* @param Mage_Core_Model_Abstract $object
* @param mixed $value
* @param string $field field to load by (defaults to model id)
* @return Mage_Core_Model_Resource_Db_Abstract
    */
   public function load(Mage_Core_Model_Abstract $object, $value, $field = null) {
       if ($cachedObject = $this->isThisObjectCached($object)) {
           $data = $cachedObject->getData();
           if ($data) {
               $object->setData($data);
           }
       } else {
           if (is_null($field)) {
               $field = $this->getIdFieldName();
           }

           $read = $this->_getReadAdapter();
           if ($read && !is_null($value)) {
               $select = $this->_getLoadSelect($field, $value, $object);
               $data = $read->fetchRow($select);

               if ($data) {
                   $object->setData($data);
               }
           }
       }
       $this->unserializeFields($object);
       $this->_afterLoad($object);
       $this->saveThisObjectInCache($object);
       return $this;
   }

点击这里查看输出结果

正如你看到的，并没有太多的提高。甚至可以说，有了缓存，性能反而下降啦！

这到底是什么意思呢？

这意味着通过添加一个额外的层（缓存），你实际上是在增加总的处理时间，因为现在有额外的检查对象和缓存数据需要读取或保存。

在这种情况下：Memcache vs. MySQL，对我来说，性能至少不受捕获数据影响。

你为什么还会对缓存喋喋不休呢？

这到底是为什么呢？我是一个强烈倡导反向代理和缓存的程序员，不是因为我懒而是因为我是一个性能优化狂热者。每当我想到优化时，我会去增强和重构代码，而不是去隐藏错误或使用那些考虑欠佳的代码。

建筑与工程有许多共同点。在施工之前，你需要选择合适的材料、现货和会建的人去构建它。因此，如果你构建一个sh&^%$建筑，你希望通过粉刷来隐藏掉那些伪劣的工艺和材质吗？是的，你可能会当一切都没有发生过，等到你被抓住以后，游戏就玩完啦！

我们能做些什么？

下面我会提供一些非常好的文章给你参考，至于如何做，这完全取决于你。

• Google Speed up your site
• Yahoo best practices
• Even faster websites
• Offloading with another language
• Use the right tools

你能做的最好事情是在你代码里面应用“童子军规则”：

如果不能把代码写的很好，那代码必须要一直保持清洁。我们已经见过许多代码随着时间的推移在腐烂和流失，所以我们必须积极预防这种退化。

美国童子军有一个简单的规则可以应用到我们的专业里：每次优化都应该让代码更整洁