Write-Through Cache

# вікіпедія, Популярність: помірна

Редактор: Михайло Мельник

---

Write-Through Cache – шаблон проєктування для оптимізації використання кешу

Пишемо абзац-зачин, що описує шаблони проектування, кеш-пам’ять і першу техніку, що ми в ньому будемо аналізувати, – Write-Through Cache.

Патерни проєктування: що це і навіщо їх використовувати?

У світі, де розроблено мільйони програмних проєктів з схожими завданнями та принципами роботи, повторне використання існуючих кодів, алгоритмів і навіть цілих структур даних не просто раціонально, а необхідно. Звісно, шаблони проектування (design patterns) — це не набір готових компонентів, блоків чи методів; це — описи кращих практик розробки, які вже використані в сотнях успішних програмних проєктів. Патерни допомагають пришвидшити та поліпшити якість процесу розробки програмного забезпечення. Існують десятки різних шаблонів проєктування, які застосовуються в конкретних ситуаціях та сферах розробки. Сьогодні ми розглянемо один з шаблон проєктування, який пов’язаний з оптимізацією отримання даних з кеш-пам’яті.

Кешування та види кеш-пам’яті

кешування — це один з ключових способів оптимізації швидкодії програмного забезпечення, коли копії даних зберігаються в спеціально відведеному для цього просторі (кеш-пам’яті) з метою прискорення доступу до них. Найчастіше дані з кеша отримуються в сотні разів швидше, ніж з постійної пам’яті. Кеш-пам’ять зазвичай є більш швидкою, але менш місткою, ніж постійна пам’ять.
Існує два типи кешування: write-through cache (прямий запис) та write-back cache (відкладений запис).

Write-Through Cache — принцип роботи та приклади використання

Write-Through Cache — це стратегія кешування, при якій кожна запис в кеш-пам’ять супроводжується записом в постійну пам’ять. Тобто при використанні Write-Through Cache дані, що зберігаються в кеш-пам’яті, завжди актуальні і відповідають даним, що зберігаються в постійній пам’яті. Така стратегія кешування характеризується низькою затримкою при записі, однак вимагає більше операцій запису в постійну пам’ять, що може вплинути на продуктивність системи. І хоча записувати в постійну пам’ять необхідно кожного разу, коли записуються дані в кеш-пам’ять, при використанні Write-Through Cache відпадає необхідність перевірки, чи дані в кеш-пам’яті актуальні.

Цей шаблон використовується, коли непрочитання/незапис даних в базу даних не може бути прийнятим. Якщо дані, що повертає наша кеш-пам’ять, можуть не відповідати реальному стану, ми не можемо її використовувати, нам потрібна повна відповідність даних в кеші та в базі даних.

Наведений приклад є лише одним з численних, використання Write-Through Cache залежить від конкретних вимог та обмежень системи, як і використання будь-яких інших патернів розробки.

Переваги та недоліки використання шаблону Write-Through Cache

Слід зазначити, що вибір шаблону кешування залежить від конкретних потреб програми, що розробляється, її особливостей, вимог до швидкості оновлення даних, будь-яких обмежень ресурсів тощо. Якщо кеш-пам’ять не використовується, запити надходять до бази даних, а це пов’язано з додатковими витратами часу та ресурсів.

Переваги Write-Through Cache:

* Дані в кеші завжди актуальні.
* Легше реалізувати, ніж інші стратегії кешування, що зазвичай веде за собою менший час на розробку придбання і впровадження кеш-пам’яті.
* Простий в управлінні.

Недоліки Write-Through Cache:

* Потрібні додаткові операції введення/виведення в постійну пам’ять, що може негативно вплинути на продуктивність.
* Вимагає додаткових ресурсів для забезпечення постійної синхронізації інформації в кеш-пам’яті та постійній пам’яті.

Приклад реалізація шаблону Write-Through Cache в Python

“`
class DataStore:
def __init__(self):
self._data = {}

def get(self, key):
return self._data

Залишити коментар