Кэширование (caching) — это процесс временного хранения данных или результатов вычислений в специальном хранилище (кеше), чтобы при повторном запросе получить к ним быстрый доступ без необходимости заново выполнять дорогостоящие операции.
Цель кэширования — ускорить работу сайта, снизить нагрузку на сервер и улучшить пользовательский опыт.
В этом посте мы разберём какие существуют виды кэширования и как они работают.
1. Браузерное кэширование (Client-side caching)
Браузерное кэширование (browser caching) — это механизм, при котором браузер сохраняет локальную копию статических ресурсов сайта (изображения, CSS, JavaScript, шрифты и т. д.) после первого посещения. При следующих визитах браузер использует эти данные из кеша вместо повторной загрузки с сервера.
Когда пользователь открывает сайт, браузер отправляет запросы к серверу, чтобы получить все необходимые ресурсы: HTML-страницу, стили, скрипты, картинки и т. д.
Сервер может указать браузеру, можно ли и как долго кэшировать тот или иной файл. Для этого используются HTTP-заголовки.
Основные заголовки, управляющие кэшированием:
- Cache-Control — основной заголовок, указывающий, сколько времени можно хранить кеш.
- ETag — уникальный идентификатор версии файла, позволяет проверять, изменился ли он.
- Last-Modified — дата последнего изменения файла. Используется вместе с If-Modified-Since.
Рассмотрим пример работы:
Представим, что пользователь зашёл на ваш сайт впервые:
- Браузер запрашивает файл style.css.
- Сервер отвечает с заголовком:
Cache-Control: max-age=31536000 - Файл сохраняется в кеше на 1 год.
- При следующем посещении сайта браузер берёт style.css из локального кеша — без обращения к серверу.
Такой подход позволяет:
- Ускорить загрузку сайта для повторных посещений.
- Снизить нагрузку на сервер.
- Уменьшить объём передаваемого трафика.
- Улучшить метрики производительности (например, Google PageSpeed Insights).
Минусы:
- Проблемы с принудительным обновлением данных. Если контент обновился, а срок жизни кеша ещё не истёк, пользователь увидит неактуальные данные.
- Не подходит для вывода динамического контента.
2. Серверное кэширование (Server-side caching)
Серверное кэширование (server-side caching) — это процесс временного хранения результатов вычислений или данных на стороне сервера, чтобы при повторном запросе быстро вернуть уже готовый результат, минуя дорогостоящие операции: обращение к базе данных, выполнение сложных вычислений, вызов внешних API и т. д. Особенно полезно для сайтов с высокой нагрузкой или частыми повторяющимися запросами.
Пример работы:
- Запрос от клиента: пользователь открывает страницу, например, список статей.
- Проверка кеша: сервер проверяет, есть ли результат этого запроса в кеше.
- Если есть:
- Сервер возвращает данные из кеша.
- Если нет:
- Сервер выполняет все необходимые операции (запрос к базе данных, обработка данных).
- Результат сохраняется в кеше на определённое время.
- Отправляет ответ клиенту.
Таким образом, первый запрос всегда «тяжёлый», а последующие — быстрые.
Можно выделить несколько типов серверного кэширования:
- Кэширование HTML-страниц
Что кэшируется: готовая HTML-страница.
Где применяется: для статичных или редко меняющихся страниц. - Кэширование SQL-запросов
Что кэшируется: результаты SQL-запросов к базе данных.
Где применяется: для уменьшения количества обращений к базе данных. - Кэширование API-ответов
Что кэшируется: JSON-ответы от внутренних или внешних API.
Где применяется: чтобы не делать одни и те же запросы к API снова и снова.
Использование серверного кэширования позволяет значительно увеличить производительность сайта и выдерживать большое количество трафика, но его настройка требует серьёзных технических навыков, внимательной настройки «жизни» кеша и своевременной инвалидации (обновления кеша).
3. CDN-кэширование (Content Delivery Network)
CDN (Content Delivery Network) — это глобальная сеть серверов, расположенных в разных географических точках, которая помогает быстрее доставлять контент до конечного пользователя.
CDN-кэширование — один из самых эффективных способов ускорить загрузку сайта. Вместо того чтобы брать данные с одного основного сервера, пользователь получает их с ближайшего пограничного сервера (edge server), который заранее закешировал часть контента.
CDN идеально подходит для статического контента: изображений, стилей, скриптов, шрифтов и т. д.
Как работает CDN:
- Пользователь запрашивает ресурс, например:
https://cdn.example.com/image.jpg. - Запрос направляется к ближайшему серверу CDN.
- Если файл уже есть в кеше этого сервера:
- Он отправляется пользователю напрямую.
- Если файла нет:
- CDN-сервер обращается к вашему оригинальному серверу.
- Получает нужный файл.
- Сохраняет его локально (в кеш).
- Отправляет пользователю.
Этот процесс значительно снижает задержку и ускоряет загрузку сайта.
Главные преимущества CDN:
- Уменьшение прямых запросов к вашему хостингу, что позволяет снизить нагрузку на сервер.
- Защита от DDoS-атак.
- Ускорение доставки статики по всему миру.
Популярные сервисы, предоставляющие CDN:
- Cloudflare
- Akamai
- Bunny.net
- KeyCDN
Использование CDN-кэширования позволит увеличить производительность вашего сайта, а также защититься от DDoS-атак, но потребует работ по настройке кэширования, а также дополнительных затрат на использование сервиса.
Кэширование — это один из самых действенных способов сделать сайт быстрее и легче для сервера. Мы разобрали три основных типа:
- Браузерное кэширование, которое ускоряет повторные посещения сайта за счёт локального хранения файлов.
- Серверное кэширование, снижающее нагрузку на сервер и ускоряющее генерацию страниц.
- CDN-кэширование, которое помогает быстро раздавать статику по всему миру.
На практике эти методы часто используются в связке — например, браузер берёт данные из локального кеша, а если его там нет, то запрашивает через CDN, который, в свою очередь, может отдать готовый ответ без обращения к серверу. А при необходимости сервер тоже может вернуть данные из своего кеша, а не генерировать всё с нуля.
Главное — подходить к кэшированию с умом: правильно настраивать срок жизни кеша, уметь его инвалидировать при обновлении данных и понимать, что в каждом конкретном случае можно и нужно кэшировать. Тогда ваш сайт будет не просто быстро работать, но и масштабироваться без потерь в производительности.