আজ, আমরা ক্যাশিংয়ের জগতে ডুব দিচ্ছি। ক্যাশিং হল মাপযোগ্য, উচ্চ-পারফরম্যান্স সিস্টেম তৈরির জন্য একটি গোপন অস্ত্র। অনেক ধরনের ক্যাশে আছে, কিন্তু এই নিবন্ধে, আমরা ব্যাকএন্ড অবজেক্ট ক্যাশিং (ব্যাকএন্ড ক্যাশিং) এর উপর ফোকাস করব। এটি আয়ত্ত করা আপনাকে উচ্চ-কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্য সফ্টওয়্যার তৈরি করতে সাহায্য করবে। এই নিবন্ধে, আমরা অন্বেষণ করব: আমরা ক্যাশিং অন্বেষণ করব এবং ব্যাখ্যা করব কিভাবে এটি দ্রুত অ্যাক্সেসের জন্য অস্থায়ীভাবে ডেটা সঞ্চয় করে। ক্যাশিং কি? আবিষ্কার করুন কিভাবে ক্যাশিং গতি বাড়ায়, সার্ভারের লোড কমায়, ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতা উন্নত করে এবং এমনকি খরচ কমাতে পারে। ক্যাশিং এর সুবিধাঃ : এই বিভাগে, আমরা ক্যাশে ব্যবহার করার বিভিন্ন উপায়ে ডুব দেব। মনে রাখবেন, প্রতিটি পদ্ধতির সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে, তাই আপনার প্রয়োজনের জন্য সঠিক প্যাটার্ন বেছে নেওয়ার বিষয়টি নিশ্চিত করুন! ক্যাশিং প্যাটার্ন : এখন আপনি জানেন কিভাবে ক্যাশে করা ডেটা সঞ্চয় এবং পুনরুদ্ধার করতে হয়। কিন্তু আপনি কিভাবে নিশ্চিত করবেন যে আপনার ক্যাশে করা ডেটা আপ টু ডেট থাকে? এবং ক্যাশে তার ক্ষমতা পৌঁছে যখন কি হবে? ক্যাশিং বেস্ট প্র্যাকটিস : ক্যাশে করার সময় অনেক সুবিধা পাওয়া যায়, এমন সময় আছে যখন এটি এড়ানো যায়। ভুল সিস্টেমে ক্যাশিং প্রয়োগ করা জটিলতা বাড়াতে পারে এবং সম্ভাব্য এমনকি কর্মক্ষমতা কমিয়ে দিতে পারে। যখন ক্যাশে করা যাবে না ক্যাশিং কি? একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স এবং মাপযোগ্য অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করা হল বাধাগুলি দূর করা এবং সিস্টেমটিকে আরও দক্ষ করে তোলা। ডাটাবেসগুলি প্রায়শই তাদের স্টোরেজ এবং প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তার কারণে সিস্টেমের কার্যকারিতা বাধা দেয়। এটি তাদের একটি ব্যয়বহুল উপাদান করে তোলে কারণ তাদের প্রায়শই স্কেল করা প্রয়োজন। সৌভাগ্যক্রমে, এমন একটি উপাদান রয়েছে যা ডেটা পুনরুদ্ধারের গতি উন্নত করার সময় অফলোড ডাটাবেস রিসোর্স ব্যবহারে সাহায্য করতে পারে - সেই উপাদানটিকে বলা হয়। ক্যাশে ক্যাশে হল একটি অস্থায়ী স্টোরেজ যা ডাটা দ্রুত লেখা ও পড়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি দ্রুত অপারেশনের জন্য কম লেটেন্সি মেমরি স্টোরেজ এবং অপ্টিমাইজ করা ডেটা স্ট্রাকচার ব্যবহার করে। সম্ভবত আপনি ইতিমধ্যে Redis বা Memcached ব্যবহার করেছেন, অথবা অন্তত তাদের নাম শুনেছেন। ব্যাকএন্ড পরিষেবার জন্য এই দুটি সর্বাধিক জনপ্রিয় বিতরণ করা ক্যাশিং সিস্টেম। Redis এমনকি একটি প্রাথমিক ডাটাবেস হিসাবে কাজ করতে পারে, কিন্তু এটি অন্য নিবন্ধের জন্য একটি বিষয়! ক্যাশিং এর সুবিধা ক্যাশিং এর প্রধান সুবিধা হল এর গতি। একটি ক্যাশে থেকে ডেটা পড়া একটি ডাটাবেস (যেমন এসকিউএল বা মঙ্গো) থেকে পুনরুদ্ধার করার চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে দ্রুত। দ্রুত ক্রিয়াকলাপের জন্য অভিধান (বা হ্যাশম্যাপ) ডেটা স্ট্রাকচার ব্যবহার করে এবং ডিস্কের পরিবর্তে উচ্চ-গতির মেমরিতে ডেটা সংরক্ষণ করার জন্য এই গতি আসে। দ্বিতীয়ত, ক্যাশিং আপনার ডাটাবেসের লোড হ্রাস করে। এটি অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে ক্রমাগত ডাটাবেসে আঘাত করার পরিবর্তে ক্যাশে থেকে তাদের প্রয়োজনীয় ডেটা পেতে অনুমতি দেয়। এটি নাটকীয়ভাবে হার্ডওয়্যার সম্পদ ব্যবহার হ্রাস করে; ডিস্কে ডেটা অনুসন্ধান করার পরিবর্তে, আপনার সিস্টেম কেবল দ্রুত মেমরি থেকে এটি অ্যাক্সেস করে। এই সুবিধাগুলি সরাসরি ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতা উন্নত করে এবং খরচ সাশ্রয় করতে পারে। ব্যবহারকারীদের জন্য একটি মসৃণ এবং আরও সন্তোষজনক অভিজ্ঞতা তৈরি করে আপনার অ্যাপ্লিকেশনটি অনেক দ্রুত সাড়া দেয়। ক্যাশিং অবকাঠামো খরচ হ্রাস করে। যদিও রেডিসের মতো একটি বিতরণ ব্যবস্থার নিজস্ব সংস্থান প্রয়োজন, সামগ্রিক সঞ্চয় প্রায়শই তাৎপর্যপূর্ণ। আপনার অ্যাপ্লিকেশন আরও দক্ষতার সাথে ডেটা অ্যাক্সেস করে, সম্ভাব্যভাবে আপনাকে আপনার ডাটাবেসকে ডাউনস্কেল করার অনুমতি দেয়। যাইহোক, এটি একটি ট্রেড-অফের সাথে আসে: আপনার ক্যাশে সিস্টেম ব্যর্থ হলে, নিশ্চিত করুন যে আপনার ডাটাবেস বর্ধিত লোড পরিচালনা করার জন্য প্রস্তুত রয়েছে। ক্যাশে প্যাটার্নস এখন আপনি ক্যাশে করার ক্ষমতা বুঝতে পেরেছেন, আসুন এটি ব্যবহার করার সর্বোত্তম উপায়গুলিতে ডুব দেওয়া যাক! এই বিভাগে, আমরা প্যাটার্নের দুটি অপরিহার্য বিভাগ অন্বেষণ করব: এবং । এই প্যাটার্নগুলি ক্যাশে আপডেটগুলি পরিচালনা করার কৌশল প্রদান করে এবং যখন আপনার প্রয়োজনীয় ডেটা এখনও ক্যাশে থাকে না তখন পরিস্থিতি পরিচালনা করে৷ ক্যাশে লেখার প্যাটার্নস ক্যাশে মিস প্যাটার্নস লেখার নিদর্শন লেখার ধরণগুলি নির্দেশ করে যে কীভাবে আপনার অ্যাপ্লিকেশন ক্যাশে এবং আপনার ডাটাবেসের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে। আসুন তিনটি সাধারণ কৌশল দেখি: , , এবং . প্রতিটি অনন্য সুবিধা এবং ট্রেড-অফ অফার করে: Write-back Write-through Write-round প্রতিত্তর লিখুন কিভাবে এটা কাজ করে: আপনার অ্যাপ্লিকেশন শুধুমাত্র ক্যাশের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে। ক্যাশে তাত্ক্ষণিকভাবে লেখা নিশ্চিত করে। একটি পটভূমি প্রক্রিয়া তারপর ডাটাবেসে নতুন লিখিত ডেটা অনুলিপি করে। লিখুন-ভারী অ্যাপ্লিকেশন যেখানে গতি গুরুত্বপূর্ণ, এবং কিছু অসঙ্গতি কর্মক্ষমতার জন্য গ্রহণযোগ্য। উদাহরণ মেট্রিক্স এবং বিশ্লেষণ অ্যাপ্লিকেশন অন্তর্ভুক্ত. এর জন্য আদর্শ: সুবিধাদি: ডাটাবেসকে সম্পূর্ণভাবে বাইপাস করে দ্রুত অ্যাক্সেসের জন্য ডেটা সবসময় ক্যাশে থাকে। দ্রুত রিডস: আপনার অ্যাপ্লিকেশন ডাটাবেস লেখার জন্য অপেক্ষা করে না, ফলে দ্রুত প্রতিক্রিয়ার সময় হয়। দ্রুত লেখেন: ব্যাচড রাইট ডাটাবেস লোড হ্রাস করে এবং সম্ভাব্যভাবে আপনার ডাটাবেস হার্ডওয়্যারের আয়ু বাড়াতে পারে। কম ডাটাবেস স্ট্রেন: অসুবিধা: ডাটাবেসে ডেটা সংরক্ষণ করার আগে ক্যাশে ব্যর্থ হলে, তথ্য হারিয়ে যেতে পারে। রেডিস ক্রমাগত স্টোরেজ দিয়ে এই ঝুঁকি কমিয়ে দেয়, কিন্তু এটি জটিলতা যোগ করে। ডেটা হারানোর ঝুঁকি: ক্যাশে এবং ডাটাবেস শেষ পর্যন্ত সিঙ্কে থাকা নিশ্চিত করতে আপনার একটি মিডলওয়্যার প্রয়োজন হবে। বর্ধিত জটিলতা: সমস্ত লেখা প্রথমে ক্যাশে যায়, এমনকি ডেটা ঘন ঘন না পড়লেও। এটি উচ্চ স্টোরেজ খরচ হতে পারে। উচ্চ ক্যাশে ব্যবহারের জন্য সম্ভাব্য: মাধ্যমে লিখতে কিভাবে এটা কাজ করে: আপনার অ্যাপ্লিকেশন একই সাথে ক্যাশে এবং ডাটাবেস উভয়ই লিখবে। অপেক্ষার সময় কমাতে, আপনি ক্যাশে অ্যাসিঙ্ক্রোনাসভাবে লিখতে পারেন। ক্যাশে অপারেশন সম্পূর্ণভাবে শেষ হওয়ার আগে এটি আপনার অ্যাপ্লিকেশনটিকে সফল লেখার সংকেত দেওয়ার অনুমতি দেয়। সুবিধাদি: Write-Back এর মত, ডেটা সবসময় ক্যাশে থাকে, ডাটাবেস পড়ার প্রয়োজনীয়তা দূর করে। দ্রুত পঠন: আপনার অ্যাপ্লিকেশনটি ডাটাবেসে সংরক্ষিত হওয়ার পরেই একটি লেখা নিশ্চিত করে, যদি অবিলম্বে একটি ক্র্যাশ ঘটলেও ডেটা স্থিরতার গ্যারান্টি দেয়। নির্ভরযোগ্যতা: অসুবিধা: Write-Back-এর তুলনায়, এই নীতিতে কিছু ওভারহেড রয়েছে কারণ অ্যাপ্লিকেশনটি ডাটাবেস এবং ক্যাশে উভয়ই লেখার জন্য অপেক্ষা করে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস লেখাগুলি এটিকে উন্নত করে তবে মনে রাখবেন, ডাটাবেসের অপেক্ষার সময় সবসময় থাকে। স্লোয়ার লিখেছেন: সমস্ত লেখাই ক্যাশে যায়, ডেটা ঘন ঘন অ্যাক্সেস না করলেও সম্ভাব্য স্টোরেজ গ্রাস করে। উচ্চ ক্যাশে ব্যবহার: চারপাশে লিখুন Write-Around-এর মাধ্যমে, আপনার অ্যাপ্লিকেশন লেখার প্রক্রিয়া চলাকালীন ক্যাশে বাইপাস করে ডাটাবেসে সরাসরি ডেটা লেখে। ক্যাশে পপুলেট করার জন্য, এটি নামে একটি কৌশল নিযুক্ত করে: ক্যাশে-সাইড প্যাটার্ন অ্যাপ্লিকেশনটি ক্যাশে চেক করে। পড়ার অনুরোধ আসে: ক্যাশে ডেটা না পাওয়া গেলে, অ্যাপ্লিকেশনটি ডাটাবেস থেকে এটি নিয়ে আসে এবং তারপর ভবিষ্যতে ব্যবহারের জন্য ক্যাশে সংরক্ষণ করে। ক্যাশে মিস: সুবিধাদি: ডেটা সরাসরি ডেটাবেসে লেখা হয়, ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে। নির্ভরযোগ্য লিখেছেন: শুধুমাত্র ঘন ঘন অ্যাক্সেস করা ডেটা ক্যাশে করা হয়, মেমরি খরচ হ্রাস করে। দক্ষ ক্যাশে ব্যবহার: অসুবিধা: যদি ডেটা ক্যাশে না থাকে, তবে অ্যাপ্লিকেশনটিকে অবশ্যই ডাটাবেস থেকে আনতে হবে, যেখানে ক্যাশে সর্বদা প্রি-পপুলেটেড থাকে এমন নীতির তুলনায় একটি রাউন্ডট্রিপ যোগ করে। উচ্চতর পঠিত লেটেন্সি (কিছু ক্ষেত্রে): ক্যাশে মিস প্যাটার্ন একটি ক্যাশে মিস ঘটে যখন আপনার অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয় ডেটা ক্যাশে পাওয়া যায় না। এটি মোকাবেলা করার জন্য এখানে দুটি সাধারণ কৌশল রয়েছে: ক্যাশে-একপাশে অ্যাপ্লিকেশনটি ক্যাশে চেক করে। একটি মিস হলে, এটি ডাটাবেস থেকে ডেটা আনে এবং তারপর ক্যাশে আপডেট করে। অ্যাপ্লিকেশনটি ক্যাশে পরিচালনার জন্য দায়ী। মূল পয়েন্ট: একটি ক্যাশে-সাইড প্যাটার্ন ব্যবহার করার অর্থ হল আপনার অ্যাপ্লিকেশনটি ক্যাশে পরিচালনা করবে। এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা সবচেয়ে সাধারণ কারণ এটি সহজ এবং অ্যাপ্লিকেশন ছাড়া অন্য জায়গায় বিকাশের প্রয়োজন নেই মাধ্যমে পড়া অ্যাপ্লিকেশন একটি অনুরোধ করে, ক্যাশে অজান্ত. একটি বিশেষ ব্যবস্থা ক্যাশে চেক করে এবং প্রয়োজনে ডাটাবেস থেকে ডেটা আনে। ক্যাশে স্বচ্ছভাবে আপডেট করা হয়। রিড-থ্রু প্যাটার্ন প্রয়োগের জটিলতা কমায়, কিন্তু তারা অবকাঠামোগত জটিলতা বাড়ায়। এটি পরিবর্তে মিডলওয়্যারে অ্যাপ্লিকেশন সংস্থান অফলোড করতে সহায়তা করে। সামগ্রিকভাবে, ক্যাশে-সাইড সহ রাইট-অ্যারাউন্ড প্যাটার্নটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় কারণ এটির বাস্তবায়ন সহজ হয়। যাইহোক, যদি আপনার কাছে এমন কোনো ডেটা থাকে যা ক্যাশে করার পরপরই ব্যবহার করা হবে তাহলে আমি লেখার মাধ্যমে প্যাটার্ন অন্তর্ভুক্ত করার পরামর্শ দিই। এটি কর্মক্ষমতা পড়ার জন্য একটি সামান্য সুবিধা প্রদান করবে। ক্যাশিং সেরা অভ্যাস এই বিভাগে, আমরা একটি ক্যাশে ব্যবহার করার জন্য সেরা অনুশীলনগুলি অন্বেষণ করব৷ এই অনুশীলনগুলি অনুসরণ করলে আপনার ক্যাশে তাজা ডেটা বজায় রাখে এবং এর সঞ্চয়স্থান কার্যকরভাবে পরিচালনা করে তা নিশ্চিত করবে। ক্যাশে অবৈধকরণ কল্পনা করুন আপনি ক্যাশে ডেটা সংরক্ষণ করেছেন এবং তারপরে ডাটাবেস আপডেট করা হয়েছে। এর ফলে ক্যাশে থাকা ডেটা ডাটাবেস সংস্করণ থেকে আলাদা হয়। আমরা এই ধরনের ক্যাশে ডেটাকে "বাসি" বলি। একটি ক্যাশে অবৈধকরণ কৌশল ছাড়া, আপনার ক্যাশে করা ডেটা ডাটাবেস আপডেটের পরে বাসি থাকতে পারে। ডেটা সতেজ রাখতে, আপনি নিম্নলিখিত কৌশলগুলি ব্যবহার করতে পারেন: আপনি যখন ডাটাবেসে ডেটা আপডেট করেন, তখন সংশ্লিষ্ট ক্যাশে এন্ট্রিটিও আপডেট করুন। রাইট-থ্রু এবং রাইট-ব্যাক প্যাটার্নগুলি সহজাতভাবে এটি পরিচালনা করে, তবে রাইট-এরাউন্ড/ক্যাশে-সাইডের জন্য ক্যাশে করা ডেটা স্পষ্টভাবে মুছে ফেলা প্রয়োজন। এই কৌশলটি আপনার অ্যাপ্লিকেশনটিকে পুরানো ডেটা পুনরুদ্ধার করতে বাধা দেয়। আপডেটে ক্যাশে অবৈধতা: TTL হল একটি নীতি যা আপনি ক্যাশে ডেটা সংরক্ষণ করার সময় সেট করতে পারেন। TTL এর সাথে, একটি নির্দিষ্ট সময়ের পরে ডেটা স্বয়ংক্রিয়ভাবে মুছে ফেলা হয়। এটি অব্যবহৃত ডেটা সাফ করতে সহায়তা করে এবং মিস অবৈধ হওয়ার ক্ষেত্রে পুরানো ডেটার বিরুদ্ধে একটি ব্যর্থ নিরাপত্তা প্রদান করে। টাইম টু লাইভ (TTL): ক্যাশে প্রতিস্থাপন নীতি আপনি যদি প্রচুর পরিমাণে ডেটা ক্যাশে করেন তবে আপনার ক্যাশে স্টোরেজ পূরণ হতে পারে। ক্যাশে সিস্টেমগুলি সাধারণত মেমরি ব্যবহার করে, যা প্রায়শই আপনার প্রাথমিক ডাটাবেস স্টোরেজ থেকে ছোট হয়। ক্যাশে পূর্ণ হলে, জায়গা তৈরি করতে কিছু ডেটা মুছে ফেলতে হবে। ক্যাশে প্রতিস্থাপন নীতিগুলি নির্ধারণ করে যে কোন ডেটা সরাতে হবে: এই সাধারণ নীতিটি এমন ডেটা উচ্ছেদ করে যা দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহার করা হয়নি (পড়া বা লিখিত)। LRU বেশিরভাগ বাস্তব-বিশ্ব ব্যবহারের ক্ষেত্রে উপযুক্ত। ন্যূনতম সাম্প্রতিক ব্যবহৃত (LRU): LRU এর মতো, কিন্তু অ্যাক্সেস ফ্রিকোয়েন্সির উপর ফোকাস করে। নতুন লিখিত ডেটা উচ্ছেদ করা হতে পারে, তাই একটি ওয়ার্ম-আপ পিরিয়ড যোগ করার কথা বিবেচনা করুন যার সময় ডেটা মুছে ফেলা যাবে না। সর্বনিম্ন প্রায়শই ব্যবহৃত (LFU): অন্যান্য প্রতিস্থাপন নীতি যেমন FIFO (ফার্স্ট-ইন, ফার্স্ট-আউট), র্যান্ডম প্রতিস্থাপন, ইত্যাদি, বিদ্যমান কিন্তু কম সাধারণ। যখন ক্যাশে নয় ক্যাশে বাস্তবায়নে ডুব দেওয়ার আগে, কখন এটি সবচেয়ে উপযুক্ত হতে পারে তা জানা গুরুত্বপূর্ণ। ক্যাশিং প্রায়শই গতি উন্নত করে এবং ডাটাবেস লোড হ্রাস করে, তবে এটি অর্থপূর্ণ নাও হতে পারে যদি: নাও যদি আপনার অ্যাপ্লিকেশনের ট্রাফিক কম থাকে এবং প্রতিক্রিয়ার সময় এখনও গ্রহণযোগ্য হয়, তাহলে সম্ভবত আপনার এখনও ক্যাশিং এর প্রয়োজন নেই। একটি ক্যাশে যোগ করা জটিলতা বাড়ায়, তাই যখন আপনি কর্মক্ষমতা বাধার সম্মুখীন হন বা ট্র্যাফিকের উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধির আশা করেন তখন এটি সর্বোত্তমভাবে প্রয়োগ করা হয়। কম ট্র্যাফিক: পঠন-ভারী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ক্যাশিং সবচেয়ে উপকারী। এর মানে আপনার ডাটাবেসের ডেটা কদাচিৎ আপডেট হয় বা আপডেটের মধ্যে একাধিকবার পড়া হয়। আপনার অ্যাপ্লিকেশানে লেখার পরিমাণ বেশি থাকলে, ক্যাশিং সম্ভাব্যভাবে ওভারহেড যোগ করতে পারে এবং জিনিসগুলিকে ধীর করে দিতে পারে। আপনার সিস্টেম লেখা-ভারী: Takeaways এই নিবন্ধে, আমরা ক্যাশিং এর মূল বিষয়গুলি এবং কীভাবে এটি কার্যকরভাবে ব্যবহার করতে হয় তা কভার করেছি৷ এখানে মূল পয়েন্টগুলির একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ রয়েছে: নিশ্চিত করুন যে আপনার সিস্টেমটি পড়া-ভারী এবং লেটেন্সি হ্রাস ক্যাশিং অফারগুলির প্রয়োজন৷ প্রয়োজনীয়তা নিশ্চিত করুন: ক্যাশে লেখা এবং ক্যাশে মিস প্যাটার্ন নির্বাচন করুন যা আপনার অ্যাপ্লিকেশন কীভাবে ডেটা ব্যবহার করে তার সাথে সারিবদ্ধ। বুদ্ধিমানের সাথে প্যাটার্নগুলি চয়ন করুন: পুরানো ডেটা পরিবেশন রোধ করতে ক্যাশে অবৈধকরণ কৌশলগুলি প্রয়োগ করুন৷ ডেটা সতেজতা: ক্যাশে তার ক্ষমতায় পৌঁছে গেলে মুছে ফেলার জন্য একটি ক্যাশ প্রতিস্থাপন নীতি (যেমন LRU) বেছে নিন। প্রতিস্থাপন নীতি পরিচালনা করুন: তথ্যসূত্র https://gist.github.com/jboner/2841832 https://www.bytesizedpieces.com/posts/cache-types https://www.techtarget.com/searchstorage/definition/cache https://www.youtube.com/watch?v=dGAgxozNWFE
