Co to jest cache?

Cache to tymczasowe miejsce przechowywania danych, które zostały już wcześniej pobrane, obliczone albo wygenerowane. Zamiast za każdym razem sięgać do bazy danych, wykonywać skrypt PHP, pobierać obraz z serwera lub składać stronę od początku, system korzysta z gotowej kopii.

Najprostszy przykład to obrazek na stronie. Gdy użytkownik odwiedza witrynę po raz pierwszy, przeglądarka pobiera grafikę z serwera. Przy kolejnej wizycie może użyć zapisanej kopii, jeśli nagłówki HTTP pozwalają uznać ją za aktualną. Dzięki temu strona nie pobiera ponownie tego samego pliku, a czas ładowania jest krótszy.

Cache może działać na wielu poziomach. Może to być Cache-Control w nagłówkach HTTP, pamięć podręczna przeglądarki, cache aplikacji, OPcache dla PHP, cache obiektowy oparty o Redis albo Memcached, a także cache po stronie serwera lub sieci CDN.

Najważniejsza zasada jest prosta: cache ma przyspieszać dostęp do danych, ale nie może pokazywać użytkownikowi treści, które powinny być świeże, prywatne albo zależne od jego sesji.

Co to jest microcache?

Microcache to krótkotrwały cache odpowiedzi, najczęściej używany przy stronach dynamicznych. Zamiast przechowywać dane przez godziny lub dni, microcache trzyma gotową odpowiedź przez bardzo krótki czas, na przykład 1, 5, 10 albo 30 sekund.

Na pierwszy rzut oka kilka sekund wygląda mało imponująco. W praktyce przy dużym ruchu to bardzo dużo. Jeśli strona otrzymuje dziesiątki albo setki zapytań w ciągu sekundy, microcache może sprawić, że wiele osób dostanie tę samą gotową odpowiedź bez ponownego uruchamiania całej aplikacji.

Wyobraź sobie stronę z aktualnościami, listingiem produktów albo stroną kategorii. Treść zmienia się, ale zwykle nie co ułamek sekundy. Jeśli gotowy HTML zostanie zapisany na kilka sekund, użytkownicy nadal widzą aktualną stronę, a serwer nie musi za każdym razem wykonywać tych samych zapytań do bazy danych.

Microcache najczęściej pojawia się w konfiguracjach opartych o Nginx, Varnish Cache lub inne rozwiązania działające jako reverse proxy. Może być też elementem bardziej rozbudowanej architektury aplikacji.

Metody cache’owania

Jest kilka metod cache’owania statycznych plików, do najpopularniejszych należą:

• serwer cache – przed serwerami aplikacji można użyć serwera cache, np. może to być moduł do load balancera, lub osobne oprogramowanie np. Varnish.
• cache lokalny – może być zrealizowany przez różne konfiguracje serwera, serwer HTTP również może wspierać cache przez dodatkowe moduły, sama aplikacja może budować swój własny cache. Należy zadbać o to by cache lokalny znajdował się na serwerze w pamięci serwera lub szybkim nośniku danych który jest w stanie obsłużyć dużą ilość I/O przy bardzo niskim czasie dostępu.
• CDN – Content Delivery Network. Dzięki CDN dane wystawiane są bliżej użytkownika, również jest możliwe osiągnięcie lepszego skalowania aplikacji, odciążenie infrastruktury i przeniesienie znacznej części ruchu od użytkowników do CDN.

Jak cache przyspiesza stronę?

Strona internetowa zwykle składa się z wielu elementów. Przeglądarka pobiera HTML, arkusze CSS, skrypty JavaScript, obrazy, fonty i dane z aplikacji. Bez cache część tych elementów byłaby pobierana lub generowana od nowa przy każdej wizycie.

Dzięki cache system może ominąć powtarzalne operacje. Przeglądarka może użyć zapisanych zasobów, CDN może zwrócić kopię pliku ze swojego węzła, a serwer może podać gotową wersję strony bez ponownego wykonywania wszystkich zapytań do bazy.

To ma znaczenie nie tylko dla komfortu użytkownika. Szybsze ładowanie wpływa na odbiór strony, konwersję, liczbę porzuceń i ocenę techniczną witryny. Dlatego cache jest ważny przy blogach, stronach firmowych, landing page’ach i sklepach internetowych.

Jeżeli budujesz stronę na WordPressie, zwróć uwagę, czy środowisko wspiera technologie przyspieszające działanie CMS-a. Dobrze dobrany hosting wordpress może ułatwić korzystanie z cache, nowoczesnych wersji PHP, szybkich dysków i mechanizmów poprawiających wydajność.

Jak sprawdzić, czy cache działa poprawnie?

Cache warto sprawdzać na kilka sposobów. Pierwszy krok to narzędzia deweloperskie w przeglądarce. W zakładce Network możesz zobaczyć, czy pliki są pobierane z pamięci podręcznej, jaki mają status, jakie nagłówki HTTP wysyła serwer i czy odpowiedź została uznana za świeżą.

Drugi krok to analiza nagłówków. Warto sprawdzić między innymi Cache-Control, Age, ETag, Last-Modified oraz nagłówki dodawane przez CDN lub serwer cache. To one często pokazują, czy odpowiedź została wygenerowana od nowa, czy pochodzi z pamięci podręcznej.

Trzeci krok to test funkcjonalny. Po włączeniu cache sprawdź, czy aktualizacje treści pojawiają się wtedy, gdy powinny, czy formularze działają poprawnie, czy koszyk nie miesza danych użytkowników i czy panel po zalogowaniu nie pokazuje cudzych lub starych informacji.

W przypadku stron opartych o WordPress lub inny CMS warto też sprawdzić, czy czyszczenie cache następuje po publikacji wpisu, aktualizacji produktu, zmianie menu, modyfikacji szablonu i wdrożeniu nowych plików CSS lub JavaScript.

Dobre praktyki cache’owania

Dobrze ustawiony cache powinien przyspieszać stronę, ale nie utrudniać jej aktualizacji. Dlatego nie wystarczy włączyć jednej opcji i uznać temat za zamknięty. Trzeba dopasować reguły do typu treści, sposobu działania aplikacji i oczekiwań użytkowników.

• Długie cache’owanie stosuj dla plików wersjonowanych, takich jak obrazy, fonty, CSS i JavaScript z unikalną nazwą lub parametrem wersji.
• Krótszy cache ustawiaj dla stron dynamicznych, zwłaszcza jeśli ich treść często się zmienia.
• Wyklucz z cache dane prywatne, koszyk, checkout, panel klienta, strony logowania i formularze zależne od sesji.
• Testuj po każdej większej zmianie, szczególnie po aktualizacji motywu, wtyczek, konfiguracji CDN i reguł serwera.
• Łącz cache z optymalizacją kodu, bo pamięć podręczna nie naprawi ciężkich skryptów, zbyt dużych grafik ani wolnych zapytań do bazy.
• Mierz efekty, korzystając z testów szybkości, logów serwera i narzędzi do analizy wydajności.

Warto pamiętać, że cache nie zastępuje dobrej infrastruktury. Jeśli strona ma rosnący ruch, ciężki CMS albo sklep z dużą liczbą produktów, liczą się także szybkie dyski, aktualne wersje PHP, odpowiednia konfiguracja serwera i rozsądne limity zasobów.