緩存原理
❶ 什麼叫緩存
所謂的緩存，就是將程序或系統經常要調用的對象存在內存中，一遍其使用時可以快速調用，不必再去創建新的重復的實例。這樣做可以減少系統開銷，提高系統效率。
1、通過文件緩存；顧名思義文件緩存是指把數據存儲在磁碟上，不管你是以XML格式，序列化文件DAT格式還是其它文件格式；
2、內存緩存；也就是創建一個靜態內存區域，將數據存儲進去，例如我們B/S架構的將數據存儲在Application中或者存儲在一個靜態Map中。
3、本地內存緩存；就是把數據緩存在本機的內存中。
4、分布式緩存機制；可能存在跨進程，跨域訪問緩存數據
對於分布式的緩存，此時因為緩存的數據是放在緩存伺服器中的，或者說，此時應用程序需要跨進程的去訪問分布式緩存伺服器。
(1)緩存原理擴展閱讀
當我們在應用中使用跨進程的緩存機制，例如分布式緩存memcached或者微軟的AppFabric，此時數據被緩存在應用程序之外的進程中。
每次，當我們要把一些數據緩存起來的時候，緩存的API就會把數據首先序列化為位元組的形式，然後把這些位元組發送給緩存伺服器去保存。
同理，當我們在應用中要再次使用緩存的數據的時候，緩存伺服器就會將緩存的位元組發送給應用程序，而緩存的客戶端類庫接受到這些位元組之後就要進行反序列化的操作了，將之轉換為我們需要的數據對象。
❷ CPU緩存的工作原理
CPU要讀取一個數據時，首先從Cache中查找，如果找到就立即讀取並送給CPU處理；如果沒有找到，就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入Cache中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從Cache中進行，不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取Cache的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在Cache中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說，CPU讀取數據的順序是先Cache後內存。 前面是把Cache作為一個整體來考慮的，下面分類分析。Intel從Pentium開始將Cache分開，通常分為一級高速緩存L1和二級高速緩存L2。在以往的觀念中，L1 Cache是集成在CPU中的，被稱為片內Cache。在L1中還分數據Cache（D-Cache）和指令Cache（I-Cache）。它們分別用來存放數據和執行這些數據的指令，而且兩個Cache可以同時被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。
在P4處理器中使用了一種先進的一級指令Cache——動態跟蹤緩存。它直接和執行單元及動態跟蹤引擎相連，通過動態跟蹤引擎可以很快地找到所執行的指令，並且將指令的順序存儲在追蹤緩存里，這樣就減少了主執行循環的解碼周期，提高了處理器的運算效率。
以前的L2 Cache沒集成在CPU中，而在主板上或與CPU集成在同一塊電路板上，因此也被稱為片外Cache。但從PⅢ開始，由於工藝的提高L2 Cache被集成在CPU內核中，以相同於主頻的速度工作，結束了L2 Cache與CPU大差距分頻的歷史，使L2 Cache與L1 Cache在性能上平等，得到更高的傳輸速度。L2Cache只存儲數據，因此不分數據Cache和指令Cache。在CPU核心不變化的情況下，增加L2 Cache的容量能使性能提升，同一核心的CPU高低端之分往往也是在L2 Cache上做手腳，可見L2 Cache的重要性。CPU的L1 Cache與L2 Cache惟一區別在於讀取順序。 CPU在Cache中找到有用的數據被稱為命中，當Cache中沒有CPU所需的數據時（這時稱為未命中），CPU才訪問內存。從理論上講，在一顆擁有2級Cache的CPU中，讀取L1 Cache的命中率為80%。也就是說CPU從L1 Cache中找到的有用數據占數據總量的80%，剩下的20%從L2 Cache讀取。在一些高端領域的CPU（像Intel的Itanium）中，我們常聽到L3 Cache，它是為讀取L2 Cache後未命中的數據設計的—種Cache。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率Cache中的內容應該按一定的演算法替換，其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出Cache，提高Cache的利用率。緩存技術的發展
總之，在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距，或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機，以及網路通訊中，都需要使用Cache技術。但Cache均由靜態RAM組成，結構復雜，成本不菲，使用現有工藝在有限的面積內不可能做得很大，不過，這也正是技術前進的源動力，有需要才有進步！ 隨著CPU製造工藝的發展，二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中，容量也在逐年提升。用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存，已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中，以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變，此時其以相同於主頻的速度工作，可以為CPU提供更高的傳輸速度。同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異，由此可見二級緩存對於CPU的重要性。
CPU產品中，一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間，二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大，而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的，容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加，要在有限的CPU面積上集成更大的緩存，對製造工藝的要求也就越高。
雙核心CPU的二級緩存比較特殊，和以前的單核心CPU相比，最重要的就是兩個內核的緩存所保存的數據要保持一致，否則就會出現錯誤，為了解決這個問題不同的CPU使用了不同的辦法。
❸ 視頻緩存是什麼原理
在網路上觀看視頻，由於網路原因無法馬上全部觀看，播放器採取邊下邊看的方式，緩沖就是在你看電影視頻時提前把已下載好的部分視頻從臨時文件中讀取先播放，免去等待時間，不用全部下載完才能觀看。
緩沖是指在播放網路影音文件的時候，由播放器預先保存於本地硬碟臨時文件夾一部分文件，以使播放更流暢。
如果播放不流暢，一是與您的網速有關，另外與播放器緩沖的大小有關，您可以在播放器的工具/選項中找到。（內嵌於網頁的播放器其實可以通過打開媒體播放器和REALPLAYER設置來進行），兩種可能都有，尤其可能是網站採用的文件清晰度較差，有些網站採用動態技術，可以根據用戶的網速來選擇不同的碼率，所以速度快的用戶看到的效果會好一些，而網速慢的用戶自然看起來較差一些。
❹ Cache的的工作原理是什麼
CACHE 快取
CACHE是一種加速內存或磁碟存取的裝置，可將慢速磁碟上的數據拷貝至快速的磁碟進行讀寫動作，以提升系統響應的速度。
其運作原理在於使用較快速的儲存裝置保留一份從慢速儲存裝置中所讀取數據且進行拷貝，當有需要再從較慢的儲存體中讀寫數據時，CACHE能夠使得讀寫的動作先在快速的裝置上完成，如此會使系統的響應較為快速。
舉例來說，存取內存 (RAM) 的速度較磁碟驅動器快非常多，所以我們可以將一部份的主存儲器保留當成磁碟CACHE，每當有磁碟讀取的需求時就把剛讀取的數據拷貝一份放在CACHE內存中，如果系統繼續要求讀取或寫入同一份數據或同一扇區 (sector) 時，系統可以直接從內存中的CACHE部分作讀寫的動作，這樣系統對磁碟的存取速度感覺上會快許多。
同樣的，靜態內存 (SRAM) 比動態內存 (DRAM) 的讀寫速度快，使用些靜態內存作為動態內存的CACHE，也可以提升讀寫的效率。
內存不全部使用SRAM取代DRAM 的原因，是因為SRAM的成本較DRAM高出許多。
使用CACHE的問題是寫入CACHE中的數據如果不立即寫回真正的儲存體，一但電源中斷或其它意外會導致數據流失；但若因而每次都將數據寫寫回真正的儲存體，又將會使得CACHE只能發揮加速讀取的功能，而不能加速寫入的速度，這樣的狀況使得CACHE寫入的方式分為兩類:
1. Write-Through: 每次遇到寫入時就將數據寫入真正的儲存體。
2. Write-Back: 遇到寫入時不一定回寫，只紀錄在CACHE內，並將該份數據標示為已更改(dirty)，等系統有空或等到一定的時間後再將數據寫回真正的儲存體，這種做法是承擔一點風險來換取效率。
由於很多時候系統不只有重復讀寫同一塊區域，使用兩組各自獨立的CACHE效能通常比只使用一組較佳，這稱為 2-Ways Associate，同樣的，使用四組CACHE則稱為4ways Associate，但更多組的CACHE會使得演算法相對的復雜許多。
CACHE的效能依演算法的使用而有好壞之分，估量的單位通常使用命中率 (hits)，命中率較高者較佳。
新式的CPU上也有內建的CACHE，稱為 LEVEL 1 (L1) 快取， 由於與 CPU 同頻率運作，能比在主機板上的 LEVEL 2 (L2) CACHE提供更快速的存取效能。
❺ 緩存是什麼原理它怎麼會提高整機速度
緩存（Cache memory）是硬碟控制器上的一塊內存晶元，具有極快的存取速度，它是硬碟內部存儲和外界介面之間的緩沖器。由於硬碟的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同，緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關繫到硬碟的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬碟整體性能。當硬碟存取零碎數據時需要不斷地在硬碟與內存之間交換數據，如果有大緩存，則可以將那些零碎數據暫存在緩存中，減小外系統的負荷，也提高了數據的傳輸速度。
硬碟的緩存主要起三種作用：一是預讀取。當硬碟受到CPU指令控制開始讀取數據時，硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者幾個簇中的數據讀到緩存中（由於硬碟上數據存儲時是比較連續的，所以讀取命中率較高），當需要讀取下一個或者幾個簇中的數據的時候，硬碟則不需要再次讀取數據，直接把緩存中的數據傳輸到內存中就可以了，由於緩存的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度，所以能夠達到明顯改善性能的目的；二是對寫入動作進行緩存。當硬碟接到寫入數據的指令之後，並不會馬上將數據寫入到碟片上，而是先暫時存儲在緩存里，然後發送一個「數據已寫入」的信號給系統，這時系統就會認為數據已經寫入，並繼續執行下面的工作，而硬碟則在空閑（不進行讀取或寫入的時候）時再將緩存中的數據寫入到碟片上。雖然對於寫入數據的性能有一定提升，但也不可避免地帶來了安全隱患——如果數據還在緩存里的時候突然掉電，那麼這些數據就會丟失。對於這個問題，硬碟廠商們自然也有解決辦法：掉電時，磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域，等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地；第三個作用就是臨時存儲最近訪問過的數據。有時候，某些數據是會經常需要訪問的，硬碟內部的緩存會將讀取比較頻繁的一些數據存儲在緩存中，再次讀取時就可以直接從緩存中直接傳輸。
緩存容量的大小不同品牌、不同型號的產品各不相同，早期的硬碟緩存基本都很小，只有幾百KB，已無法滿足用戶的需求。2MB和8MB緩存是現今主流硬碟所採用，而在伺服器或特殊應用領域中還有緩存容量更大的產品，甚至達到了16MB、64MB等。
大容量的緩存雖然可以在硬碟進行讀寫工作狀態下，讓更多的數據存儲在緩存中，以提高硬碟的訪問速度，但並不意味著緩存越大就越出眾。緩存的應用存在一個演算法的問題，即便緩存容量很大，而沒有一個高效率的演算法，那將導致應用中緩存數據的命中率偏低，無法有效發揮出大容量緩存的優勢。演算法是和緩存容量相輔相成，大容量的緩存需要更為有效率的演算法，否則性能會大大折扣，從技術角度上說，高容量緩存的演算法是直接影響到硬碟性能發揮的重要因素。更大容量緩存是未來硬碟發展的必然趨勢。
❻ 什麼是高速緩存作用是什麼工作原理是什麼
高速緩存,通俗的說,就是把CPU處理完的數據臨時的寫入這個裡面,然後再寫入內存(高速緩存比內存快的多).
❼ 電腦的緩存工作原理是什麼有沒有實際用處
有用，在緩存中比直接在存儲器里提取數據快！提高電腦效率！
❽ redis緩存原理
redis緩存原理是sql語句時key值，查詢結果resultSet是value，當同一個查詢語句訪問時（select * from t_proct），只要曾經查詢過，調用緩存直接返回resultSet，節省了資料庫讀取磁碟數據的時間。
redis的存儲分為內存存儲、磁碟存儲和log文件三部分，配置文件中有三個參數對其進行配置。
save seconds updates，save配置，指出在多長時間內，有多少次更新操作，就將數據同步到數據文件。這個可以多個條件配合，比如默認配置文件中的設置，就設置了三個條件。
appendonly yes/no ，appendonly配置，指出是否在每次更新操作後進行日誌記錄，如果不開啟，可能會在斷電時導致一段時間內的數據丟失。因為redis本身同步數據文件是按上面的save條件來同步的，所以有的數據會在一段時間內只存在於內存中。
(8)緩存原理擴展閱讀
redis的出現，很大程度補償了memcached這類key/value存儲的不足，在部 分場合可以對關系資料庫起到很好的補充作用。它提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby，Erlang等客戶端，使用很方便。
Redis支持主從同步。數據可以從主伺服器向任意數量的從伺服器上同步，從伺服器可以是關聯其他從伺服器的主伺服器。這使得Redis可執行單層樹復制。
存檔可以有意無意的對數據進行寫操作。由於完全實現了發布/訂閱機制，使得從資料庫在任何地方同步樹時，可訂閱一個頻道並接收主伺服器完整的消息發布記錄。同步對讀取操作的可擴展性和數據冗餘很有幫助。
redis的官網地址，redis.io。（域名後綴io屬於國家域名，是british Indian Ocean territory，即英屬印度洋領地）
❾ 緩存的理論依據是什麼
緩存工作原理
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時，首先從緩存中查找，找到就立即讀取並送給CPU處理；沒有找到，就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說，CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。
RAM和ROM相對的，RAM是掉電以後，其中的信息就消失那一種，ROM在掉電以後信息也不會消失那一種。RAM又分兩種，一種是靜態RAM，SRAM；一種是動態RAM，DRAM。前者的存儲速度要比後者快得多，使用的內存一般都是動態RAM。為了增加系統的速度，把緩存擴大就行了，擴的越大，緩存的數據越多，系統就越快了，緩存通常都是靜態RAM，速度是非常的快， 但是靜態RAM集成度低（存儲相同的數據，靜態RAM的體積是動態RAM的6倍）， 價格高（同容量的靜態RAM是動態RAM的四倍）， 由此可見，擴大靜態RAM作為緩存是一個非常愚蠢的行為， 但是為了提高系統的性能和速度，必須要擴大緩存， 這樣就有了一個折中的方法，不擴大原來的靜態RAM緩存，而是增加一些高速動態RAM做為緩存， 這些高速動態RAM速度要比常規動態RAM快，但比原來的靜態RAM緩存慢， 把原來的靜態RAM緩存叫一級緩存，而把後來增加的動態RAM叫二級緩存。
❿ 高速緩存的工作原理是什麼
高速緩存內存標識位於主內存中的重復指令和數據，並將其復制到其內存中。CPU不再為相同的指令和數據重復訪問較慢的主內存，而是訪問更快的緩存。
緩存有時稱為CPU內存，通常運行在高性能的SRAM內存模塊上。CPU可以訪問更快的緩存內存來運行性能敏感的操作。高速緩存內存通常集成在主板下，或者在不同的晶元上，通過匯流排與CPU互連。
(10)緩存原理擴展閱讀：
在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。
內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。採用回寫(Write Back)結構的高速緩存。
它對讀和寫*作均有可提供緩存。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存，僅對讀*作有效。在486以上的計算機中基本採用了回寫式高速緩存。
在流行的處理器中，奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存，奔騰4為8KB，而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。