Mise en cache: Qu'est-ce que c'est et comment ça fonctionne?
La mise en cache est devenue une fonctionnalité incontournable aux performances d’un site web. C’est pourquoi elle est désormais incluse dans la plupart des solutions d’hébergement web.
La mise en cache n’est toutefois pas toujours bien comprise. De nombreux internautes comprennent mal le concept, qui pour eux, soulève plusieurs questions.
Qu’est-ce que la mise en cache, exactement? À quoi ça sert, et comment cela fonctionne-t-il? Quels sont les divers types de mise en cache proposés par les hébergeurs web? Quels sont les avantages et les inconvénients de cette fonctionnalité?
Dans cet article, nous répondrons à toutes ces questions et bien plus encore. Nous aborderons tout d’abord le concept de mise en cache et expliquerons son fonctionnement.
Il sera ensuite question des différents types de caches existants à l’heure actuelle. Nous aborderons finalement les avantages et les défis liés à l’utilisation de la mise en cache. Vous devriez donc avoir une bien meilleure compréhension du concept à la fin de votre lecture.
Qu’est-ce que la mise en cache ?
La mise en cache est un processus par lequel des données sont entreposées dans un cache. Il s’agit d’une zone de stockage temporaire qui facilite un accès plus rapide aux données. Le but de ce processus est d’améliorer la vitesse de chargement des applications et du système.
L’exemple le plus courant de cache est celui des navigateurs web. Ceux-ci stockent le contenu des pages web sur un disque local pendant une période de temps définie.
Lorsque l’utilisateur visite un site pour la première fois, le contenu est téléchargé à partir du serveur web. Il est ensuite enregistré dans un répertoire local. Si l’utilisateur visite à nouveau le même site web, le contenu sera chargé à partir du cache local plutôt que du serveur.
Le contenu des pages web se charge ainsi beaucoup plus rapidement dans le navigateur que s’il était téléchargé à partir du serveur Web.
Ce processus présente plusieurs avantages. Il permet tout d’abord à l’utilisateur de gagner du temps, ce qui est primordial. Il réduit aussi le trafic sur le réseau et la charge sur le serveur web.
L’idée derrière la mise en cache est de copier temporairement des données vers un emplacement permettant d’y accéder plus rapidement que si elles étaient récupérées à partir de leur source principale.
C’est notamment le cas d’un navigateur Web. Il peut accéder aux données plus rapidement dans un cache sur un disque local que via une connexion Internet à un serveur Web.
Quels sont les différents types de mise en cache?
Maintenant que nous avons expliqué brièvement le concept, voyons maintenant comment il peut s’appliquer. Car il faut le dire, les navigateurs web sont loin d’être les seuls à utiliser un cache.
Le même principe qui s’applique à la mise en cache sur Internet s’applique à divers autres types de mise en cache :
Mise en cache CPU.
La plupart des unités de traitement centrales (CPU) comprennent des caches haute vitesse (tels que L1 et L2).
Celles-ci se situent entre la mémoire principale de l’ordinateur et le processeur. Elles fournissent ainsi au CPU un accès plus rapide aux ensembles d’instructions de programme fournis par la mémoire principale.
Mise en cache en mémoire.
Les applications utilisent souvent la mémoire principale d’un système pour mettre en cache les données stockées sur le disque.
Par exemple, un système de gestion de base de données peut utiliser un cache pour les charges de travail lourdes en lecture ou les requêtes complexes. Cela permet d’effectuer ces opérations exigeantes plus rapidement et efficacement.
Cache de mémoire virtuelle.
L’unité de gestion de la mémoire d’un ordinateur inclut souvent un tampon de recherche de traduction. Celui-ci sert à mettre en cache les traductions récentes entre les adresses virtuelles et physiques.
Bien sûr, ce type de cache s’effectue en arrière-plan et est rarement perceptible pour les utilisateur de la machine.
Mise en cache côté serveur.
Les sites et applications web mettent souvent en cache des données provenant d’autres systèmes. Par exemple, une application peut mettre en cache des données qu’elle récupère régulièrement à partir d’une base de données principale.
Ce type de cache se distingue de celui du navigateur par l’emplacement des données. Celles-ci sont alors stockées au niveau du serveur, plutôt que dans un répertoire local.
Cache DNS.
Les serveurs DNS mettent souvent en cache les données de recherche DNS. Ils peuvent ainsi faire correspondre les noms d’hôtes aux adresses IP plus rapidement.
La plupart des registraires de domaines et hébergeurs web ont recours à ce type de cache. Ceux-ci sont donc couramment utilisés depuis plusieurs années, sans que les internautes en aient conscience.
Mise en cache CDN.
Les réseaux de diffusion de contenu (CDN) stockent les données dans plusieurs caches. Ceux-ci sont situées sur des serveurs proxy qui sont géographiquement distribués à travers le monde.
Ils permettent ainsi de servir le contenu aux utilisateurs à partir d’un serveur situé proximité de l’endroit où ils se connectent. Ils contribuent ainsi à améliorer les performances d’un site ou d’une application web.
Cache de contrôleur de stockage.
Un contrôleur de stockage peut inclure un cache local pour simplifier les opérations d’entrée/sortie. Ce cache permet alors d’améliorer les opérations entre le contrôleur et l’application, ainsi qu’entre le contrôleur et le disque.
Ce type de cache est moins courant que la plupart des autres types mentionnés précédemment. Il s’agit également de l’un des cache les moins visibles, ce qui en fait l’un des moins connus du grand public.
Les avantages de la mise en cache
Les exemple ci-dessus ne sont que quelques-unes des façons dont la mise en cache est utilisée pour améliorer les performances. La multitude de ses usages explique pourquoi cette technologie est si omniprésente.
L’utilisation d’un cache permet d’améliorer la rapidité de chargement de très nombreuses technologies et applications.
Cette fonctionnalité a donc de forte chances de trouver encore de nouveaux usages au cours des prochaines années. Les développements dans l’Internet des objets et l’intelligence artificielle verront sans doute apparaître de tout nouveaux types de caches.
La mise en cache contribue également à assurer la disponibilité des données. Par exemple, un CDN permet de rendre le contenu d’un site web accessible aux visiteurs, même si le serveur hébergeant le contenu est surchargé ou en panne.
Les défis qui accompagnent la mise en cache
Comme nous l’avons mentionné, utiliser un cache peut être très bénéfique. Cela peut toutefois également avoir certains inconvénients et causer quelques soucis.
Par exemple, un navigateur peut mettre en cache des données sensibles qui peuvent être ensuite compromises.
Les données mises en cache peuvent aussi devenir obsolètes ou désynchronisées avec les données sources. Si un cache devient trop volumineux, cela peut affecter négativement les performances.
Cette fonctionnalité peut aussi nuire aux performances si les mauvaises données sont stockées dans le cache. C’est dû au fonctionnement de base du concept de cache.
Lorsque la mise en cache est utilisée, le serveur ou l’application vérifie d’abord le cache pour y trouver les données nécessaires.
Si les données sont trouvées, elles sont chargées à partir du cache. Si les données ne sont pas trouvées, l’application doit récupérer les données de la source primaire. Ce processus ajoute une étape supplémentaire au processus de récupération des données.
Si ce cycle d’échec se produit trop souvent, le site web et/ou l’application peuvent fonctionner moins bien que si la mise en cache n’était pas implémentée.
Planifiez votre stratégie de cache
La mise en cache doit être soigneusement planifiée afin d’en tirer des bénéfices tout en évitant les inconvénients.
Pour ce faire, il faut régler une sélection optimale des données à mettre en cache et la durée de conservation des données.
Par exemple, si les données changent fréquemment, vous pouvez limiter la durée de conservation des données dans le cache. Vous pouvez même choisir ne pas les mettre en cache du tout.
On voit notamment ce genre d’exclusion sur des applications de marchés boursiers, sur lesquels les prix des titres doivent s’ajuster en temps réel.
Votre stratégie de mise en cache dépend de plusieurs éléments qui déterminent vos besoins. Par exemple, la nature des données et les applications accédant aux données influenceront le type de cache et leur contenu.
Pour conclure sur la mise en cache
La mise en cache de données est une fonctionnalité très courante dans les applications et le matériel informatique.
Elle permet d’améliorer les performances d’une multitude de systèmes et d’appareils en conservant des données à portée de main. Il faut toutefois être prudent au niveau de la sélection des données à stocker, ou le cache peut alors devenir un handicap, plutôt qu’un atout.
Nous espérons que cet article vous a éclairé sur la mise en cache. Si c’est le cas, nous vous invitons à consulter nos autres autres articles et tutoriels.
N’hésitez pas non plus à consulter notre base de connaissance. Vous y trouverez une foule d’articles détaillés pouvant répondre à toutes vos questions web.
