M

MLOG

Latviešu

Optimizējiet savas API veiktspēju un mērogojamību, izmantojot efektīvas kešatmiņas stratēģijas ar Redis un CDN. Visaptverošs ceļvedis globāliem izstrādātājiem.

API kešatmiņa: veiktspējas mērogošana globāli ar Redis un CDN stratēģijām

Mūsdienu savstarpēji saistītajā pasaulē lietojumprogrammām ir jānodrošina ātra un uzticama pieredze lietotājiem neatkarīgi no viņu ģeogrāfiskās atrašanās vietas. API (lietojumprogrammu saskarnes) ir mūsdienu programmatūras arhitektūras pamats, kas nodrošina visu, sākot no mobilajām lietotnēm līdz sarežģītām uzņēmumu sistēmām. Tāpēc API veiktspējas optimizēšana ir ļoti svarīga, un kešatmiņai ir galvenā loma šī mērķa sasniegšanā.

Šajā rokasgrāmatā aplūkotas efektīvas API kešatmiņas stratēģijas, izmantojot divus jaudīgus rīkus: Redis un satura piegādes tīklus (CDN). Mēs iedziļināsimies priekšrocībās, ieviešanas metodēs un labākajās praksēs, kā izmantot šīs tehnoloģijas, lai izveidotu augstas veiktspējas, mērogojamas un globāli pieejamas API.

Kāpēc API kešatmiņa ir svarīga?

Bez kešatmiņas katrs API pieprasījums izraisa ceļojumu uz izcelsmes serveri (piemēram, jūsu lietojumprogrammas datu bāzi). Tas var radīt vairākas problēmas:

Kešatmiņa risina šīs problēmas, glabājot bieži piekļūstamus datus tuvāk lietotājam, samazinot slodzi uz izcelsmes serveri un uzlabojot atbildes laiku. Kešatmiņa var notikt dažādos jūsu infrastruktūras līmeņos, sākot no klienta puses pārlūkprogrammas līdz servera puses lietojumprogrammai.

Izpratne par kešatmiņas ainavu

Pirms iedziļināties konkrētās tehnoloģijās, definēsim dažus galvenos kešatmiņas jēdzienus:

Redis: operatīvās atmiņas datu krātuve API kešatmiņai

Redis ir atvērtā koda, operatīvās atmiņas datu struktūru krātuve, ko plaši izmanto kešatmiņai, sesiju pārvaldībai un reāllaika analīzei. Tā ātrums un daudzpusība padara to par lielisku izvēli API kešatmiņai. Redis glabā datus atslēgas-vērtības pāros, piedāvājot dažādas datu struktūras, piemēram, virknes, sarakstus, kopas un jaucējtabulas. Tā kā Redis atrodas operatīvajā atmiņā, datu izgūšana ir ārkārtīgi ātra, kas nodrošina ievērojami mazāku latentumu salīdzinājumā ar datu bāzes vaicājumiem.

Redis izmantošanas priekšrocības API kešatmiņai

Redis kešatmiņas ieviešana

Šeit ir vienkāršots piemērs Redis kešatmiņas ieviešanai Python valodā, izmantojot `redis-py` bibliotēku:


import redis
import json

# Connect to Redis
redis_client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)


def get_data_from_api(api_endpoint):
 # Simulate fetching data from an API
 data = {"name": "Example Data", "value": 123}
 return data


def get_data_with_cache(api_endpoint):
 cache_key = f"api:{api_endpoint}"
 cached_data = redis_client.get(cache_key)

 if cached_data:
 print("Data retrieved from cache")
 return json.loads(cached_data.decode('utf-8'))
 else:
 print("Data retrieved from API")
 data = get_data_from_api(api_endpoint)
 # Cache the data for 60 seconds (TTL)
 redis_client.setex(cache_key, 60, json.dumps(data))
 return data

# Example usage
api_endpoint = "/data"
data = get_data_with_cache(api_endpoint)
print(data)

Paskaidrojums:

  1. Kods izveido savienojumu ar Redis instanci.
  2. Funkcija `get_data_with_cache` mēģina izgūt datus no Redis, izmantojot kešatmiņas atslēgu.
  3. Ja dati tiek atrasti Redis (kešatmiņas trāpījums), tie tiek atgriezti.
  4. Ja dati netiek atrasti (kešatmiņas kļūda), tie tiek izgūti no API, saglabāti kešatmiņā Redis ar TTL 60 sekundes un pēc tam atgriezti.

Redis kešatmiņas stratēģijas

Kešatmiņas invalidācijas stratēģijas ar Redis

Datu konsekvences uzturēšana ir ļoti svarīga. Šeit ir dažas izplatītas kešatmiņas invalidācijas stratēģijas Redis:

Satura piegādes tīkli (CDN): globāla kešatmiņa tīkla malā

Kamēr Redis lieliski tiek galā ar datu kešatmiņu jūsu lietojumprogrammas infrastruktūrā, CDN paplašina kešatmiņu globālā mērogā. CDN ir izkliedēts serveru tīkls, kas stratēģiski izvietots visā pasaulē. Kad lietotājs pieprasa saturu no jūsu API, CDN serveris, kas atrodas vistuvāk lietotājam, piegādā kešatmiņā saglabātos datus, samazinot latentumu un uzlabojot veiktspēju. CDN ir īpaši efektīvi statiska satura (piemēram, attēlu, video, CSS, JavaScript) un bieži pieprasītu API atbilžu kešatmiņai, kas nemainās bieži.

CDN izmantošanas priekšrocības API kešatmiņai

Kā darbojas CDN

  1. Lietotājs pieprasa saturu no jūsu API.
  2. CDN pārbauda, vai saturs jau ir saglabāts kešatmiņā malas serverī, kas atrodas vistuvāk lietotājam.
  3. Ja saturs ir kešatmiņā (kešatmiņas trāpījums), tas tiek piegādāts lietotājam.
  4. Ja saturs nav kešatmiņā (kešatmiņas kļūda), malas serveris to izgūst no izcelsmes servera, saglabā kešatmiņā un piegādā lietotājam.
  5. Turpmākie pieprasījumi no lietotājiem tajā pašā ģeogrāfiskajā reģionā tiek apkalpoti no kešatmiņas.

CDN konfigurācija un Cache-Control galvenes

CDN konfigurēšana parasti ietver jūsu domēna nosaukuma novirzīšanu uz CDN serveriem. Jums arī jākonfigurē cache-control galvenes jūsu API atbildēs, lai norādītu CDN, kā kešatmiņā saglabāt jūsu saturu. Izplatītākās cache-control galvenes ietver:

Cache-Control galvenes piemērs:


Cache-Control: public, max-age=3600, s-maxage=7200

Šī galvene norāda CDN saglabāt atbildi kešatmiņā 7200 sekundes (2 stundas), kamēr pārlūkprogrammas to var saglabāt 3600 sekundes (1 stundu).

Populāri CDN pakalpojumu sniedzēji

CDN kešatmiņas invalidācijas stratēģijas

Tāpat kā Redis, arī CDN nepieciešami kešatmiņas invalidācijas mehānismi, lai nodrošinātu datu konsekvenci.

Redis un CDN apvienošana: spēcīga partnerība

Redis un CDN var izmantot kopā, lai izveidotu ļoti efektīvu API kešatmiņas stratēģiju. Redis darbojas kā pirmā līmeņa kešatmiņa jūsu lietojumprogrammas infrastruktūrā, kamēr CDN nodrošina globālu kešatmiņu tīkla malā.

Arhitektūras piemērs

  1. Lietotājs pieprasa datus no jūsu API.
  2. Lietojumprogramma pārbauda Redis, vai dati ir pieejami.
  3. Ja dati tiek atrasti Redis (kešatmiņas trāpījums), tie tiek atgriezti lietotājam.
  4. Ja dati netiek atrasti Redis (kešatmiņas kļūda), lietojumprogramma tos izgūst no izcelsmes servera.
  5. Lietojumprogramma saglabā datus Redis kešatmiņā ar TTL.
  6. Lietojumprogramma atgriež datus lietotājam.
  7. CDN saglabā API atbildi kešatmiņā, pamatojoties uz cache-control galvenēm.
  8. Turpmākie pieprasījumi no lietotājiem tajā pašā ģeogrāfiskajā reģionā tiek apkalpoti no CDN kešatmiņas.

Šīs apvienotās pieejas priekšrocības

Pareizās kešatmiņas stratēģijas izvēle

Optimālā kešatmiņas stratēģija ir atkarīga no vairākiem faktoriem, tostarp:

API kešatmiņas labākās prakses

Globāli apsvērumi

Ieviešot API kešatmiņu globālai auditorijai, paturiet prātā sekojošo:

Noslēgums

API kešatmiņa ir būtiska, lai veidotu augstas veiktspējas, mērogojamas un globāli pieejamas lietojumprogrammas. Efektīvi izmantojot Redis un CDN, jūs varat ievērojami samazināt latentumu, uzlabot caurlaidspēju un uzlabot lietotāja pieredzi. Atcerieties izvēlēties pareizo kešatmiņas stratēģiju, pamatojoties uz jūsu īpašajām vajadzībām, un ieviest atbilstošus kešatmiņas invalidācijas mehānismus, lai uzturētu datu konsekvenci. Ievērojot šajā rokasgrāmatā izklāstītās labākās prakses, jūs varat izveidot robustas un efektīvas API, kas atbilst globālās auditorijas prasībām.

Neatkarīgi no tā, vai jūs veidojat mikropakalpojumu arhitektūru Eiropā, izvietojat mobilo lietotni Āzijā vai apkalpojat saturu lietotājiem Ziemeļamerikā, efektīvu API kešatmiņas stratēģiju izpratne un ieviešana ir būtiska panākumiem mūsdienu savstarpēji saistītajā pasaulē. Eksperimentējiet ar dažādām konfigurācijām, pārraugiet savus veiktspējas rādītājus un nepārtraukti optimizējiet savu kešatmiņas stratēģiju, lai sasniegtu vislabākos iespējamos rezultātus.