可靠的分布式計算系統(tǒng)和應用已成為著名業(yè)務的基石，尤其是在自動化和管理關鍵任務 - 關鍵業(yè)務流程并向客戶提供服務方面。

作為這些系統(tǒng)和應用程序的開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員，期望您提供各種信息技術（IT）解決方案，以確保您擁有最有效的系統(tǒng)。

這包括諸如設計，測試和實施系統(tǒng)/應用程序性能，可靠性，可用性和可擴展性的策略之類的任務，以使最終用戶提供令人滿意的服務水平。

緩存是您可以依靠的許多非常基本但有效的應用程序交付技術之一。在我們進一步發(fā)展之前，讓我們簡要看一下什么是緩存，在哪里和/或如何應用它及其好處。

什么是緩存或內(nèi)容緩存？

緩存（或內(nèi)容緩存）是一種在臨時存儲位置（也稱為緩存）中存儲數(shù)據(jù)副本的廣泛使用的技術，因此當從原始存儲中檢索數(shù)據(jù)時，可以輕松，快速訪問數(shù)據(jù)。

存儲在緩存中的數(shù)據(jù)可能包括文件或文件的片段（例如HTML文件，腳本，圖像，文檔等），數(shù)據(jù)庫操作或記錄，API調(diào)用，DNS記錄等，具體取決于緩存的類型和目的。

緩存可以是硬件或軟件的形式?；谲浖木彺妫ㄟ@是本文的重點）可以在應用程序堆棧的不同層上實現(xiàn)。

可以將緩存應用于客戶端（或應用程序演示層），例如，瀏覽器緩存或應用程序緩存（或離線模式）。大多數(shù)現(xiàn)代瀏覽器都將運送HTTP緩存的實現(xiàn)。

訪問Web應用程序時，您可能已經(jīng)聽說過流行的短語“清除您的緩存”，以使您可以使用本地存儲的內(nèi)容的舊副本查看網(wǎng)站或應用程序上的最新數(shù)據(jù)或內(nèi)容，而不是瀏覽器。

客戶端緩存的另一個示例是在操作系統(tǒng)級別（OS）級別發(fā)生的DNS緩存。這是OS或Web瀏覽器有關以前的DNS查找信息的臨時存儲。

也可以通過代理在網(wǎng)絡級別或WAN中實現(xiàn)緩存。此類緩存的一個常見示例是CDN （內(nèi)容輸送網(wǎng)絡），它們是Web代理服務器的全球分布式網(wǎng)絡。

第三，您還可以在Origin或后端服務器上實現(xiàn)緩存。服務器級緩存的形式不同，其中包括：

• Web服務器緩存（用于緩存圖像，文檔，腳本等）。
• 應用程序緩存或記憶（用于從磁盤讀取文件，其他服務或進程的數(shù)據(jù)，或請求API的數(shù)據(jù)等）。
• 數(shù)據(jù)庫緩存（提供內(nèi)存訪問經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)，例如請求的數(shù)據(jù)庫行，查詢結果和其他操作）。

請注意，緩存數(shù)據(jù)可以存儲在任何存儲系統(tǒng)中，包括數(shù)據(jù)庫，文件，系統(tǒng)內(nèi)存等，但應該比主要來源更快。在這方面，內(nèi)存緩存是最有效且常用的緩存形式。

為什么要使用緩存？

緩存提供了許多好處，包括以下內(nèi)容：

• 在數(shù)據(jù)庫級別，它可以提高讀取性能，以獲取緩存數(shù)據(jù)的微秒。您還可以使用寫入緩存來提高寫入性能，其中數(shù)據(jù)寫在內(nèi)存中，然后以指定的間隔寫入磁盤或主存儲。但是，它的數(shù)據(jù)完整性方面可能具有潛在的災難性含義。例如，當系統(tǒng)在將數(shù)據(jù)投入到主存儲之前崩潰時。
• 在應用程序級別上，緩存可以在應用程序過程本身中存儲經(jīng)常讀取數(shù)據(jù)，從而將數(shù)據(jù)查找時間從秒降低到微秒，尤其是在網(wǎng)絡上。
• 考慮到整體應用程序和服務器性能，緩存有助于減少服務器的負載，延遲和網(wǎng)絡帶寬，因為將緩存數(shù)據(jù)提供給客戶端，從而提高了向客戶端的響應時間和交付速度。
• 緩存還允許內(nèi)容可用性，尤其是通過CDN以及許多其他好處。

在本文中，我們將回顧一些用于在Linux中實現(xiàn)服務器端緩存的頂級開源（應用程序/數(shù)據(jù)庫緩存和緩存代理服務器）。

1。Redis

Redis（完整的遠程字典服務器）是一種免費的開源，快速，高性能和靈活的分布式內(nèi)存計算系統(tǒng)，可從大多數(shù)（如果不是全部）編程語言中使用。

這是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)結構存儲，可作為緩存引擎，內(nèi)存持續(xù)的磁盤數(shù)據(jù)庫和消息代理。盡管它是在Linux（推薦的部署平臺）和OS X上開發(fā)和測試的，但Redis也可以在其他POSIX系統(tǒng)（例如 *BSD）中工作，而沒有任何外部依賴性。

REDIS支持許多數(shù)據(jù)結構，例如字符串，哈希，列表，集合，排序集，位圖，流等等。這使程序員能夠使用特定的數(shù)據(jù)結構來解決特定問題。它支持其數(shù)據(jù)結構上的自動操作，例如將元素添加到列表上，將元素推入列表，增加哈希的值，計算集合相交等等。

它的關鍵功能包括Redis Master-Slave Replication（默認情況下是異步），使用Redis Sentinel，Redis cluster提供的高可用性和自動故障轉(zhuǎn)移（您可以通過添加更多群集節(jié)點來水平擴展）以及數(shù)據(jù)分配（在多個Redis實例中分配數(shù)據(jù)）。它還具有對交易，LUA腳本，一系列持久選項以及客戶服務器通信的加密的支持。

作為內(nèi)存但持久的磁盤數(shù)據(jù)庫，Redis在使用內(nèi)存數(shù)據(jù)集的最佳功能時提供了最佳性能。但是，您可以將其與磁盤數(shù)據(jù)庫（例如MySQL，PostgreSQL等）一起使用。例如，您可以在Redis中使用非常重的小數(shù)據(jù)，并將其他數(shù)據(jù)留在盤中數(shù)據(jù)庫中。

REDIS在許多方面都支持安全性：一個通過使用“受保護模式”功能來保護Redis Instances，以免從外部網(wǎng)絡訪問。它還支持客戶端服務器身份驗證（在服務器中配置密碼并在客戶端中提供的密碼）和所有通信渠道上的TLS，例如客戶端連接，復制鏈接，REDIS CLUST BUS BUS協(xié)議等。

REDIS有很多用例，包括數(shù)據(jù)庫緩存，全頁緩存，用戶會話數(shù)據(jù)管理，API響應存儲，發(fā)布/訂閱消息傳遞系統(tǒng)，消息隊列等。這些可以應用于游戲，社交網(wǎng)絡應用程序，RSS feed，實時數(shù)據(jù)分析，用戶建議等。

2

Memcached是一個免費的開源，簡單但功能強大的，分布式的內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)。它是一個內(nèi)存中的鍵值商店，用于少量數(shù)據(jù)，例如數(shù)據(jù)庫呼叫，API調(diào)用或頁面渲染的結果。它在類似于Unix的操作系統(tǒng)（包括Linux和OS X）以及Microsoft Windows上運行。

作為開發(fā)人員工具，它旨在通過緩存內(nèi)容（默認情況下，最近使用的（ LRU ）緩存）來提高動態(tài)Web應用程序的速度，從而降低了磁盤數(shù)據(jù)庫負載 - 它是應用程序的短期內(nèi)存。它為最受歡迎的編程語言提供了API。

MEMCACHED支持字符串作為唯一的數(shù)據(jù)類型。它具有客戶端服務器體系結構，其中一半的邏輯發(fā)生在客戶端端，另一半在服務器端發(fā)生。重要的是，客戶了解如何從項目中挑選要寫或閱讀的服務器。另外，客戶非常清楚該怎么辦，以防它無法連接到服務器。

盡管它是一個分布式的緩存系統(tǒng)，因此支持聚類，但彼此之間斷開了備用的服務器（即它們彼此不知道）。這意味著沒有像redis中的復制支持。他們還了解如何存儲和獲取物品并管理何時驅(qū)逐或重復使用內(nèi)存。您可以通過添加更多服務器來增加可用的內(nèi)存。

它支持通過TLS的身份驗證和加密為1.5.13，但此功能仍處于實驗階段。

3。apache ignite

Apache Ignite也是一個免費的開源，可擴展的可擴展分布式內(nèi)存中鍵值存儲，緩存和多模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可為計算分布式數(shù)據(jù)提供強大的處理API。它也是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)格，可以在內(nèi)存或點燃本機持久性中使用。它在類似Unix的系統(tǒng)（例如Linux和Windows）上運行。

它具有多層存儲，完整的SQL支持，以及跨多個集群節(jié)點，共同分配的處理和機器學習的酸（原子量，一致性，隔離，耐用性）交易（僅在鍵值API級別上）。它支持與任何第三方數(shù)據(jù)庫的自動集成，包括任何RDBM （例如MySQL，PostgreSQL，Oracle數(shù)據(jù)庫等）或NOSQL商店。

重要的是要注意，盡管IGNITE是SQL數(shù)據(jù)存儲，但它并不是SQL數(shù)據(jù)庫。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比，它明確處理了約束和索引；它支持主要和次要索引，但僅使用主要索引來執(zhí)行唯一性。此外，它不支持外國鑰匙限制。

IGNITE還通過允許您在服務器上啟用身份驗證并向客戶端提供用戶憑據(jù)來支持安全性。還支持SSL套接字通信，以在所有IGNITE節(jié)點之間提供安全的連接。

IGNITE具有許多用例，包括緩存系統(tǒng)，系統(tǒng)工作負載加速，實時數(shù)據(jù)處理和分析。它也可以用作以圖形為中心的平臺。

4。couchbase服務器

Couchbase Server也是一種開源，分布式，NOSQL的面向文檔的參與數(shù)據(jù)庫，它以鍵值格式將數(shù)據(jù)存儲為項目。它在Linux和其他操作系統(tǒng)（例如Windows和Mac OS X）上都可以使用。它使用了名為N1QL的功能豐富的，面向文檔的查詢語言，該語言可提供功能強大的查詢和索引服務，以支持數(shù)據(jù)的子毫秒操作。

它的顯著功能是具有托管緩存，專用索引器，功能強大的查詢引擎，擴展架構（多維縮放），大數(shù)據(jù)和SQL集成，全堆棧安全性以及高可用性的快速鍵值商店。

Couchbase Server隨附本機多實例集群支持，其中集群管理器工具協(xié)調(diào)所有節(jié)點活動，并僅向客戶端提供群集范圍的接口。重要的是，您可以根據(jù)需要添加，刪除或更換節(jié)點，而無需停機。它還支持跨群集節(jié)點的數(shù)據(jù)復制，以及跨數(shù)據(jù)中心的選擇性數(shù)據(jù)復制。

它通過使用專用的Couchbase服務器端口，不同的身份驗證機制（使用憑據(jù)或證書），基于角色的訪問控制（以檢查每個身份驗證的用戶是否分配了系統(tǒng)定義的角色），審核，日志和會話來實現(xiàn)安全性。

它的用例包括統(tǒng)一的編程接口，全文搜索，并行查詢處理，文檔管理，索引等等，其專門設計用于為大型交互式網(wǎng)絡，移動和物聯(lián)網(wǎng)應用程序提供低延遲數(shù)據(jù)管理。

5。榛子imdg

Hazelcast IMDG（內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)格）是一種開源，輕巧，快速且可擴展的內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件，可提供可彈性可擴展的分布式內(nèi)存計算計算。 Hazelcast IMDG還可以在Linux，Windows，Mac OS X以及安裝Java的任何其他平臺上運行。它支持多種靈活和語言的數(shù)據(jù)結構，例如地圖，集合，列表，多膠合，彈跳器和超置logog。

Hazelcast是點對點，支持簡單的可擴展性，集群設置（具有收集統(tǒng)計??信息，通過JMX協(xié)議進行監(jiān)視的選項，并使用有用的實用程序管理群集），分布式數(shù)據(jù)結構和事件，數(shù)據(jù)分配和交易。它也是多余的，因為它可以保留多個成員的每個數(shù)據(jù)輸入的備份。要擴展群集，只需啟動另一個實例，數(shù)據(jù)和備份是自動均勻平衡的。

它提供了有用的API集合來訪問群集中的CPU，以最大程度地處理速度。它還提供了來自Java的大量開發(fā)人員友好接口的分布式實現(xiàn)，例如MAP，隊列，執(zhí)行人員服務，鎖和JCache。

它的安全功能包括群集成員和客戶端身份驗證以及通過基于JAAS的安全功能對客戶端操作進行訪問控制檢查。它還允許攔截客戶端執(zhí)行的套接字連接和遠程操作，集群成員之間的套接字級通信加密，并啟用SSL/TLS套接字通信。但是，根據(jù)官方文檔，企業(yè)版本中提供了大多數(shù)這些安全功能。

它最受歡迎的用例是分布式內(nèi)存中的緩存和數(shù)據(jù)存儲。但是它也可以用于Web會話聚類，NOSQL替換，并行處理，簡單消息傳遞等等。

6

MCROUTER是一種免費的開源紀念協(xié)議路由器，用于擴展由Facebook開發(fā)和維護的模擬部署。它具有MEMCACHED ASCII協(xié)議，靈活的路由，多批次支持，多級別的卡車，連接池，多個哈希方案，前綴路由，重復的池，生產(chǎn)流量陰影，在線重新配置以及目標健康監(jiān)控/自動故障轉(zhuǎn)移。

此外，它支持冷藏熱的熱身，豐富的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和調(diào)試命令，可靠的刪除流服務質(zhì)量，大值和廣播操作，并帶有IPv6和SSL支持。

它在Facebook和Instagram上用作緩存基礎架構的核心組成部分，以處理峰值每秒近50億個請求。

7。清漆緩存

Varnish Cache是??位于Web客戶端和Origin Server之間的開源靈活，現(xiàn)代和多功能Web應用程序加速器。它在所有現(xiàn)代Linux，F(xiàn)reeBSD和Solaris（僅x86）平臺上運行。這是一個出色的緩存引擎和內(nèi)容加速器，您可以在Nginx，Apache等Web服務器前部署，以在默認的HTTP端口上偵聽以接收和轉(zhuǎn)發(fā)客戶端請求到Web服務器并將Web服務器響應交付給客戶端。

Varnish Cache充當客戶和原始服務器之間的中間人時，提供了一些好處，該元素是在內(nèi)存中緩存Web內(nèi)容以減輕您的Web服務器負載并提高向客戶端的交付速度。

從客戶端接收HTTP請求后，它將其轉(zhuǎn)發(fā)到后端網(wǎng)絡服務器。 Web服務器做出響應后，Varnish將在內(nèi)存中緩存并將響應發(fā)送給客戶端。當客戶端請求相同的內(nèi)容時，Varnish將從提高緩存應用程序響應中提供它。如果它無法從緩存中提供內(nèi)容，則請求將轉(zhuǎn)發(fā)到后端，并將響應緩存并交付給客戶端。

VARNISH特征VCL （ Varnish配置語言- 一種靈活的域特定語言），用于配置如何處理請求以及更多的Varnish模塊（VMOD），這些模塊（ VMOD ）是Varnish Cache的擴展。

在安全方面，清漆緩存支持日志記錄，請求檢查，節(jié)流，身份驗證和通過VMOD授權，但它缺乏對SSL/TLS的本機支持。您可以使用SSL/TLS代理（例如Hitch或nginx）啟用HTTPS用于清漆緩存。

您還可以將清漆緩存用作Web應用程序防火墻，DDOS攻擊辯護人，熱鏈接保護器，負載平衡器，集成點，單個簽名網(wǎng)關，身份驗證和授權策略機制，不穩(wěn)定后端的快速修復以及HTTP請求路由器。

8。魷魚緩存代理

Linux的另一個免費和開源，出色的代理和加速解決方案是Squid。它是一種功能豐富的Web代理緩存服務器軟件，可為包括HTTP，HTTPS和FTP在內(nèi)的流行網(wǎng)絡協(xié)議提供代理和緩存服務。它還在其他Unix平臺和窗口上運行。

就像清漆緩存一樣，它也會從客戶端接收請求，并將其傳遞給指定的后端服務器。當后端服務器響應時，它將內(nèi)容的副本存儲在緩存中，并將其傳遞給客戶端。未來對同一內(nèi)容的請求將從緩存中提供，從而使內(nèi)容更快地交付給客戶。因此，它優(yōu)化了客戶端和服務器之間的數(shù)據(jù)流，以提高性能和緩存頻繁使用的內(nèi)容，以減少網(wǎng)絡流量并節(jié)省帶寬。

Squid具有諸如代理服務器的互通度層次結構之類的功能，例如生成有關Web使用模式的數(shù)據(jù)（例如，有關最訪問的站點的統(tǒng)計信息），使您能夠分析，捕獲，封鎖，替換或修改被批準的消息。

它還支持安全功能，例如豐富的訪問控制，授權和身份驗證，SSL/TLS支持和活動記錄。

9。nginx

NGINX（發(fā)音為Engine-X ）是一種開源，高性能，功能齊全且非常流行的合并解決方案，用于設置Web基礎架構。它是HTTP服務器，反向代理服務器，郵件代理服務器和通用TCP/UDP代理服務器。

NGINX提供了基本的緩存功能，其中緩存內(nèi)容存儲在磁盤上的持續(xù)緩存中。關于nginx中內(nèi)容緩存的引人入勝的部分是，當它無法從原始服務器中獲取新鮮內(nèi)容時，可以將其配置為從其緩存中傳遞過時的內(nèi)容。

NGINX提供了許多安全功能來保護您的Web系統(tǒng)，其中包括SSL終止，使用HTTP基本身份驗證限制訪問，基于子重點結果的身份驗證，JWT身份驗證，限制了對代碼http資源的訪問，將地理位置限制訪問限制了地理位置的位置等等。

它通常被部署為反向代理，負載平衡器，SSL終結器/安全網(wǎng)關，應用程序加速器/內(nèi)容緩存以及應用程序堆棧中的API網(wǎng)關。它也用于流媒體。

10。apache流量服務器

最后但并非最不重要的一點是，我們有Apache流量服務器，一個開源，快速，可擴展和可擴展的緩存代理服務器，并支持HTTP/1.1和HTTP/2.0。它旨在通過緩存網(wǎng)絡邊緣，企業(yè)，ISP（Internet服務器提供商），骨干提供商等通過經(jīng)常訪問的內(nèi)容來提高網(wǎng)絡效率和性能。

它支持HTTP/HTTPS流量的前進和反向代理。它也可以配置為同時在任何一種或兩種模式下運行。它具有持續(xù)的緩存，插件API；支持ICP（Internet Cache協(xié)議），ESI（邊緣側）；保持活力，等等。

在安全性方面，流量服務器通過允許您配置允許使用代理緩存的客戶端，為客戶端與自身之間以及本身與原始服務器之間的連接使用SSL終止的客戶端來支持控制客戶端訪問。它還通過插件，記錄（其收到的每個請求以及檢測到的每個錯誤）和監(jiān)視來支持身份驗證和基本授權。

流量服務器可以用作Web代理緩存，向前代理，反向代理，透明代理，負載平衡器或在緩存層次結構中。

總結說

緩存是最有益，最悠久的Web內(nèi)容交付技術之一，主要旨在提高網(wǎng)站或應用程序的速度。它有助于減少服務器負載，延遲和網(wǎng)絡帶寬，因為將緩存的數(shù)據(jù)提供給客戶端，從而提高了對客戶端的應用程序響應時間和交付速度。

在本文中，我們回顧了用于Linux系統(tǒng)上使用的頂級開源緩存工具。如果您知道此處未列出的其他開源緩存工具，請通過下面的反饋表與我們分享。您也可以與我們分享您對這篇文章的想法。

以上是2024年Linux的10個最佳開源緩存工具的詳細內(nèi)容。更多信息請關注PHP中文網(wǎng)其他相關文章！