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Lexikon Cache

Was ist ein Cache? Definition Cache

Ein Cache in einem Browser ist im Grunde eine Art Zwischenspeicher, der dazu dient, Daten temporär zu speichern, um den Zugriff auf diese Daten zu beschleunigen. Man kann sich einen Cache wie ein kleines, schnelles Lager vorstellen, das häufig benötigte Informationen bereithält, damit man nicht jedes Mal weit entfernte oder langsamere Speicherorte aufsuchen muss.

Ein Cache speichert also die Kopien von Daten, die zeitaufwendig zu berechnen sind. Wenn dieselben Daten erneut benötigt werden, kann es aus dem Cache schnell abgerufen werden, anstatt die Daten erneut zu berechnen. Dadurch können Systeme effizienter arbeiten, da weniger Zeit für das Laden von Daten benötigt wird. Dies kann die Leistung des Systems erheblich verbessern, besonders bei Anwendungen, bei denen Geschwindigkeit und Antwortzeit kritisch sind.

Manchmal kann es jedoch vorkommen, dass der Cache zu voll wird, und das kann zu kleinen Problemen führen, wie zum Beispiel, dass die Seite nicht richtig angezeigt wird. In solchen Fällen kann man den Cache löschen, um Platz zu schaffen und sicherzustellen, dass alles reibungslos funktioniert.

Inhaltsübersicht
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Darstellung der Vorgehensweise beim Caching.

Definition Wie funktioniert der Cache?

Der Cache eines Browsers ist vergleichbar mit einem temporären Speicher, in dem der Browser Informationen über besuchte Webseiten zwischenspeichert. Wenn man eine Webseite aufruft, werden bestimmte Daten wie Bilder, Texte und andere Elemente auf dem Computer gespeichert, damit die Seite beim nächsten Besuch schneller geladen werden kann. Das ist vergleichbar mit dem Gedächtnis, das man sich von einer wiederholt besuchten Seite macht, um schneller darauf zugreifen zu können. Der Cache ist nützlich, weil er die Ladezeiten verkürzt und die Effizienz beim Browsen verbessert.

Von einer technischen Perspektive aus betrachtet, funktioniert der Cache auf folgende Weise:

  1. Anfrage und Antwort: Wenn man eine Webseite besucht, sendet der Browser eine Anfrage an den Server der Website, um die benötigten Dateien wie HTML, Bilder, Stylesheets (CSS) und Skripte zu erhalten.

  2. Zwischenspeicherung: Nachdem der Browser die Dateien erhalten hat, werden sie im Cache des Computers gespeichert. Der Cache ist ein temporärer Speicher, der auf der Festplatte des Computers liegt.

  3. Wiederverwendung: Beim erneuten Besuch derselben Webseite versucht der Browser, die benötigten Dateien zunächst aus dem Cache abzurufen, anstatt sie erneut vom Server herunterzuladen. Dies beschleunigt den Ladevorgang, da das Laden von Dateien aus dem Cache schneller ist als der Download über das Internet.

  4. Ablauf und Aktualisierung: Allerdings haben die Dateien im Cache ein Verfallsdatum. Das bedeutet, dass sie nach einer gewissen Zeit als veraltet gelten und erneut vom Server abgerufen werden müssen, um sicherzustellen, dass man die neueste Version der Webseite sieht. Manchmal wird der Cache auch manuell gelöscht, um Platz zu schaffen oder um sicherzustellen, dass aktuelle Daten geladen werden.

Insgesamt dient der Cache dazu, Webseiten schneller zu laden, indem er bereits abgerufene Daten zwischenspeichert und so die Notwendigkeit reduziert, dieselben Dateien wiederholt aus dem Internet herunterzuladen.

Arten von Cache

1
CPU-Cache

Der CPU-Cache ist ein kleiner Hochgeschwindigkeitsspeicher, der in den Prozessorchip integriert ist. Er wird verwendet, um häufig aufgerufene Daten oder Anweisungen zu speichern und so die Zeit zu verkürzen, die für den Zugriff auf den Hauptspeicher benötigt wird.

2
Web-Cache

Ein Web-Cache wird zum Speichern von Webseiten verwendet, auf die häufig zugegriffen wird. Er trägt dazu bei, die Antwortzeit einer Webseite zu verkürzen, indem er eine zwischengespeicherte Version der Seite bereitstellt, anstatt sie jedes Mal vom Server abzurufen.

3
Festplatten-Cache

Ein Festplatten-Cache ist ein Teil des Computerspeichers, der dazu dient, häufig abgerufene Daten oder Anweisungen von der Festplatte zu speichern. Er verbessert die Leistung des Systems,  indem er die Zeit verkürzt, die zum Lesen von Daten von der Festplatte benötigt wird.

Effektive Cache-Nutzung Best Practice für die Cache-Nutzung

Wir haben die wichtigsten Tipps zur effektiven Nutzung des Cache zusammengefasst:

  • Die Cache-Größe sollte je nach Anwendungsfall sorgfältig ausgewählt werden. Ein größerer Cache führt nicht immer zu einer besseren Leistung, da er zu Cache-Thrashing oder Cache-Pollution führen kann. Man kann das mit einem zu großen Rucksack vergleichen. Man muss die Größe sorgfältig wählen, damit man genug Platz hat, aber nicht zu viel, weil man sonst immer überflüssig viel Müll herumschleppt.
  • Um den Speicher von oft genutzten Daten zu verwalten, helfen Programme wie Memcached oder Redis. Sie sorgen dafür, dass alte oder unnötige Daten automatisch gelöscht werden und neue Daten schnell abrufbar sind. So bleibt alles ordentlich und läuft schneller.
  • Die Optimierung der Cache-Leistung kann durch die Verwendung von cache-freundlichen Datenstrukturen wie Arrays und Listen erreicht werden. Diese Datenstrukturen sind vergleichbar mit sauber gefalteten Kleidungsstücken, die gut in eine Schublade passen. Indem man cache-freundliche Datenstrukturen verwendet, verbessert man die Effizienz des Caches und erleichtert das schnelle Auffinden von gespeicherten Informationen.

Wie löscht man den Cache? Cache leeren

Um den Cache zu leeren, können Sie je nach Gerät oder Browser ein paar einfache Schritte ausführen:

  • Auf einem Windows-Computer können Sie den Cache löschen, indem Sie in Ihrem Browser die Einstellungen öffnen. Dort können Sie die Option zum Löschen von Browser-Daten verwenden, um zwischengespeicherte Bilder und Dateien zu bereinigen.
  • Auf einem iPhone oder iPad können Sie die App "Einstellungen" aufrufen, Safari auswählen und dann "Verlauf und Webseite-Daten löschen" wählen, um den Cache zu löschen.

Detaillierte Beschreibungen für alle Gerätetypen und Browser, verschiedene Möglichkeiten den Cache zu löschen oder zu umgehen, Tastatur-Shortcuts, sowie eine vollautomatische Browser-Erkennung finden Sie hier: Browser-Cache löschen, Schritt-für-Schritt-Anleitung

Es ist wichtig zu beachten, dass das Löschen des Caches dazu führen kann, dass Webseiten zunächst langsamer geladen werden, da der Browser die Informationen erneut herunterladen muss. Aber es kann auch dazu beitragen, die Browserleistung zu verbessern und Probleme mit zwischengespeicherten Daten zu lösen.

Vorteile Cache

Es gibt einige Vorteile der Verwendung von Cache in Computersystemen:

  • Schnellere Datenzugriffe: Wenn man häufig auf bestimmte Daten oder Programme zugreift, merkt sich der Cache diese und stellt sie schneller zur Verfügung. Das führt zu einer beschleunigten Reaktionszeit, da man nicht jedes Mal auf die ursprüngliche Quelle zugreifen muss.

  • Verbesserte Leistung: Durch die Zwischenspeicherung von oft benötigten Informationen wird die Gesamtleistung des Systems gesteigert. Programme können schneller ausgeführt werden, und die Wartezeiten für den Benutzer werden reduziert.

  • Effiziente Ressourcennutzung: Der Cache optimiert die Ressourcennutzung, indem er wiederholt verwendete Daten bereithält. Das minimiert den Bedarf an aufwändigen Operationen, die die Hardware belasten würden.

  • Reduzierter Datenverkehr: Wenn Daten im Cache gespeichert sind, muss man sie nicht jedes Mal aus der Hauptquelle abrufen. Das verringert den Datenverkehr im Netzwerk und spart somit Bandbreite.

  • Bessere Benutzererfahrung: Durch die beschleunigte Verarbeitung von Informationen bietet der Cache eine insgesamt angenehmere und reibungslosere Benutzererfahrung. Anwendungen und Webseiten reagieren schneller, was die Zufriedenheit der Benutzer erhöht.

  • Stabilität bei Netzwerkausfällen: Der Cache kann auch dazu beitragen, dass man auf bestimmte Daten zugreifen kann, selbst wenn die Verbindung zur Hauptquelle vorübergehend unterbrochen ist. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und Stabilität des Systems.

Nachteile Cache

Dennoch gibt es einige Nachteile, die bei der Verwendung eines Zwischenspeichers beachtet werden sollten:

  • Veraltete Informationen: Manchmal kann es passieren, dass der Cache veraltete Informationen speichert. Wenn sich die Originaldaten ändern und der Cache nicht aktualisiert wird, kann man mit veralteten oder falschen Daten arbeiten.

  • Speicherplatzbedarf: Ein Cache benötigt zusätzlichen Speicherplatz. Wenn man zu viele Daten im Cache behält, kann das die verfügbare Speicherkapazität des Geräts oder Systems beeinträchtigen.

  • Datenschutzprobleme: Im Cache können persönliche Informationen gespeichert werden. Wenn andere Personen Zugang zum Gerät haben, könnten sie auf diese sensiblen Daten zugreifen. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Cache angemessen geschützt ist.

  • Komplexität der Verwaltung: Das Verwalten eines Caches erfordert zusätzliche Anstrengungen. Man muss sicherstellen, dass der Cache regelmäßig aktualisiert wird, um genaue Informationen bereitzustellen. Eine schlechte Verwaltung kann zu Problemen führen.

  • Konsistenzprobleme: Bei manchen Anwendungen ist es wichtig, dass alle Benutzer stets die gleichen Daten sehen. Der Cache könnte jedoch dazu führen, dass unterschiedliche Benutzer unterschiedliche Informationen angezeigt bekommen, wenn er nicht ordnungsgemäß verwaltet wird.

  • Komplexität der Fehlerbehebung: Wenn es zu Problemen kommt, kann die Fehlersuche komplex sein. Es kann schwierig sein zu verstehen, ob ein Problem durch den Cache verursacht wird oder ob es eine andere Ursache hat.

  • Abhängigkeit von der Hardware: Die Leistung eines Caches hängt auch von der Hardware ab. In einigen Fällen könnte ein Cache auf älteren Geräten möglicherweise nicht so effektiv arbeiten wie auf neueren.

FAQ Häufige Fragen zu Cache

Was ist ein Cache?

Caches sind flüchtige Hochgeschwindigkeits-Speicher, die häufig abgerufene Daten oder Anweisungen speichern, um sie schneller abrufen zu können.

Was bringt es den Cache zu löschen?

Im Cache werden beispielsweise Daten von Webseiten gespeichert. Durch das Löschen dieser Daten können etwa Lade-Fehler oder Formatierungsfehler von Webseiten behoben werden.

Wie löscht man den Cache?

  1. Für Webbrowser:

    • In den meisten Browsern kann man den Cache über die Einstellungen löschen. Dazu geht man zu den Einstellungen oder Optionen des Browsers und sucht nach einem Abschnitt wie "Verlauf" oder "Browserdaten löschen". Dort kann man dann den Cache auswählen und löschen.

  2. Für mobile Apps:

    • Bei mobilen Apps kann man den Cache oft in den App-Einstellungen löschen. Man geht zu den Einstellungen der App, sucht nach einem Punkt wie "Speicher" oder "Cache" und wählt dann die Option zum Löschen des Caches.

  3. Für das Betriebssystem:

    • Auf einem Computer kann man den Systemcache löschen, indem man zu den Systemeinstellungen geht. Unter Windows kann man beispielsweise die "Datenträgerbereinigung" verwenden, um den Systemcache zu löschen. Auf einem Mac kann man den Cache oft durch das Löschen bestimmter Ordner in der Anwendungsunterstützung leeren.

Quellen, weiterführende Links

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