什麼是快取命中率？ 了解此網站效能的 Crucial 指標
快取命中率（CHR）是一種基本指標，可顯示快取快速提供所需資料的能力。快取記憶體是一個小型、快速的儲存區，經常使用的資料會保存起來，以便快速存取，就像把您最喜歡的點心放在沙發旁邊的迷你冰箱裡，而不是廚房裡一樣。
現在想像一下，您正在看電影，想要吃點點心。您首先會看一下迷你冰箱，它就像快取。如果你的點心到來了，那就是快取命中了。如果不是，您必須去廚房，這需要更多的時間和精力。這是快取遺失。
快取命中率計算您在迷你冰箱中找到點心的次數，除以您走進去吃點心的總次數。比率越高，您的迷你冰箱（或快取）就越好，讓您最喜愛的點心能輕鬆送達。
網站擁有者和開發人員可以透過了解和改善快取命中率，減少伺服器負載、提高頁面載入時間，最終提高其網站的整體效能和搜尋引擎優化（SEO）。
在本文章中，我們將探討快取命中率的概念、影響它的因素，以及最佳化快取記憶體以獲得更佳網站效能的策略。
什麼是快取命中率？
快取命中率測量快取系統運作的效率，通常以快取中發現（點擊）的資料百分比表示，而不是需要從較慢的儲存機制中擷取（遺失）。
以下是範例：
讓我們使用具有快取功能的資料庫系統。在特定期間，系統會收到 1,000 筆資料請求。在這 1,000 個請求中：
- 850 筆請求成功地被快取中的資料服務（山數）。
- 有 150 個請求需要系統從主儲存擷取資料，因為在請求時，資料不在快取中（遺失）。
若要計算快取命中率，請使用下列公式：
插入我們範例中的數字：
高快取命中率通常高於 90%，表示快取系統能有效處理快取的大部分請求，進而提升網站效能。
相反地，低快取命中率表示快取系統無法有效利用，網站也遇到更多快取遺失，導致回應時間變慢，伺服器負載增加。
影響快取命中率的因素
優化快取命中率（CHR）的關鍵在於識別和解決影響它的因素。以下是您需要檢查的內容：
1. 快取大小
快取記憶體大小會直接影響 CHR，因為 CHR 會決定可儲存以快速存取的資料量。更大的快取可儲存更多資料，增加快取中可用資料的可能性。然而，快取大小與維護快取的成本之間存在權衡，因為更大的快取可能需要更多的記憶體和儲存資源。
範例：考慮使用小快取大小的電子商務網站。隨著網站的產品目錄擴展，快取無法容納新資料，導致更多快取遺失，並降低頁面載入時間。在這種情況下，增加快取記憶體大小可以改善 CHR 和使用者體驗。
2. 快取移除政策
快取驅逐政策決定快取系統如何決定在快取記憶體容量達到時，要從快取中移除哪些資料。不同的驅逐政策，如最近使用的最少（LRU）、經常使用的最少（LFU）或先進先出（FIFO），都可能影響快取命中率。根據網站的使用模式選擇正確的驅逐政策，有助於優化快取命中率。
範例：使用 LRU 政策的新聞網站可能擁有較高的 CHR，因為較舊、存取較不頻繁的文章會從快取中刪除，因此有空間儲存更受歡迎和最近的內容。
3. 快取過期
快取資料的到期或存留時間（TTL）也會影響快取命中率。如果快取資料過快過期，快取系統必須更頻繁地從原始來源擷取資料，導致快取命中率降低。相反地，如果快取的資料過期速度過慢，資料可能會變得過時且不再準確，導致快取命中率降低。
範例：擁有快速變化資訊的網站，例如股票價格或氣象更新，應該有很短的快取到期時間，以確保使用者即使 CHR 略低，也能收到最新的資料。
4. 內容特性
快取內容的類型和性質也會影響快取命中率。靜態內容，如影像、CSS 檔案和 JavaScript 檔案，較可能擁有更高的快取命中率，因為它們不太可能經常變更。動態內容，例如使用者特定資料或即時資訊，可能會降低快取命中率，因為需要更頻繁地從原始來源擷取。
範例：一個主要服務靜態內容的網站，如簡單的部落格，其 CHR 可能比新聞網站更高，並具有即時更新和個人化內容。
5. 使用者行為
使用者與網站互動的方式也會影響快取命中率。假設網站擁有大量獨特的訪客，或大量個人化或用戶特定的請求。在這種情況下，快取命中率可能較低，因為快取系統可能無法有效預測和快取最常要求的資料。
範例：基於使用者瀏覽記錄提供個人化產品建議的電子商務網站，由於內容的動態性質，CHR 可能較低。
高快取命中率的優勢
維持高快取命中率，可為網站效能和使用者體驗帶來多項優勢：
加速脫穎而出 - 為更快樂的使用者提供更快的頁面，並擁有更好的 SEO
當快取提供高比例的要求時，網站可以更快地將內容傳遞給使用者，因為不需要從原始來源擷取資料。如此可改善頁面載入時間，這是使用者滿意度與 SEO 的關鍵因素。
減輕負載負擔—讓伺服器在壓力下保持冷卻
網站伺服器透過快取服務處理更多請求，不會因為處理許多請求而負擔重擔，進而減少伺服器負載。這有助於網站處理更多流量，並更有效地擴展，尤其是在高峰使用期間。
為使用者順暢航行—減少等待，享受更多樂趣
更快的頁面載入時間，並減少伺服器延遲，有助於提供更順暢、更愉快的使用者體驗。由於載入時間緩慢，使用者較不容易遇到挫折感或放棄網站。
取得最高等級的速度 - 更快的負載，達到更高的 SEO 排名
Google 和其他搜尋引擎將網站速度視為其搜尋演算法中的排名因素。透過優化快取命中率和提高頁面載入時間，網站所有者可以積極影響其搜尋引擎排名和可見性。
快速達成轉換—快速的站點獲得綠光
由於使用者更有可能完成想要的行動，例如購買或填寫表格，因此較容易保留使用者並提高轉換率。
經實證可改善快取命中率的策略
若要最佳化快取命中率並提升網站效能，請考慮採用以下策略：
優化快取大小
根據網站的流量模式、內容類型和資源需求，決定最佳的快取記憶體大小。配置足夠的快取記憶體，以儲存最常存取的資料，但避免過度配置，這可能導致資源使用效率低落。
實施高效率的快取移除政策
根據網站的內容和使用模式，選擇適當的快取規避原則。舉例來說，LRU 可能適合有大量獨特訪客的網站，而 LFU 可能更適合有更可預測內容存取模式的網站。
利用內容過期策略
小心管理快取資料的到期或存留時間（TTL）。為不同類型的內容設定適當的到期時間，平衡對新鮮度的需求，以及維持高快取命中率的願望。
優化內容快取性
確保網站內容正確標示為可快取或不可快取。與開發人員合作，將影像、CSS 和 JavaScript 檔案等靜態資產標示為可快取，以最大化快取命中率。
監控和分析快取效能
定期監控網站的快取命中率和其他效能指標，以找出需要改進的領域。使用網路分析工具或快取特定的監控解決方案，追蹤快取效能並做出資料驅動的決策。
利用內容傳遞網路（CDN）
考慮將 CDN 整合至您網站的架構中。CDN 可以在邊緣快取內容，更靠近使用者，減少資料移動所需的距離，並提高快取命中率。
運用智慧快取策略來提升效能
探索進階快取技術，例如動態快取、個人化快取或快取加溫，以更妥善地預測和快取最常存取的內容。
Pure Storage — 雲端儲存供應商適用的可靠儲存解決方案
快取是雲端傳遞網路（CDN）的重要組成部分。雲端供應商向客戶提供資料中心資源，但其實體資料中心仍需要可靠且高效能的就地部署儲存解決方案。這就是 Pure Storage 的產品發揮作用之處。
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