《程序员进阶之路：缓存、网络、内存与案例》笔记.docx

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《程序员进阶之路：缓存、网络、内存与案例》阅读笔记
1.缓存技术
本地缓存(LocalCache):本地缓存是指将数据存储在计算机的内存中，以便快速访问。这种缓存通常是基于硬件实现的，如CPU缓存、磁盘缓存等。本地缓存的优点是访问速度快，但容量有限，且易受内存碎片化的影响。
分布式缓存(DistributedCache):分布式缓存是指将数据分布在多个计算机节点上，以实现跨节点的数据共享。常见的分布式缓存系统有Memcached、Redis等。分布式缓存的优点是可以扩展到大量的计算机节点，提高系统的可用性和可扩展性，但访问速度相对较慢。
页面缓存(PageCache):页面缓存是一种浏览器技术，用于将用户访问的网页内容暂时存储在本地或服务器端的内存中，以便下次访问时直接从缓存中读取，减少对服务器的请求次数。页面缓存可以提高网页加载速度，减轻服务器压力，但需要占用一定的内存空间。通过将网站静态资源(如图片、CSS、JavaScript文件等)分发到全球各地的服务器上，使用户能够从离自己最近的服务器获取资源，从而提高访问速度。CDN缓存适用于大流量网站和动态资源。
缓存技术在提高系统性能、降低访问延迟方面发挥着重要作用。根据不同的应用场景和需求，可以选择合适的缓存技术来优化系统性能。
1.1缓存的原理和分类
缓存是一种存储机制，它的主要目的是提高数据访问的速度。当程序需要从数据源（如数据库、网络等）中获取数据时，如果这些数据之前已经被访问过并且保存在缓存中，那么程序可以直接从缓存中获取数据，而不需要再次访问数据源。这种方式大大提高了数据访问的速度，因为访问缓存的速度通常比访问数据源要快。缓存策略涉及两个核心步骤：数据预取与数据存储。数据预取是将频繁访问的数据提前加载到缓存中，而数据存储则是将预取的数据存储在缓存中以供后续使用。为了保证数据的有效性和实时性，缓存还涉及数据同步机制和数据更新策略。为了解决数据过期或失效的问题，还需要实现数据过期处理机制。通过合理的缓存策略和管理机制，可以显著提高系统的性能和响应速度。
缓存可以根据不同的应用场景和需求进行分类，常见的分类方式包括以下几种：
本地缓存：也被称为客户端缓存或浏览器缓存。主要用于在用户本地存储数据，以提高数据的访问速度。当用户再次访问相同的页面或数据时，可以直接从本地缓存中获取数据，避免网络延迟等问题。常用的本地缓存技术包括Cookie、LocalStorage等。对于桌面和移动应用程序中的性能和用户体验优化来说，本地缓存是非常关键的。
1.2缓存的应用场景
在现代计算机系统中，缓存是一个不可或缺的组成部分，它对于提高系统性能和响应速度至关重要。缓存的主要作用是存储经常访问的数据，以便在短时间内重复使用，从而减少对底层数据源的访问次数和时间延迟。
网页缓存：当用户访问一个网页时，浏览器会首先检查本地缓存。如果网页内容已经存在于缓存中，浏览器就会直接显示这些内容，而不需要重新向服务器请求。这可以显著减少网页加载时间，特别是对于内容变化不频繁的静态网页。
数据库查询缓存：对于频繁执行的数据库查询，数据库服务器可以维护一个缓存来存储查询结果。当用户再次执行相同的查询时，数据库可以直接从缓存中返回结果，而不是重新执行查询。这可以大大提高查询效率，特别是在高并发环境下。
对象缓存：在分布式系统中，对象缓存是一种常见的技术，用于存储大量动态数据。通过将数据缓存在内存中，可以快速地访问这些数据，而无需每次都从远程服务器获取。这可以降低网络延迟，并提高系统的整体性能。
文件缓存：操作系统和应用程序通常会使用文件缓存来存储经常访问的文件。当用户打开一个文件时，操作系统可能会将其部分或全部内容缓存在内存中。在后续的访问中，就可以直接从内存中读取文件，而无需读取磁盘。这可以显著提高文件的读写速度。
智能缓存：智能缓存是一种更高级的缓存技术，它能够根据数据的访问模式和重要性进行智能管理。一些缓存系统可以根据数据的更新频率、访问概率等因素来决定哪些数据应该被缓存以及如何缓存它们。这种智能缓存策略可以在保证数据可靠性的同时，最大限度地提高缓存利用率。
缓存技术在现代计算机系统中得到了广泛应用，它对于提高系统性能、降低网络延迟和提高用户体验具有重要意义。
1.3LRU算法实现
LRU(LeastRecentlyUsed)是一种缓存淘汰策略，其核心思想是淘汰最近最少使用的数据。在计算机领域，缓存是一种用于提高程序运行效率的技术，它可以存储经常访问的数据和程序指令，从而减少对主内存的访问次数。LRU算法通过记录数据在缓存中的访问顺序来决定何时淘汰数据。
init__(self,capacity:int)None:初始化LRU缓存，设置缓存容量。
get(