图片存储架构学习：缓存，架构师的美丽小三（一）

转自：http://www.itivy.com/ivy/archive/2012/2/18/image-storage-cache-1.html

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前言

在上一篇中，我强行拆散了WEB服务器和图片服务器这对恋人，这样做或许有点不太厚道，但对于他们未来各自的发展绝对有好处，不久的将来，他们会感谢我的。

好了，回到今天的话题，今天这篇文章主要来谈谈缓存技术在图片存储架构中的重要地位，并一起来探索一下实现图片缓存的方案。我个人的观点是：一个性能优良的、扩展性强的大型系统，势必要缓存一切可以缓存的资源，因为没有什么比在内存中操作更快的了（CPU不算，那里可存的空间太小了）。

PS：本文部分内容将有空空老师友情出演。

为什么要缓存图片

简单的说缓存可以通过直接访问内存来提高图片读取速度，缓解因站点高访问量而带来的图片I/O瓶颈。很多时候，图片是一类不经常更新的静态资源，是典型的读远大于写的情况，因此完全满足缓存的原则：一次写入，无数次读取。当然也不是所有满足这点的都会用到缓存，比如上次写的那篇优酷网架构学习笔记中就提到，优酷网在存储视频时并没有大量采用视频缓存技术，原因有二：

1、Squid 的 write() 用户进程空间有消耗，Lighttpd 1.5 的 AIO(异步I/O) 读取文件到用户内存导致效率也比较低下，这是内存锁造成的。
2、如接到老大哥通知要把某个视频撤下来，如果在缓存里是比较麻烦的（这个是亮点，O(∩_∩)O）

但总的来说，对于像图片、视频之类的静态文件，还是非常适合做缓存的。缓存永远是架构师的美丽小三，哈哈。

图片缓存方案探究

接下来就重点来探究一下实现图片缓存的具体方案，文章尽量按人的正常思维来步步深入，从简单到复杂，一起来看看吧，希望看完后能略微提升你的设计品味。时尚的设计是一个不断推敲和磨合的过程，这个相信各位程序猿和攻城狮都深有体会吧。关于这一块，我将分2篇文章来解说，这一篇先介绍如何在IIS等web容器中设置Http Headers来实现图片的缓存。

注意：这里的web容器是指IIS、Tomcat或者其他的WEB服务器软件，下面我以IIS来举例。

IIS中的缓存分为服务器缓存和客户端缓存，对于静态资源（html、css、js、图片等），服务器缓存是默认开启的，也就是我们在向服务器请求静态资源时，服务器是先从其内存中取文件的，取不到再去硬盘中找（真累啊！），有时候开启服务器缓存很让人讨厌，后面我们会提到。客户端缓存顾名思义是把待请求的资源缓存在客户端的，用户请求资源时先从本地找，找不到再去麻烦服务器。下面先具体谈谈客户端缓存。

1、客户端缓存

如何设置呢？请看下图

（图片来源）

上图表明开启IIS的缓存模块，并设置过期时间为1天，也就是1天之内，用户访问这张图片时均可以从其本地的缓存副本中读取，而不必来服务器下载，当然1天之后，缓存失效，图片下载后又重新会被载入浏览器缓存中。当然这种方式需要你有管理IIS的权限，我想作为架构师的你这点权限算个皮毛啊。

这个什么原理呀？别急，请听我娓娓道来，小伙子要耐心

这个主要是靠Http Headers来控制的，Http Headers是HTTP请求（Request）和响应（Response）的核心，它承载了关于客户端浏览器，请求页面，服务器等相关的信息。简单地说，它是浏览器和服务器之间交互的信息牌，浏览器通过它告知服务器客户端的相关信息和请求信息（比如我是什么类型的浏览器、我是否可以接收你服务器gzip过的内容、请求的长度是多少、是否允许缓存等等内容）；服务器通过它告知浏览器服务器响应这次请求的相关信息（比如服务器变量、返回的长度、cookie等信息），具体Http Headers的内容可以参看这篇文章。

了解了Http Headers，那这个缓存问题就好解释了，我的解释如下：当我屁颠屁颠地带着这个Http Headers去向服务器请求空空老师的写真图片时，服务器提取出Http Headers发现其中的Cache-Control是Public的，也就是可以缓存的，然后服务器再看看自己设置的缓存过期时间，发现还没过期，于是告诉我，小子，先在你本地去找空空老师的图片吧，找不到再来向我要。于是我回去找了，发现本地真的有空空老师的写真图，他没有骗我，好开心啊

不知道我这样解释空空迷们懂了么？不管你懂不懂，我反正是懂了！当然有不正确的地方请指出，谢谢。

2、服务器缓存

上面我已经说过，IIS中的服务器缓存是默认开启的，IIS默认会把静态资源缓存起来，以便快速读取，当静态文件有改动时，缓存也能够自动更新。但是有一个很讨厌的问题，假如我这些图片都是大量的（几百万几千万）且都是实时更新的（比如股票行情图），这样问题来了，我这么多图片一更新，IIS缓存还没来得及更新（量实在是太TM大了），于是我会在很长一段时间内访问到的图片都是旧版本的，这令炒股的我非常懊恼。那么既然它违背缓存的原则，我们怎么禁用它呢？方法绝对没你想得那么简单，我建议大家看看这篇文章，是直接修改MetaBase.xml文件，如果对服务器不熟的家伙是不敢随便动这个文件的，不过架构师的你嘛，这点小儿科了，哈哈哈。

通过上面的阐述，我想聪明的你应该会使用这个最简单的方法设置缓存了，如果你真的是很笨还木有理解，那么请先用你的左手打右手两下，还不懂，那再用你的右手打左手两下，我就这么打过来的，直到懂了为止，哈哈哈。

好了，以上是关于IIS中设置缓存的方法，这里好几次引用了空空老师，让您受累了，谢谢。

下一篇将继续谈谈图片的缓存技术，不过是关于分布式缓存的，比这篇稍微进了一个阶梯，敬请大家关注。

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