Dem Begriff „Cache“ oder „Cache-Speicher“ bist du bestimmt schon oft begegnet. Doch was ist das und welche Auswirkung hat er? Beispielsweise auf deine Erfahrungen beim Surfen im Web oder auf die Leistung deiner Webseite? In diesem Blogbeitrag werden wir diese und weitere Fragen rund um das Thema Cache-Speicher beantworten.
Was ist der Cache-Speicher?
Der Cache-Speicher (kurz Cache) ist ein schneller Speicher, der darauf ausgelegt ist, häufig genutzte Daten zwischenzuspeichern. Das Ziel: Daten schneller hervorholen zu können. Auf Deutsch wird der Cache-Speicher auch manchmal als Pufferspeicher bezeichnet.
Ein Cache-Speicher bezeichnet dabei keine bestimmte Technologie. Cache-Speicher können unterschiedlich umgesetzt werden: etwa als Hardware (zum Beispiel RAM-Speichermodule) oder auch als Softwarelösung. Der Cache deines Browsers zum Beispiel existiert als Software, nicht als eigener Speicherchip.
Caches können sich also in verschiedenen Teilen eines Systems befinden: in Prozessoren, Festplatten, Netzwerken oder Anwendungen wie Webbrowsern und Servern. Die Hauptaufgabe des Cache-Speichers besteht in dem dieser Fälle darin, die Zeit für den Zugriff auf Daten zu minimieren – Daten müssen dann nicht jedes Mal aus einem langsameren, größeren Speicher geholt werden – und somit die Gesamtleistung eines Systems zu verbessern.
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Warum wird Cache-Speicher verwendet und welche Vorteile bietet er?
Cache-Speicher wird verwendet, um die Geschwindigkeit und Effizienz eines Systems zu erhöhen. Die Idee ist, dass das Abrufen von Daten aus dem Cache wesentlich schneller erfolgen kann als der Zugriff auf Hauptspeicher (Arbeitsspeicher), Laufwerke, Server im Internet oder andere Speicherquellen.
Den meisten Leuten begegnet das Caching vor allem beim Websurfen. Der Browser merkt sich, welche Webseiten oft aufgerufen werden oder besonders groß sind. Deren Daten speichert er zwischen – im Cache – und ruft sie dann bei deinem erneuten Besucht der Webseite erst einmal lokal ab statt vom Webserver. Der Cache ist in diesem Fall also quasi das Gedächtnis des Browsers.
Außerdem vermindert das Caching die Belastung im gesamten Netzwerk, also den Netzwerkverkehr: Durch das Speichern von Inhalten lokal im Browser-Cache wird es seltener notwendig, dieselben Daten mehrfach vom Server abzurufen.
Welche Arten von Cache-Speichern gibt es?
Wie schon erläutert, ist Cache keine spezifische Technologie. Es gibt verschiedene Arten von Cache-Speichern – Hardware und Software – die jeweils spezifische Funktionen und Anwendungsbereiche haben, z. B.:
- CPU-Cache: ein kleiner, schneller Speicher, der direkt im Prozessor integriert ist und häufig benötigte Daten für die Verarbeitung speichert.
- Disk-Cache: ein Cache auf der Festplatte oder SSD, der den Zugriff auf kürzlich verwendete Dateien beschleunigt.
- Browser-Cache: Hier werden Teile von Webseiten lokal gespeichert, um das erneute Laden dieser Webseiten zu beschleunigen.
- DNS-Cache: Speichert Anfragen an DNS-Server (Domain Name Service) zwischen, um die Umwandlung von Domainnamen in IP-Adressen zu beschleunigen. Der DNS-Server muss so nicht jedes Mal neu befragt werden, wenn ein Domainname aufgelöst werden soll.
- Server-Cache: von Server-Anwendungen, zum Beispiel Webservern, gespeichert, um Anfragen schneller zu bearbeiten und die Datenübertragung zu minimieren.
Wie beeinflusst Cache-Speicher die Leistung eines Computers, Servers oder Browsers?
Der Cache-Speicher trägt erheblich zur Leistungssteigerung bei. Ein gut konfigurierter und optimierter Cache reduziert die Rechen- und Abrufzeiten von Daten und ermöglicht so eine flüssigere Ausführung von Anwendungen und Diensten.
In Webbrowsern führt der Cache dazu, dass Webseiten schneller geladen werden, da Bilder, HTML-Dateien und Skripte nicht jedes Mal neu vom Server geladen werden müssen. Auch in Servern und Netzwerken werden Anfragen durch Cache-Speicher effizienter abgewickelt, was die Antwortzeiten verringert.
Allerdings gilt es zu beachten, dass sich zwischengespeicherte Daten auch ändern können – zum Beispiel die Daten auf einer Börsenwebseite. Es hängt daher von der Art der Daten ab, ob und wie lange sie im Cache gespeichert werden sollten, um jeweils den optimalen Kompromiss von Leistung und Aktualität zu finden.
Was bedeutet es, den Cache zu leeren, und wann sollte man dies tun?
Das Leeren des Cache-Speichers bedeutet, dass alle gespeicherten Daten im Cache gelöscht werden. Dies kann zum Beispiel sinnvoll sein, wenn:
- alte oder fehlerhafte Daten im Cache gespeichert sind, die Leistung oder Funktion beeinträchtigen (etwa Webseiten nicht richtig geladen oder mit veralteten Informationen angezeigt werden).
- der Cache selber beschädigt ist.
- du glaubst, dass falsche oder vertrauliche Daten im Cache gespeichert wurden und du diese löschen willst.
- Speicherplatz auf einem Gerät freigemacht werden muss.
Mit vielen Cache-Speichern kommst du gar nicht so direkt in Kontakt, dass du vor der Entscheidung stehst, sie selbst zu leeren. Beim Websurfen aber schon: Hier gibt es in jedem Webbrowser einen Menüpunkt, mit dem du den Cache manuell leeren kannst (mehr Infos findest du in unserem Blogartikel Cache leeren). Und du kannst in der Regel auch eine Einstellung treffen, die besagt, dass der Cache in gewissen Abständen automatisch geleert werden soll.
Aber das Leeren des Cache-Speichers hat nicht nur Vorteile: Du musst danach beim erneuten Besuch von Webseiten – vor allem von solchen mit großen Bildern oder Videos – erst einmal mit längeren Ladezeiten rechnen. Und es kann auch sein, dass dir gespeicherte Formulareingaben verloren gehen, du also Formulare neu ausfüllen musst, wenn du eine Webseite besuchst.
Das Leeren des Cache-Speichers im Webbrowser ist übrigens nicht dasselbe wie das Löschen des Verlaufs. Wenn du den Verlauf der besuchten Seiten löschst, ist der Cache-Speicher noch da, und umgekehrt.
Wie kann man den Cache-Speicher auf einem Webserver optimieren?
Auf Webservern kann der Cache durch bestimmte Server-Konfigurationen oder auch mithilfe von Caching-Plugins im Content-Management-System (CMS) optimiert werden. Beide Methoden verbessern die Leistung, indem sie Daten lokal zwischenspeichern und so die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen.
Wenn du selbst eine Webseite oder einen Server betreibst, kannst du so die Leistung deiner Seite verbessern, ganz unabhängig von den lokalen Cache-Einstellungen deiner Nutzer:innen in deren Browsern. Webanwendungen mit sinnvollem Caching laufen wesentlich schneller und reibungsloser, da wiederholte Anfragen an den Server minimiert und Ladezeiten verringert werden.
Fazit: Mit Caching einen guten Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Aktualität und Sicherheit finden
Sowohl im Webbrowser als auch auf dem Server und im Betriebssystem kann der Cache also dazu beitragen, dass die Performance schneller und flüssiger wird und das Netzwerk weniger mit Anfragen belastet wird. Gleichzeitig darfst du das Caching nicht übertreiben, denn zum einen verbraucht es Speicherplatz, zum anderen besteht auch immer das Risiko, dass veraltete Daten gespeichert werden oder die Daten beschädigt werden, was sogar zu Systemabstürzen führen kann.
Wenn du dich mit den Optionen deines Browsers oder Servers beschäftigst und mit Einstellungen experimentierst, wirst du sicher den für deinen Anwendungsfall optimalen Kompromiss finden.
Bildnachweis:Pixabay, Fotograf:in HOCKULUS
