Caching

Caching (zwischenspeicherung) speichert häufig abgerufene Daten temporär, um eine schnellere Wiederherstellung und verbesserte Leistung zu ermöglichen.

Im Kontext der Informatik und Informationstechnologie bezieht sich Caching auf die Technik, häufig abgerufene Daten oder Ressourcen in einem temporären Speicherort, dem sogenannten Cache, zu speichern. Das Ziel der Zwischenspeicherung ist es, die Systemleistung zu verbessern und die Latenz zu reduzieren, indem die Zeit und der Aufwand für das Abrufen von Daten aus der ursprünglichen Quelle verringert werden.

Wenn ein Benutzer Daten oder Ressourcen anfordert, wie z.B. eine Webseite, ein Bild oder eine Datei, prüft das System zunächst, ob diese im Cache verfügbar sind. Falls ja, können die Daten schnell aus dem Cache abgerufen werden, anstatt den längeren Prozess des Zugriffs auf die ursprüngliche Quelle, wie eine Datenbank oder einen entfernten Server, zu durchlaufen. Dies beschleunigt die Gesamtreaktionszeit erheblich, verbessert die Benutzererfahrung und reduziert die Belastung der ursprünglichen Quelle.

Caches werden typischerweise auf verschiedenen Ebenen innerhalb der Systemarchitektur implementiert. Auf der Hardware-Ebene haben Prozessoren oft eingebaute Caches, die häufig abgerufene Anweisungen oder Daten speichern. Auf der Software-Ebene verwenden Webbrowser, Betriebssysteme und Anwendungen Caches, um häufig abgerufene Dateien, Webseiten oder andere Ressourcen zu speichern.

Caching-Algorithmen bestimmen, wie Daten im Cache gespeichert und ersetzt werden. Der am häufigsten verwendete Algorithmus ist der Least Recently Used (LRU), der das am wenigsten kürzlich abgerufene Element aus dem Cache entfernt, wenn dieser seine Kapazität erreicht. Weitere Algorithmen sind First-In-First-Out (FIFO), Least Frequently Used (LFU) und Random Replacement.