1.什么是缓存

缓存就是数据交换的缓冲区（称作Cache）。当cpu处理数据时，会首先从缓存中查找需要的数据（如果数据因之前的操作已经读取而被暂缓存其中），如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。

2.为什么使用缓存

减少计算量，缩短请求流程(减少网络的I/O或者硬盘I/O).

在web世界,每一层都会被缓存

1.底层CPU缓存,磁盘未见系统缓存.

2.应用层Zend虚拟机的变量缓存.

3.数据库层有Table Cache、Thread Cache、Query Cache

等等.

以Mysql缓存举例：

缓存有3个要素：命中率、缓存更新策略、缓存最大数据量.

1.命中率:请求缓存次数和缓存返回结果次数的比例。比例越高，证明缓存的使用率越高.

  Mysql提供一系列Global Status 记录 Query Cache 当前状态:

  Qcache_free_blocks:目前处于空闲状态的Query Cache 中内容block数目.

  Qcache_free_memory:目前处于空闲状态的Query Cache 内存总量.

  Qcache_hits:Query Cache命中次数.

  Qcache_inserts:向Query Cache中插入新的Query Cache次数，也就是没有命中的次数.

  Qcache_lowmem_prunes:当Query Cache内存容量不够,需要从中删除旧的Query Cache以给新Cahce对象使用的次数.

  Qcache_not_cached:没有被Cache的Sql数，包括无法被Cache的Sql以及由于query_cache_type设置而不会被Cache的Sql.

  Qcache_queries_in_cache:目前在Query Cache中的SQL数量.

  Qcache_total_blocks: Query Cache中的block数量.

2.缓存更新策略:

   在Mysql中，可以设置Query Cache所使用的总内存,MySQL会把默认可以进行缓存的SQL语句的结果集进行缓存,一旦内存塞满后，就会剔除老的Query Cache对象。同时为了保证Query Cache中的内容与是实际数据绝对一致,当表中的数据有任何变化，包括新增、修改、删除等，都会使所有引用到该表的SQL的Query Cache 失效.

   一般把缓存更新策略归纳为以下几种：

  FIFO:最先进入缓存得数据在缓存空间不够情况下(超出最大元素限制时)会被首先清理出去.

  LFU:最少使用的元素会被清理掉.这要求缓存的元素有hit属性,在缓存空间不够的情况下,hit值最小的将会被请出缓存.

  LRU:最近最少使用的元素被清理.缓存的元素有一个时间戳,当缓存容量满了，而又需要腾出地方缓存新元素时，现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清出缓存.

MySQL一般使用FIFO策略,队列清除.

3.缓存最大数据量：

   　　在缓存中能处理元素的最大个数或所能使用的最大存储空间。通常各种缓存机制都会对缓存最大数据量进行限定，可以是固定大小的存储空间，集合个数，或者由操作系统所能分配和处理的存储空间决定.

       MySQL的Query Cache缓存最大数据由query_cache_size参数决定，并且可以修改.而基于内存的Key-Value实施方案Memcached，其缓存最大数据量可使用内存由操作系统决定,默认为64MB，每次最大可申请内存为           2MB；

       超出缓存机制所允许的最大数据量系统会进行相应处理，一般由四种处理方式:

      1.停止缓存服务，所有缓存数据被清空.

      2.拒绝写入，不再对缓存数据进行更新。

      3.根据缓存更新策略清除旧数据。

      4.在方式3基础上，将淘汰的数据备份，腾出新的空间.

疑问：

问题来了，mysql自己有缓存，为何在开发中一般都用redis，memcache，而不用Hibernate或者mybatis等ORM自带的缓存或者mysql数据库本身自带缓存，为何？

首先，对大部分分布式系统来说，缓存不适合用程序实现，比如Java访问数据库时，可以自建HashMap/LinkedHashMap用作缓存，可以用开源缓存类库如EHCache，也可以用Hibernate自带的缓存，但由于负载均衡的关系，多台机器上的这些缓存不便于共享，所以不如Redis、Memcached等集中式的缓存来得方便合高效。

其次，很多大型互联网公司的经验表明，数据库缓存带来的效率提升并不明显。因为更新频繁的表，缓存命中率很低；而指定数据库对哪些表用缓存、哪些表不用缓存，可能难度很大。

再者说，mysql是存在磁盘中，而redis和memcache是存放在内存，哪个的运行速度快，我想不言而喻了，我们做缓存本身就是为了快速响应用户请求。

三者的对比：

1、数据库的缓存，是数据库软件自身进行更新、判断是否能从缓存取数据，不需要开发人员关心，因此绝大部分情况下已经使用了数据库的缓存。
mysql中是查询结果缓存，根据query_cache_type的设置是否使用缓存，query_cache_size设置缓存大小。
oracle中的中缓存有两种，数据块缓存buffer cache，查询结果缓存SQL Result Cache。
2、ORM的缓存要看实现类型，比较简单的是存储在服务器本机的内存中，不能满足集群部署的场景，强行使用会出现访问数据不一致的现象。优点是使用简单，且本机缓存的性能更好。
3、redis和memcache都是分布式缓存，使用场景比较广，缺点是是需要开发的人工更新、查询缓存，不像ORM的缓存是自动更新的，开发起来比较繁琐。有些开发框架会对缓存支持比较好，通过配置可以控制缓存使用、更新方法。