Cache teriminin Türkçe karşılığı için "önbellek" kelimesi kullanılabilir. Cache kelimesinin okunuşu "keş" şeklinde telaffuz edilir. Aynı şekilde cache işlemi yapmak anlamına gelen "caching" de ( okunuş olarak "keşing") veya Türkçeye evrilmiş haliyle "cacheleme", ( okunuş olarak "keşleme" ) şeklinde de kullanılır.
Cache, bilgisayar dünyasında sıklıkla tekrarlanan veya daha önceden kullanılacağı tahmin edilen verilerin, normal yollara göre daha hızlı erişilebilecek bir şekilde depolanması olarak özetlenebilir.
Rails dünyasında da cache, istek-cevap döngüsü sırasında üretilen içeriklerin depolanarak benzer istekler geldiğinde tekrar kullanılması şeklinde uygulanır.
Genel olarak bir uygulamayı hızlandırmanın veya performansını artırmanın en etkili yollarından birisi olarak caching ön plana çıkar. Binlerce kullanıcıdan gelen aynı istek tekrar tekrar işlenmek yerine ilk geldiğinde işlenerek sonucu cachelenir ve diğer kullanıcılarınistekleri sistemde herhangi bir işleme gerek kalmaksızın, sistem kaynaklarını da boşa yormadan cevaplanmış olur.
Rails bir takım cache özelliklerini içinde barındırır. Bu özellikleri verimli şekilde kullanabilirseniz hem uygulamanızın cevap süresini kısaltabilir hem de çok daha az kaynak kullanımına gerek duyacağınız için yüklü sunucu giderleri yapmaktan kurtulabilirsiniz.
Bu dokümanda Rails Guide'ındaki bilgilerden yola çıkılarak basit olarak Rails ve Cache kullanımı incelenecektir. Daha detaylı bilgiyi şu Rails Guide sayfasında bulabilirsiniz: Caching with Rails: An Overview
Temel olarak Rails de üç tip caching vardır: Page Caching, Action Caching, Fragment Caching
Öntanımlı olarak Rails fragment caching sağlar şekilde gelir.
Page Caching özelliğini aktifleştirmek için actionpack-page_caching, Action Caching özelliğini aktifleştirmek için de actionpack-action_caching gemlerini Gemfile dosyanıza eklemeniz gerekiyor.
Caching işlemi öntanımlı olarak sadece production yani yayınlanma ortamında
( production environment ) etkin olarak gelir. Diğer ortamlarda da denemeler
yapabilmek isterseniz config/environments/ dizinindeki ayar dosyalarında
config.action_controller.perform_caching ayarını true yapmanız gerekiyor.
Sayfa caching mekanizması Web Sunucusundan gelen bir sayfa görüntüleme isteğini , hiç Rails yapısının içlerine girmeden, daha önce oluşturulmuş olan halini döndürerek yanıtlamak şeklindedir. Burada önemli olan nokta ise sayfanın durgun ( statik ) olmasıdır. Bu yöntemle üretilen sayfalar, Rails Guide'ında da belirtildiği üzere "süper hızlı" da olsalar her durum için elveişli değildir. Örneğin bir kimlik doğrulama veya benzeri bir istekten isteğe veya kullanıcıdan kullanıcıya değişebilecek bir durum içeren sayfaların tamamıyla cachelenerek herkese aynı sayfanın dönülmesi söz konusu olamaz.
Page Cachingdeki belirttiğimiz kimlik doğrulama gibi işlemler devreye girdiğinde ise sorunu Action Caching ile çözeriz. Action Caching de Page Caching mekanizmasına benzer olarak çalışsa da gelen istekler öncelikle Rails yapısına yönlendirilir, bu sayede cevap dönülmeden önce istenen filtreler uygulanabilir.
Bu sayde önbelleğe alınan ( cachelenen ) sayfaların sonucu döndürülürken kimlik doğrulaması veya başka bir kısıtlamaya da imkan sağlanır.
Günlük hayatta kullandığımız ve oluşturduğumuz bir çok web uygulaması Page Caching gibi çok kapsayıcı tek ve bütün bir cachelenmiş sayfa yerine farklı önbellekleme ( caching ) özelliklerine sahip parçaların bir araya gelmesiyle oluşur.
Bu gibi sayfanın farklı bölümlerinin farklı zaman aralıklarında tekrar önbelleklenmesi ve zaman aşımına uğraması gereken durumlarda Fragment Caching kullanılır. Zaten varsayılan olarak Rails'in bir özelliği olarak gelen Fragment Caching en sıklıkla başvurulan önbellekleme türü olarak gösterilebilir.
Rails'in kendi guide ındaki örnek üzerinden gidecek olursak, örneğin bir sayfada ürünleri gösterecekseniz genellikle bu ürünlerin her seferinde istek sunucuya geldiğinde işlenip veri tabanından ilgili bilgilerin çekilmesine gerek yoktur. Aynı ürün aynı kişiye çokça defa da gösterilebilir veya farklı kişilere de aynı ürün aynı şekilde gösterilebilir. Bu durumda aynı isteğe her seferinde aynı sonuç döndürüleceği için önbellekleme burada önemli bir verim artışı sağlayacaktır.
Örneğin yukarıda belirttiğimiz üzere bir sayfada ürünleri listeleyeceksek önbelleklenmiş şekilde listelemek için şu tarz bir kod yazılacaktır:
<% @products.each do |product| %>
<% cache product do %>
<%= render product %>
<% end %>
<% end %>Uygulamanız bu kodu içeren sayfaya ilk isteği aldığında Rails otomatik olarak bu ürün için uniq ( benzersiz, eşsiz ) bir anahtarı da içeren yeni bir önbellek girdisi oluşturacaktır. Örnek bir anahtar şöyle görünecektir:
views/products/1-201505056193031061005000/bea67108094918eeba42cd4a6e786901Bu anahtar aslında içinde birçok bilgiyi de barındırmaktadır. Detaylarını
yukarıda adresini verdiğim Rails Guide sayfasından okuyabileceğiniz bu bilgiler
sayesinde Rails kullandığı bilginin tabiri caizse "bayatlamış" olup olmadığını
anlayarak gerektiğinde "tazesini" oluşturmakta kullanır. Bu işleme de
key-based expiration adı verilir. Sanırım anahtar bazlı sonlandırma olarak
Türkçeye çevrilebilir.
Fragment Cache ile önbelleklenen veriler görünüm dosyasında (view dosyası,
.html.erb) bir değişim olduğunda da yeniden oluşturularak yeni haliyle
önbelleklenir.
Herhangi bir nedenle bir fragment cache'in yenisi oluşturulursa eskisi de otomatik olarak sistemden silinir.
Rails aynı zamanda fragment caching yaparken belirli koşullara bağlı olarak
önbellekleme yapıp yapmamanıza da olanak sağlar. Bunu için cache_if ve
cache_unless kullanılır.
Örneğin ürünlerin sadece admin olmayan kullanıcılar için önbelleklenmesi için şöyle bir kod yazılabilir:
<% cache_unless admin?, product do %>
<%= render product %>
<% end %>Koleksiyon önbellekleme (collection caching) de Fragment Caching başlığı altında incelenir.
Bir render işlemi yaparken koleksiyon için oluşturulan çıktılar da aynı şekilde önbelleklenebilirler.Yukarıda ürünleri teker teker döngüde önbellekleyeceğimizi belirtirken burada tek seferde tüm koleksiyon için render edilen çıktıyı önbellekleyebiliyoruz.
Koleksiyon önbelleklemeyi aktifleştirmek için tek yapmanız gereken ise
render fonksiyonuna parametre olarak cached: true eklemek.
Koleksiyon önbelleklemesi sayesinde daha önce önbelleğe alınmış şablonlar çok daha hızlı şekilde çekilebilmektedir.
İsminden de anlaşılacağı üzere bu önbellekleme tipi iç içe geçmiş yapılar üzerinde önbellekleme işlemi yapmamızı sağlar. Buradaki önemli nokta ise bu iç içe geçen yapıların her biri için önbellekleme yapılıyor olabilir.
Bu tip önbelleklemenin katkısı ise örneğin yukarıdaki örnekte verdiğimiz bir
ürün güncellendiğinde diğer tüm önbelleklenen parçalar aynen kullanılabilir.
Sadece güncellenen parça yeniden önbelleklenir. Bunu sağlayan da yukarıda
kısaca bahsettiğimiz key-based expiration özelliğidir.
Örnek verecek olursak, şunun gibi bir görünüm dosyamız varsa:
<% cache product do %>
<%= render product.games %>
<% end %>ve oradan da bu kod çalıştırılıyorsa:
<% cache game do %>
<%= render game %>
<% end %>game in herhangi bir özelliği değiştiğinde yeni bir anahtar ( key )
oluşturulacağı için yeniden önbelleklemeye tabii tutulacaktır.
Ancak game i içeren product nesnesinde herhangi bir değişiklik olmadığı
için anahtarı aynı kalacaktır. Bu yüzden tekrardan önbelleklemeye tabii
tutulmayacaktır. Bu da product için oluşturulan eski bir görünümün
kullanıcıya sunulmasına neden olacaktır. Bunu engellemek için product a
ait olan game nesnesinin model dosyasında product ile olan ilişkisini
belirtirken touch: true parametresini de ekleriz.
Örneğin yukarıdaki yapı için Product ve Game modelleri şöyle olacaktır:
class Product < ApplicationRecord
has_many :games
end
class Game < ApplicationRecord
belongs_to :product, touch: true
endtouch özelliğini true yaptığımızda Game den üretilen bir nesne
güncellendiğinde ilişkili olduğu Product tan türetilen nesnenin de
son güncellenme tarihi değiştirilecektir. Bu sayede bu product nesnesi
için oluşturulan önbellek dosyası yenisi ile değiştirilecektir.
Shared partial dosyaları da önbelleklenebilir. Bunu için de tek yapmanız
gereken render fonksiyonuna cached: ture parametresini eklemektir.
render(partial: 'hotels/hotel', collection: @hotels, cached: true)Önbelleği doğru şekilde geçersiz kılmak için, önbelleğe alma bağımlılıklarını doğru bir şekilde tanımlamanız gerekir.
Aslında genellikle hiç böyle bir önlem almanıza gerek kalmadan Rails sizin için çoğu durumda bu işi halleder. Yine de bazen bu bağımlılıkları özel olarak tanımlamanız gerekebilir.
Bu konu Implicit Dependencies ,Explicit Dependencies ve
External Dependencies olarak üçe ayrılıyor.
Çok nadir durumlarda gereken işlemler olduğu için bu yazıda detaylarına girmeye gerek olmadığını düşünüyorum. İncelemek isterseniz: 1.6 Managing dependencies
Page Caching, Fragment Caching gibi önbellekleme türlerinde hep view dosyalarını yani kullanıcıya döndürülen görüntüleri önbellekleriz. Ancak Rails de önbellekleme bununla sınırlı değildir. İstediğiniz herhangi bir tipteki veriyi de Rails'in önbellekleme mekanizmasıyla önbellekleyerek uygulamanızda performans artışı sağlayabilirsiniz.
Low-level caching in en etkili uygulaması Rails.cache.fetch metodunu
kullanmaktır. Bu metod önbelleğe yazma ve okuma işlemlerinin ikisini de yapar.
Tek bir argumanla çalıştırıldığında, ilgili arguman için oluşturulan anahtar elde edilir ve önbellekten ilgili anahtara ait veri çekilir.
Eğer ki bir blok verilmişse de bir cache miss durumunda ( önbelleğin geçersiz
veya eski olması, veya hiç bulunmaması ) blok çalıştırılarak sonuç, verilen
anahtar ile önbelleğe kaydedilir ve dönüş değeri döndürülür. cache hit yani
başarılı şekikde önbellekten veri çekilmesi durumunda ise blok hiç
çalıştırılmadan önbelleklenen değer döndürülür.
Örnek olarak şu şekillerde kullanılabilir:
class Product < ApplicationRecord
# Tek argümanlı kullanım
def products_count
Rails.cache.fetch('count_of_products', Product.count)
end
# Blok ile kullanım
def competing_price
Rails.cache.fetch("#{cache_key}/competing_price", expires_in: 12.hours) do
Competitor::API.find_price(id) # Müşteri API'ından çekilen fiyat
end
endÖrnekte görüldüğü gibi expires_in: parametresiyle önbelleklenmiş verinin
ömrünü ( Time to Live - TTL ) belirleyebiliyoruz.
Aslında burada pek anlatılacak bir şey yok. Her şeyi Rails hallediyor.
Veritabanından bir bilgi çektiğinizde otomatik olarak sonucu önbelleklenir. Tekrar aynı veriyi çekmek istediğinizde veritabanına gidilerek SQL sorgusu çalıştırılmak yerine önbelleklenmiş sonuç dönüdürülür.
class ProductsController < ApplicationController
def index
# Tüm ürünleri çeken sorguyu çalıştır
@products = Product.all
... # Başka bir şeyler yap...
# Aynı sorguyu tekrar çalıştır
@products = Product.all
end
endYukarıdaki kodda iki defa veritabanında SQL sorgusu çalıştırılıyormuş gibi görünse de aslında sadece ilk seferinde çalıştırılır. İkinci defa aynı sorgu çalıştırıldığında önceki seferde önbelleklenen sonuç döndürülür. Bu şekilde veritabanı işlemleri de optimize edilmiş olur.
Genel olarak değineceğimiz konular bu kadardı. Yukarıda da dediğim gibi, bu doküman Rail Guide'ından yararlanılarak oluşturulmuştur. Daha detaylı şekilde incelemek ve daha derin konuları öğrenmek istiyorsanız: Caching with Rails: An Overview
Bu doküman Serhat Celil İLERİ ( GitHub: @ileri ) tarafından oluşturulmuştur.