🚀 Giới thiệu về Caching – Tăng tốc hệ thống hiệu quả
🎯 Caching là gì?
Caching (bộ nhớ đệm) là kỹ thuật lưu trữ tạm thời dữ liệu được truy xuất thường xuyên, nhằm tăng tốc độ truy cập, giảm tải cho hệ thống backend hoặc database, và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
Thay vì mỗi lần người dùng truy cập đều phải tính toán lại hoặc truy xuất từ database, hệ thống sẽ lấy dữ liệu từ cache – nơi đã lưu sẵn kết quả ở lần truy cập trước. Điều này giúp giảm thời gian xử lý và cải thiện hiệu suất hệ thống.
📌 Ví dụ đơn giản:
- Khi bạn truy cập một trang web lần đầu, trình duyệt sẽ tải toàn bộ nội dung.
- Lần sau truy cập lại, phần nội dung đó có thể được tải từ cache trên trình duyệt → nhanh hơn rất nhiều.
⚙️ Các loại caching phổ biến
🖥️ 1. Client-side caching (Frontend)
Lưu dữ liệu ở phía người dùng (trình duyệt hoặc thiết bị).
- Browser Cache: Lưu HTML, CSS, JS, hình ảnh tĩnh. Trình duyệt sẽ dùng lại nếu chưa hết hạn.
- LocalStorage / SessionStorage: Lưu dữ liệu JSON như token, profile, cache response của API.
- Service Worker Cache (Progressive Web App): Giúp website hoạt động offline.
🗄️ 2. Server-side caching (Backend)
Lưu dữ liệu trên máy chủ để tránh xử lý lại mỗi lần request.
- Page Cache: Lưu toàn bộ trang HTML render sẵn.
- Fragment Cache: Cache từng phần của trang (VD: sidebar, banner).
- Data Cache: Lưu dữ liệu lấy từ database hoặc API.
- Query Cache: Cache kết quả truy vấn SQL hoặc MongoDB.
🌐 3. CDN cache (Content Delivery Network)
Dịch vụ trung gian giúp cache và phân phối nội dung tĩnh (image, CSS, JS, video) từ server gần nhất với người dùng.
- Ví dụ: Cloudflare, AWS CloudFront, Akamai, Fastly.
🧠 4. Application-level cache (Logic hoặc trạng thái)
Dành cho lập trình viên frontend/backend:
- React Query, SWR (React): Cache API response, hỗ trợ revalidation.
- Apollo Client (GraphQL): Cache query theo schema.
- In-memory Cache (Node.js, Python): Lưu biến toàn cục tạm thời trong bộ nhớ RAM.
🔥 Lợi ích của caching
✅ Tăng hiệu suất hệ thống – Giảm thời gian phản hồi cho người dùng. ✅ Giảm tải cho server/database – Tránh việc xử lý lặp lại. ✅ Tiết kiệm băng thông và chi phí – Đặc biệt khi dùng CDN. ✅ Tăng độ ổn định hệ thống – Hệ thống vẫn phản hồi dù backend tạm thời bị quá tải. ✅ Tối ưu SEO & Core Web Vitals – Nhờ vào tốc độ tải trang nhanh hơn.
❗️Nhược điểm & lưu ý
❌ Dữ liệu bị cũ (stale) nếu không cập nhật đúng thời điểm.
❌ Khó invalidate (làm mới) cache chính xác khi dữ liệu thay đổi.
❌ Bộ nhớ RAM bị chiếm dụng nếu dùng in-memory quá nhiều.
❌ Tăng độ phức tạp khi kết hợp nhiều tầng cache (CDN + App + DB).
🧠 Một số kỹ thuật & công cụ caching phổ biến
| Loại Cache | Công nghệ phổ biến |
|---|---|
| In-memory cache | Redis, Memcached |
| CDN cache | Cloudflare, CloudFront, Fastly |
| Application cache | React Query, Apollo, SWR |
| Database cache | MySQL Query Cache, PostgreSQL Materialized View |
| HTTP header cache | Cache-Control, ETag, Last-Modified |
| File-based caching | Laravel Cache, Rails Fragment Caching |
📌 Redis thường là lựa chọn số 1 cho caching tốc độ cao phía server.
🔄 Cache Invalidation – Làm mới dữ liệu cache
Câu hỏi quan trọng: “Khi nào dữ liệu trong cache cần làm mới?”
📅 1. Time-based (TTL - Time To Live)
- Dữ liệu cache tự động hết hạn sau một khoảng thời gian.
- Ví dụ: Cache bài viết blog trong 5 phút.
🔄 2. Event-based
- Invalidate cache ngay khi có hành động cập nhật (VD: admin cập nhật bài viết → xóa cache bài viết đó).
👨💻 3. Manual refresh
- Cho phép người dùng hoặc quản trị viên bấm nút “Làm mới cache”.
🤖 4. Stale-while-revalidate (cơ chế hiện đại)
- Trả về cache cũ ngay lập tức, nhưng đồng thời lấy dữ liệu mới để cập nhật lại cache.
- Được áp dụng trong SWR, React Query, hoặc CDN như Cloudflare.
🧪 Các chiến lược caching phổ biến
| Chiến lược | Mô tả |
|---|---|
| Cache Aside (Lazy loading) | Chỉ cache khi có request truy cập và chưa có cache. |
| Write Through | Mỗi khi ghi vào database → ghi vào cache luôn. |
| Read Through | App chỉ truy cập cache → nếu cache miss, cache sẽ gọi DB và lưu kết quả lại. |
| Refresh Ahead | Làm mới cache định kỳ trước khi hết hạn TTL. |
📦 Khi nào nên dùng caching?
✔ Dữ liệu được truy cập lặp lại nhiều lần.
✔ Hệ thống có lượng người dùng lớn, request cao.
✔ API hoặc database có thời gian phản hồi lâu.
✔ Nội dung ít thay đổi thường xuyên (bài viết, thông tin sản phẩm…).
❌ Không nên cache nếu dữ liệu cần tính toán real-time như: đơn hàng, tài chính, thống kê liên tục.
🏆 Kết luận
Caching là một trong những kỹ thuật cốt lõi để xây dựng hệ thống nhanh hơn, tiết kiệm hơn và mở rộng tốt hơn.
✅ Hiểu đúng caching → Tránh lỗi stale data và tăng hiệu suất.
✅ Biết chọn loại cache phù hợp → Giảm chi phí và tăng trải nghiệm người dùng.
✅ Bắt đầu từ đơn giản: browser cache, Redis, hoặc CDN là những cách hiệu quả nhất để cải thiện tốc độ ứng dụng ngay lập tức.
🚀 Bạn đang làm frontend, backend hay DevOps? Caching đều sẽ giúp bạn tạo ra hệ thống mạnh hơn! 😎