Daten-Caching bezeichnet das Speichern häufig abgerufener Daten im Arbeitsspeicher, um die Abfrageleistung zu verbessern und die Notwendigkeit, Daten von der Festplatte abzurufen, zu verringern.

Caching-Strategien

Buffer Pool

• Datenblöcke:

  • Daten werden beim Lesen von oder Schreiben auf die Festplatte in Einheiten fester Größe, sogenannten Datenblöcken, organisiert;
  • Diese Datenblöcke werden vorübergehend im Arbeitsspeicher des DBMS im Buffer Pool, auch als Buffer Cache bezeichnet, gespeichert.

• Cache-Austauschrichtlinien:

  • Aufgrund des begrenzten Speicherplatzes im Buffer Pool bestimmt eine Cache-Austauschrichtlinie, welche Datenblöcke im Speicher verbleiben, wenn neue Blöcke geladen werden.

• Cache-Verwaltung:

  • Wenn eine Abfrage Daten anfordert, prüft das DBMS, ob die benötigten Datenblöcke bereits im Buffer Pool vorhanden sind;
  • Werden die Datenblöcke im Speicher gefunden (Cache Hit), werden sie aus dem Buffer Pool abgerufen, wodurch der langsamere Festplattenzugriff umgangen wird;
  • Sind die Datenblöcke nicht im Speicher (Cache Miss), lädt das DBMS sie von der Festplatte in den Buffer Pool, um sie für zukünftige Zugriffe bereitzuhalten.

Query Result Cache

• Einige DBMS bieten einen Query Result Cache, der häufig ausgeführte Abfrageergebnisse im Arbeitsspeicher speichert;
• Bei Ausführung einer Abfrage prüft das System, ob dieselbe Abfrage mit identischen Parametern bereits zuvor ausgeführt wurde. Falls ja, wird das zwischengespeicherte Ergebnis zurückgegeben, anstatt die Abfrage erneut auszuführen.

Index-Caching

• Neben dem Caching von Datenblöcken können DBMS auch Indexseiten im Arbeitsspeicher zwischenspeichern, um indexbasierte Abfragen zu beschleunigen;
• Index-Caching verringert die Notwendigkeit, die gesamte Indexstruktur auf der Festplatte zu durchsuchen, und verbessert die Abfrageleistung für indizierte Spalten.