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 oder Schreiben auf die Festplatte in Einheiten fester Größe, sogenannte Datenblöcke, 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 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;
  • Befinden sich die Datenblöcke im Speicher (Cache Hit), werden sie aus dem Buffer Pool abgerufen, wodurch ein langsamer Zugriff auf die Festplatte vermieden wird;
  • Befinden sich 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 Speicher speichert;
• Bei der 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 Speicher 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.