Object cache/cs

Mezipaměť MediaWiki využívá u mnoha komponent a na více úrovních. A tato stránka dokumentuje, co a jak se PHP aplikace MediaWiki k tomu používá.

Obecné
V kontextu mezipaměti objektů na MediaWiki jsou popsány dva druhy úložišť:


 * 1) Cache, (keš) česky také nazývaná mezipaměť, je místo, do kterého se ukládá výsledek výpočtu a data získaná z externího zdroje (aby se dosáhlo co možná nejvyšší rychlosti při zpracovávání uložených dat). Toto je "mezipaměť" v definici informatiky.
 * 2) Stash (angl. slovo "stash" (steš) v čeština znamená skrýš) je místo, na které se ukládají z výpočetního hlediska nenáročná data, která se už nikam jinam neukládají. Někdy se také označuje angl. slovem hoard, neboli zásobárna objektů. Ukládá se do ní vše, co není nutné znova zdlouhavě generovat, protože by se tím jen zbytečně zatěžoval server.

Terminologie
Klíč, přes který se přistupuje do mezipaměti musí být "verifiable", neboli lehce "ověřitelný", aby si mohla aplikace snadno a rychle ověřit, že hodnota, zastupovaná klíčem ještě nezastarala.

Platí to i v takovém v případě, kdy klíč zastupuje pouze jedinou možnou hodnotu. Například výpočet čísla π na 100 desetinných míst, lze uložit do mezipaměti pod klíčem. Výsledek této operace můžeme bez problému uložit do úložiště s vysokorychlostním přístupem bez jakékoliv další koordinace s jinými komponentami, jelikož ho už nikdy víc nebude potřeba aktualizovat či odstranit. A pokud jeho platnost v mezipaměti vyprší, dá se vypočítat znovu a výsledek bude stále stejný. Totéž platí i pro ukládání wikitextu určité revize stránky. Obsah revize 123 bude také provždy stejný. Pokud tedy aplikace zná ID revize, kterou hledá, lze považovat i klíč typu  za snadno ověřitelný klíč mezipaměti.



Ukládání strukturovaných dat
MediaWiki podporuje ukládání jednoduchých objektů (jako jsou booleanské hodnoty, čísla a řetězce), tak složitě strukturovaných, do sebe zanořených polí. Technicky je možné ukládat také surové objekty (stdClass) a instance libovolných tříd, pokud jsou serializované přes PHP, ovšem tenhle zastaralý přístup nedoporučujeme používat. Jednak z bezpečnostních důvodů (T161647) a ale také s ohledem na stabilitu kódu, protože je pak velmi obtížné změnit třídu tak, aniž by tím nebyla narušena dopředná či zpětná kompatibilita kódu s objekty této třídy které jsou uloženy v mezipaměti (viz T264257 atd.).

Kód, který se zapisuje do mezipamšti nebo se z ní načítá, musí být vždy kompatibilní oběma směry. Typicky, kód, který data z mezipaměti načítá je obvykle novější než ten, který je do mezipaměti zapsal, což pochopitelně vyžaduje aby byl zpětně kompatibilní aby je dokázal přečíst a zároveň je zapisoval tak, aby s jejich načtením v budoucnu nebyl problém. Ovšem existují dvě důležité situace, kdy je potřeba opačný přístup:
 * 1) Během distribuce kódu běží na serverech a datových centrech po nějaký čas paralelně stará a nová verze kódu, která sdílí stejnou databázi a služby mezipaměti. A během této doby tak může s mezipamětí souběžně pracovat stará i nová verze.
 * 2) Provozovatelé webů tak musí mít možnost vrátit poslední změnu či aktualizaci softwaru zpět na předchozí verzi.

Osvědčené postupy:


 * Nepoužívejte tedy k sestavení klíčů pro objekty mezipaměti konstanty či proměnné, jejichž hodnoty se mohou časem změnit. Využijte místo toho  a volbu "version", která automaticky zajistí, že zůstane zachována dopředná i zpětná kompatibilita, a dojde k bezproblémovému zneplatnění  klíče mezipaměti bez ohledu na verzi aktuálně používaného software.
 * Vyhněte se také ukládání objektů typu class (třída). Ukládejte primitiva, stabilní, neměnná data, a klidně i (vnořená) pole naplněná primitivy. Třídy je sice možné převádět do podoby jednoduchých polí a tyto pole ukládat, ať už ve formě řetězců, či dat ve formátu JSON. Ovšem zakódování a jejich serializaci aby to bylo možné musí dělat ten kdo s nimi pracuje a ne BagOStuff nebo rozhraní WANObjectCache. (Ale nelze vyloučit, že v budoucnu MediaWiki možná bude automaticky využívat pro ukládání tříd metodu JsonUnserializable, neboť je součástí MediaWiki od verze 1.36).

Služby
Jedná se o abstraktní úložiště, které je dostupné pro různé funkcionality MediaWiki, jejich příklady naleznete v části Použití.



Úložiště na lokálním serveru

 * Dostupné přes.
 * Možnost parametrizace: Žádná (je detekováno automaticky)
 * Chování: Velmi rychlé (<0.1ms, načítá se z lokální paměti), malá kapacita, s ostatními aplikačními servery se nic nesdílí.

Hodnoty v tomto uložišti jsou uchovávány pouze v místní paměti RAM libovolného webového serveru (obvykle pomocí php-apcu). Ty se nereplikují na jiné servery nebo clustery a nemají žádné možnosti koordinace aktualizace nebo čištění.

Pokud webový server nemá nainstalovaný php-apcu (nebo ekvivalent), toto rozhraní se vrátí zpět na prázdný zástupný symbol, kde nejsou uloženy žádné klíče. Je také nastaveno na prázdné rozhraní pro skripty údržby a další režimy příkazového řádku. MediaWiki podporuje APCu a WinCache.



Úložiště na lokálním clusteru

 * Dostupné přes.
 * Možnost parametrizace: Ano, přes $wgMainCacheType.
 * Chování: Rychlé (~1ms, načítá se z paměti poskytované služby), kapacita střední, data se sdílejí mezi aplikačními servery, ale nereplikují napříč datovými centry.

Většinou pro pouze interní použití, aby nabídla omezenou koordinaci akcí v rámci daného datového centra. To používá stejný backend úložiště jako mezipaměť WAN, ale pod jiným klíčovým jmenným prostorem a bez jakékoli možnosti vysílat čištění do jiných datových center.

Lokální klastrová mezipaměť je obvykle zálohována Memcached, ale může také používat databázi.



Mezipaměť na úrovni WAN

 * Dostupné přes.
 * Možnost parametrizace: Ano, prostřednictvím $wgMainWANCache, což je výchozí pro $wgMainCacheType.
 * Chování: Rychlé (~1ms, načítá se z paměti poskytované služby), kapacita střední, data se sdílejí mezi aplikačními servery, při použití zneplatňovacích událostí mohou být replikována data napříč datovými centry.

Data v tomto úložišti jsou uložena centrálně v aktuálním datovém centru (typicky se využívá jako backend Memcached). Zatímco hodnoty nejsou replikovány do jiných klastrů, události "delete" a "purge" pro klíče jsou vysílány do jiných datových center pro zneplatnění mezipaměti. Jak to použít, viz WANObjectCache odkaz na třídu.

Stručně řečeno: Počítejte a ukládejte hodnoty pomocí metody. Chcete-li zneplatnit mezipaměti, použijte čištění klíčů (nikoli přímým nastavením klíče).

Viz také WANObjectCache na wikitech.wikimedia.org.



Hlavní uložiště

 * Dostupné přes.
 * Možnost parametrizace: Ano, přes $wgMainStash.
 * Chování: Může zahrnovat čtení disku (1-10 ms), semiperzistentní, sdílené mezi aplikačními servery a replikované napříč datovými centry.

Hodnoty v tomto úložišti se čtou a zapisují ve stejném datovém centru, přičemž se očekává, že zápisy budou replikovány do a z jiných datových center. Obvykle používá jako backend MySQL. (See MariaDB for Wikipedia's configuration.) Ve výchozím nastavení se používá tabulka. Je třeba tolerovat, že čtení může být potenciálně zastaralé, například kvůli dočasné nedostupnosti zápisů do mezipaměti nebo použitím, kdy překrývající se požadavky skončí mimo pořadí, nebo kvůli replikaci zápisů z jiného datového centra, které trvá sekundu.

Očekává se, že toto úložiště bude mít silnou perzistenci a často se používá pro data, která nelze regenerovat a nejsou uložena jinde. Data uložená v MainStash však nesmí být kritická a v případě ztráty musí mít minimální dopad na uživatele, což umožňuje, že backend, pokud je pod provozním tlakem, někdy bude částečně nedostupný nebo vymazán aniž by došlo k incidentům.

Použití


Úložiště relací
Nejde o skutečnou keš v tom smyslu, že by tahle data byla skutečně někde uložena.
 * Je dostupné výhradně prostřednictvím objektu, ke kterému se přistupuje přes správce relací (též sezení) (objekt SessionManager), který lze získat přes
 * Nastavuje se přes.



Kešování Interwiki
Více viz na stránce věnované kešování Interwiki a v kódu údržbářského skriptu.



Kešování analyzátoru wikikódu (parser)
Pro další podrobnosti viz Příručka:Parser a jeho keš. Viz též kód údržbářského skriptu purgeParserCache.php.
 * Přistupuje se k němu přes třídu.
 * Jde v podstatě o rozhraní k 'backendu', kterým je obvykle nějaká databáze (typicky MySQL), který se nastavuje přes proměnnou.
 * Klíče jsou pevně dané. Odpovídají ID stránky a data se ukládají jakmile je kód stránky zpracován analyzátorem (parser).
 * ID revize se ověřuje při načítání.



Kešování zpráv

 * Dostupné přes.
 * Backend configurable by $wgMessageCacheType (defaults to $wgMainCacheType, with fallback to MySQL).

Revision text

 * Accessed via.
 * Stored in the WAN cache, using key class.
 * Keys are verifiable and values immutable. Cache is populated on demand.

Background
The main use case for caching revision text (as opposed to fetching directly from the  table or External Storage) is for handling cases where the text of many different pages is needed by a single web request.
 * Originally implemented in 2006 (, commit 376014e).
 * Process cache added in 2016.
 * Adopted by MessageCache in 2017.

This is primarily used by:


 * Parsing wikitext. When parsing a given wiki page, the Parser needs the source of the current page, but also recursively needs the source of all transcluded template pages (and Lua module pages). It is not unusual for a popular article to indirectly transclude over 300 such pages. The use of Memcached saves time when saving edits and rendering page views.
 * MessageCache. This is a wiki-specific layer on top of LocalisationCache, which consists primarily of message overrides from "MediaWiki:"-namespace pages on the given wiki. When building this blob, the source text of many different pages needs to be fetched. This is cached per-cluster in Memcached, and locally per-server (to reduce Memcached bandwidth ;, commit 6d82fa2).

Příklad
Klíč.

"content address" refers to the  on the wiki's main database (e.g. "tt:1123"). This in turn refers to the table or (External Storage).

To reverse engineer which page/revision this relates to, Find  for the content address, then find the revision ID for that content slot.

The revision ID can then be used on-wiki in a url like https://en.wikipedia.org/w/index.php?oldid=951705319, or you can look it up in the revision and page tables.

Revision meta data

 * Accessed via.
 * Stored in the WAN cache, using key class.
 * Keys are verifiable (by page and revision ID) and values immutable. Cache is populated on demand.

MessageBlobStore
Stores interface text used by ResourceLoader modules. It is similar to LocalisationCache, but includes the wiki-specific overrides. (LocalisationCache is wiki-agnostic). These overrides come from the database as wiki pages in the MediaWiki-namespace.


 * Accessed via.
 * Stored in the WAN cache, using key class.
 * Keys are verifiable (by ResourceLoader module name and hash of message keys). Values are mutable and expire after a week. Cache populated on demand.
 * All keys are purged when LocalisationCache is rebuild. When a user save a change to a MediaWiki-namespace page on the wiki, a subset of the keys are also purged.

Minification cache
ResourceLoader caches the minified versions of raw JavaScript and CSS input files.
 * Accessed via.
 * Stored locally on the server (APCu).
 * Keys are verifiable (deterministic value). No purge strategy needed. Cache populated on demand.

LESS compilation cache
ResourceLoader caches the meta data and parser output of LESS files it has compiled.


 * Accessed via.
 * Stored locally on the server (APCu).

File content hasher
ResourceLoader caches the checksum of any file directly or indirectly used by a module. When serving the startup manifest to users, it needs the hashes of many thousands of files. To reduce I/O overhead, it caches this content hash locally, keyed by path and mtime.


 * Accessed via.
 * Stored locally on the server (APCu).



Viz též

 * Architectural modules/Cache
 * Manual:Performance tuning: How to configure your web server and/or cache proxy and MediaWiki; to improve performance.
 * Manual:File cache: Simplistic cache mechanism that caches HTTP responses on-disk.
 * Manual:Configuration settings#Cache: Various configuration settings to set up caching backends and enable parts of the application to use them.
 * ObjectCache, the library providing this functionality