Caching – Übersicht

Anwendungen für mobile Geräte sind ein unglaublich schnell wachsendes Marktsegment angesichts der rasanten Verbreitung von mobilen Endgeräten und dem Rückgang der Nutzung herkömmlicher Computergeräte. Ob für Spiele, kommerzielle Anwendungen, Gesundheitsanwendungen und so weiter, praktisch jedes Marktsegment hat heute eine mobilgerätefreundliche Anwendung. Aus Sicht der Anwendungsentwicklung ist die Erstellung von mobilen Apps sehr ähnlich wie die Erstellung jeder anderen Form von Anwendung. Sie haben die gleichen Problembereiche, Ihre Präsentationsschicht, Ihre Geschäftsschicht und Ihre Datenschicht. Auch wenn die Bildschirmgröße und die Entwicklungstools unterschiedlich sind, ist die Bereitstellung eines großartigen Benutzererlebnisses ein gemeinsames Ziel für alle Anwendungen. Mit effektiven Caching-Strategien können Ihre mobilen Anwendungen die Leistung liefern, die Ihre Benutzer erwarten, massiv skalieren und Ihre Gesamtkosten senken.

Der AWS Mobile Hub ist eine Konsole, die integrierte Erfahrung für die Entdeckung, die Konfiguration und den Zugriff auf AWS-Cloud-Services zum Erstellen, Testen und Überwachen der Nutzung von mobilen Apps bereitstellt.

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist ein Konzept zum Sammeln und Übermitteln von Informationen aus einem Gerät und der physischen Welt über Gerätesensoren an das Internet oder eine Anwendung, die die Daten nutzt. Der Wert des IoT besteht darin, die erfassten Daten nahezu in Echtzeit zu verstehen, was dem nutzenden System und den Anwendungen letztendlich die Möglichkeit gibt, schnell auf diese Daten zu reagieren. Nehmen Sie zum Beispiel ein Gerät, das seine GPS-Koordinaten überträgt. Ihre IoT-Anwendung könnte darauf reagieren, indem sie interessante Orte oder Angebote in Bezug auf die Nähe zu diesen Koordinaten vorschlägt. Wenn Sie darüber hinaus Präferenzen in Bezug auf den Benutzer des Geräts gespeichert haben, können Sie die auf diese Person zugeschnittenen Empfehlungen detailgenau abstimmen. In diesem speziellen Beispiel ist die Geschwindigkeit, mit der die Anwendung auf die Koordinaten reagieren kann, entscheidend für ein gutes Benutzererlebnis. Caching kann hier eine wichtige Rolle spielen, z. B. könnten die interessanten Orte oder Angebote zusammen mit den Geokoordinaten in einem Schlüssel/Wert-Speicher wie Redis gespeichert werden, um einen schnellen Abruf zu ermöglichen. Aus Sicht der Anwendungsentwicklung können Sie Ihre IoT-Anwendung im Wesentlichen so programmieren, dass sie auf jedes Ereignis reagiert, vorausgesetzt, es gibt ein programmatisches Mittel, um dies zu tun. Wichtige Überlegungen, die beim Aufbau einer IoT-Architektur angestellt werden müssen, sind die Reaktionszeit, die mit der Analyse der aufgenommenen Daten verbunden ist, die Architektur einer Lösung, die die Anzahl der Geräte skalieren kann, und die Bereitstellung einer Architektur, die kosteneffektiv ist.

AWS IoT ist eine verwaltete Cloud-Plattform, mit der verbundene Geräte einfach und sicher mit Cloud-Anwendungen und anderen Geräten zusammenarbeiten können.

Weitere Informationen: Verwalten von IoT-Daten und Zeitreihendaten mit Amazon ElastiCache for Redis

Moderne AdTech-Anwendungen sind besonders anspruchsvoll in Bezug auf die Leistung. Ein Beispiel für einen bedeutenden Wachstumsbereich im Bereich AdTech ist das Real-Time-Bidding (RTB), ein auktionsbasierter Ansatz für die Abwicklung digitaler Display-Anzeigen in Echtzeit, und zwar auf der granularsten Eindrucksebene. RTB war 2015 die dominierende Transaktionsmethode und machte 74,0 Prozent der programmatisch eingekauften Werbung oder 11 Milliarden Dollar in den USA aus (laut eMarketer-Analyse). Beim Aufbau einer RTB-App kann eine Millisekunde den Unterschied zwischen der rechtzeitigen Abgabe des Gebots und dessen Irrelevanz ausmachen. Das bedeutet, dass das Abrufen der Gebotsinformationen aus der Datenbank extrem schnell sein muss. Datenbank-Caching, das den Zugriff auf Ausschreibungsdetails in Sub-Millisekunden ermöglicht, ist eine großartige Lösung, um diese hohe Leistung zu erreichen.

Interaktivität ist eine Grundvoraussetzung für fast jedes moderne Spiel. Nichts frustriert Spieler mehr als ein langsames oder nicht reagierendes Spiel, ein solches wird selten erfolgreich. Die Anforderungen an die Leistung sind bei mobilen Multiplayer-Spielen noch höher, da eine Aktion eines Spielers in Echtzeit an andere weitergegeben werden muss. Caching spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung eines reibungslosen Spielablaufs, indem es Abfrageantworten im Sub-Millisekundenbereich für häufig genutzte Daten liefert. Es ist auch hilfreich, um wichtige Probleme zu lindern, wenn dieselben Daten mehrfach abgefragt werden, z. B. „Wer sind die aktuellen Top-10-Spieler nach Punkten?“

Weitere Informationen zur Spieleentwicklung in AWS finden Sie hier.

Medienunternehmen haben oft mit der Notwendigkeit zu tun, eine große Menge an statischen Inhalten an ihre Kunden mit einer sich ständig ändernden Anzahl von Lesern/Zuschauern zu übertragen. Ein Beispiel ist ein Video-Streaming-Service wie Netflix oder Amazon Video, der eine große Menge an Videoinhalten an die Zuschauer streamt. Dies passt perfekt zu einem Content Delivery Network, bei dem die Daten auf global verteilte Caching-Servern gespeichert werden. Ein weiterer Aspekt von Medienanwendungen ist, dass es oft und unvorhersehbar zu Spitzenlasten kommt. Stellen Sie sich einen Blog auf einer Website vor, über den ein Prominenter gerade getwittert hat, oder die Website eines Football-Teams während des Super Bowls. Eine solch große Nachfragespitze auf eine kleine Teilmenge von Inhalten ist für die meisten Datenbanken eine Herausforderung, da sie in ihrem Durchsatz pro Schlüssel begrenzt sind. Da Arbeitsspeicher wesentlich mehr Durchsatz bietet als ein physischer Datenträger, wäre ein Datenbank-Cache mit Verlagerung der Lesezugriffe auf einen In-Memory-Cache die ideale Lösung.

Moderne eCommerce-Anwendungen werden immer ausgefeilter und bieten personalisierte Einkaufserlebnisse, einschließlich Echtzeit-Empfehlungen, die auf den Daten und der Einkaufshistorie eines Benutzers basieren. Dazu gehört oft auch, dass man sich das soziale Netzwerk eines Benutzers ansieht und die Empfehlung auf der Grundlage dessen ausspricht, was seine Freunde mögen oder gekauft haben. Während die Menge der zu verarbeitenden Daten zunimmt, ist die Geduld der Kunden begrenzt. Daher ist die Aufrechterhaltung der Anwendungsleistung in Echtzeit kein Luxus, sondern eine Notwendigkeit; eine gut ausgeführte Caching-Strategie ist ein kritischer Aspekt der Anwendungsleistung und kann den Unterschied zwischen Erfolg oder Misserfolg einer Anwendung ausmachen, zwischen dem Verkaufserfolg oder dem Verlust eines Kunden.

Social-Media-Apps haben die Welt im Sturm erobert. Soziale Netzwerke wie Facebook, Twitter, Instagram und Snapchat haben eine riesige Anzahl von Benutzern, die immer größere Mengen an Inhalten konsumieren. Wenn ein Benutzer seinen Feed öffnet, erwartet er, dass er seine neuesten personalisierten Inhalte nahezu in Echtzeit sieht. Dabei handelt es sich nicht um statische Inhalte, da jeder Benutzer andere Freunde, Bilder, Interessen usw. hat, was die Anforderungen an die technische Komplexität der zugrunde liegenden Plattform noch erhöht. Social-Media-Apps sind auch sehr anfällig für Nutzungsspitzenlasten bei großen Unterhaltungs-, Sport- und politischen Ereignissen. Eine solche Belastbarkeit bei Spitzenlasten verbunden mit Echtzeitleistung wird durch verschiedene Caching-Ebenen erreicht: einem Content Delivery Network für statische Inhalte wie Hintergrundbilder, einem Sitzungs-Cache für die Aufzeichnung der aktuellen Sitzungsdaten eines Benutzers und einem Datenbank-Cache für den schnellen Zugriff auf häufig abgerufene Daten wie die neuesten Benachrichtigungen enger Freunde und die letzten eingestellten Bilder.

Die Gesundheitsbranche durchläuft eine digitale Revolution, die die Versorgung für immer mehr Patienten auf der ganzen Welt verfügbar und zugänglich macht. Einige Anwendungen ermöglichen es Patienten, per Video mit Ärzten zu sprechen, und die meisten großen Anbieter haben Apps, mit denen Patienten ihre Testergebnisse sehen und mit dem medizinischen Personal interagieren können. Auf der Wellness-Seite gibt es eine Fülle von Anwendungen, die von der Verfolgung der spezifischen Sensoraktivität eines Benutzers (z. B. FitBit und Jawbone) bis hin zu umfassenden Wellness-Coachings und -Daten reichen. Angesichts der interaktiven Natur dieser Anwendungen muss der Bedarf an schnellen Anwendungen, Geschäfts- und Datenebenen gedeckt werden. Mit einer effektiven Caching-Strategie sind Sie in der Lage, eine hohe Leistung zu bieten, die Gesamtkosten für die Infrastruktur zu reduzieren und mit wachsender Nutzung zu skalieren.

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Die Art und Weise, wie wir Finanzdienstleistungen konsumieren, hat sich in den letzten Jahren dramatisch verändert. Zu den Anwendungen gehören der Zugang zu Bank- und Versicherungsdienstleistungen, die Betrugserkennung, Investitionsdienstleistungen, die Optimierung der Kapitalmärkte durch Echtzeit-Algorithmen und vieles mehr. Es ist eine Herausforderung, in Echtzeit auf die Finanzdaten eines Kunden zuzugreifen und ihm zu ermöglichen, Transaktionen wie Überweisungen oder Zahlungen vorzunehmen. Erstens gelten ähnliche Einschränkungen wie bei anderen Anwendungen, bei denen ein Benutzer nahezu in Echtzeit mit der App interagieren möchte. Darüber hinaus werden an Finanzanwendungen zusätzliche Anforderungen wie erhöhte Sicherheit und Betrugserkennung gestellt. Eine effiziente Architektur, einschließlich einer mehrschichtigen Caching-Strategie, ist entscheidend, um die von den Benutzern erwartete Leistung zu erreichen. Je nach spezifischen Anforderungen der Anwendung sollten die Caching-Ebenen Folgendes beinhalten: einen Sitzungs-Cache zum Speichern der Sitzungsdaten der Benutzer, ein Content Delivery Network für die Bereitstellung statischer Inhalte sowie einen Datenbank-Cache für den schnellen Zugriff auf häufig abgerufene Daten wie die letzten 10 Käufe eines Kunden.

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