디스크 캐싱 (Disk Caching)

디스크 캐싱은 데이터를 디스크에서 읽거나 디스크에 쓰는 속도를 향상시키기 위해 사용되는 기술이다. 디스크 캐싱은 주로 다음과 같은 방식으로 작동한다:

1. 읽기 캐시: 자주 읽히는 데이터를 메모리에 저장하여 디스크 접근을 줄인다. 이를 통해 데이터 접근 속도를 높일 수 있다.
2. 쓰기 캐시: 데이터를 디스크에 쓰기 전에 메모리에 임시로 저장한다. 이를 통해 여러 쓰기 작업을 하나로 묶어 디스크에 쓰는 횟수를 줄일 수 있다.

디스크 캐싱의 주요 구성 요소는 다음과 같다:

• 캐시 메모리: 자주 사용되는 데이터를 저장하는 고속 메모리이다.
• 캐시 관리자: 어떤 데이터를 캐시에 저장할지, 언제 캐시에서 데이터를 제거할지 결정하는 알고리즘을 관리한다.

캐싱 알고리즘의 예로는 LRU(Least Recently Used), LFU(Least Frequently Used), FIFO(First In First Out) 등이 있다.

LRU (Least Recently Used) Cache

LRU 캐시는 가장 오랫동안 사용되지 않은 항목을 제거하는 캐시 알고리즘입니다. 최근에 사용된 항목일수록 캐시에 오래 남아있게 됩니다.

LFU (Least Frequently Used) Cache

LFU 캐시는 가장 적게 사용된 항목을 제거하는 캐시 알고리즘입니다. 사용 빈도가 낮은 항목일수록 먼저 제거됩니다.

FIFO (First In First Out) Cache

FIFO 캐시는 가장 먼저 들어온 항목을 제거하는 캐시 알고리즘입니다. 먼저 들어온 항목일수록 먼저 제거됩니다.

 

디스크 캐싱을 구현하는 예제 코드는 다음과 같다:

class DiskCache:
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        self.cache = {}
        self.access_order = []

    def read(self, key):
        if key in self.cache:
            self.access_order.remove(key)
            self.access_order.append(key)
            return self.cache[key]
        else:
            data = self.read_from_disk(key)
            self.write(key, data)
            return data

    def write(self, key, data):
        if len(self.cache) >= self.size:
            oldest_key = self.access_order.pop(0)
            del self.cache[oldest_key]
        self.cache[key] = data
        self.access_order.append(key)
        self.write_to_disk(key, data)

    def read_from_disk(self, key):
        # 디스크에서 데이터를 읽는 로직
        pass

    def write_to_disk(self, key, data):
        # 디스크에 데이터를 쓰는 로직
        pass

이 예제에서는 간단한 LRU 캐싱 알고리즘을 사용하여 디스크 캐싱을 구현되었다. read 메서드는 캐시에서 데이터를 읽고, write 메서드는 캐시에 데이터를 쓰며, 캐시가 가득 차면 가장 오래된 데이터를 제거하는 구조이다.

- 끝 -