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PERF03-BP05 キャッシュを利用するデータアクセスパターンを実装する

頻繁にアクセスされるデータを高速に取得できるようにデータをキャッシュする利点が得られるアクセスパターンを実装します。

一般的なアンチパターン:

このベストプラクティスを活用するメリット: データをキャッシュに保存すると、読み取りレイテンシー、読み取りスループット、ユーザーエクスペリエンス、全体的な効率が向上し、コストも削減されます。

このベストプラクティスを活用しない場合のリスクレベル: 中

実装のガイダンス

キャッシュとは、同じデータに対する今後のリクエストの処理を高速化したり効率性を向上したりするために、データを保存することを目的としたソフトウェアまたはハードウェアコンポーネントです。キャッシュに保存されたデータは、失われた場合でも、前の計算を繰り返すか、別のデータストアから取得することで再構築できます。

データキャッシュは、アプリケーション全体のパフォーマンスを向上させ、基盤となるプライマリデータソースの負担を軽減するうえで、最も効果的な戦略の 1 つです。データは、クライアント側のキャッシュと呼ばれるリモート呼び出しを行うアプリケーションや、リモートキャッシュと呼ばれる高速セカンダリサービスを使用して、アプリケーションの複数のレベルでキャッシュできます。

クライアント側のキャッシュ

クライアント側のキャッシュを使用すると、各クライアント (バックエンドデータストアにクエリを実行するアプリケーションまたはサービス) は、独自のクエリの結果を指定された期間、ローカルに保存できます。これにより、最初にローカルのクライアントキャッシュを確認することで、ネットワーク経由でデータストアに送信されるリクエストの数を低減できます。結果がキャッシュに存在しない場合、アプリケーションはデータストアにクエリを実行し、その結果をローカルに保存できます。このパターンにより、各クライアントは可能な限り最も近い場所 (クライアント自体) にデータを保存できるため、レイテンシーを最小限に抑えることができます。また、バックエンドデータストアが使用できない場合でも、クライアントは引き続きクエリの一部を処理できるため、システム全体の可用性が向上します。

この方法の欠点の 1 つは、複数のクライアントが関係する場合、同じキャッシュデータをローカルに保存する可能性があることです。その結果、このようなクライアント間でストレージが重複して使用されることになり、データの不整合が発生します。あるクライアントがクエリの結果をキャッシュし、1 分後に別のクライアントが同じクエリを実行して別の結果を取得する場合もあります。

リモートキャッシュ

クライアント間でデータが重複する問題を解決するには、高速外部サービスまたはリモートキャッシュを使用して、クエリされたデータを保存します。ローカルデータストアをチェックする代わりに、各クライアントはバックエンドデータストアへのクエリを実行する前にリモートキャッシュをチェックします。この戦略により、クライアント間の応答の一貫性が強化され、保存されたデータの効率が向上し、ストレージスペースがクライアントとは別個にスケールされるため、キャッシュされたデータの量が増大します。

リモートキャッシュの欠点は、リモートキャッシュをチェックするために追加のネットワークホップが必要になるため、システム全体のレイテンシーが増大する可能性がある点です。クライアント側のキャッシュをリモートキャッシュと併用してマルチレベルキャッシュを行うことで、レイテンシーを短縮できます。

実装手順

リソース

関連ドキュメント:

関連動画:

関連する例: