Webサイトをよく見る人が、毎回同じ写真データをダウンロードするのは大変ですよね？ キャッシュは、お気に入りの写真を一時的にスマホに保存しておく機能みたいなものです。一度見たページを素早く表示させるために、よく使うデータを一時的に保管しておく場所のことです。
面接官：キャッシュについて説明してください。
私：キャッシュとは、頻繁にアクセスされるデータを一時的に保存し、高速にアクセスできるようにする技術です。データベースへの負荷を軽減し、アプリケーションのレスポンスタイムを向上させるために用いられます。
以前のプロジェクトで、オンラインストアの商品詳細ページの表示速度が遅いという課題がありました。原因を調査した結果、商品画像や商品情報をデータベースから毎回取得していたため、データベースへのアクセスが集中していることが判明しました。
そこで、商品詳細ページの情報をキャッシュする仕組みを導入しました。具体的には、Redisというインメモリデータベースをキャッシュサーバーとして使用し、商品IDをキーとして商品情報を保存しました。
その結果、商品詳細ページの表示速度が大幅に改善し、データベースへの負荷も軽減されました。 また、キャッシュの有効期限を設定することで、常に最新の情報が表示されるようにしました。
現役エンジニアによる深掘り解説
メリット
高速なデータアクセス: キャッシュは、データベースやファイルシステムよりも高速にデータを提供できます。これにより、アプリケーションのレスポンスタイムが向上し、ユーザーエクスペリエンスが向上します。
データベース負荷の軽減: キャッシュを使用することで、データベースへのアクセス頻度を減らすことができます。これにより、データベースサーバーの負荷が軽減され、より多くのユーザーを処理できるようになります。
ネットワーク帯域幅の節約: キャッシュを使用することで、ネットワーク経由でデータを転送する必要性が減ります。これにより、ネットワーク帯域幅を節約し、ネットワークの遅延を減らすことができます。
デメリット
データの一貫性の問題: キャッシュされたデータは、元のデータと常に一致しているとは限りません。元のデータが更新された場合、キャッシュされたデータも更新する必要があります。このデータの一貫性を維持することが課題となります。
キャッシュの管理コスト: キャッシュのサイズ、有効期限、削除ポリシーなどを適切に管理する必要があります。キャッシュのサイズが大きすぎると、メモリを無駄に消費し、パフォーマンスが低下する可能性があります。また、有効期限が短すぎると、キャッシュの効果が薄れてしまいます。
実装の複雑さ: キャッシュを実装するには、データの整合性を保ちながら、キャッシュの更新や削除を適切に行う必要があります。これにより、実装が複雑になる場合があります。
コールドスタート問題: キャッシュにデータがまだ存在しない状態（コールドスタート）では、最初のアクセス時にキャッシュにデータが格納されるまでの時間がかかるため、パフォーマンスが低下する可能性があります。
⚠️ 面接突破のワンポイント
- キャッシュ戦略について説明できるように準備しましょう。Write-Through、Write-Back、Cache-Asideなどの戦略の違いを理解し、それぞれのメリット・デメリットを説明できるようにしましょう。
- キャッシュに関連する障害事例と、その対策について考えておきましょう。キャッシュサーバーのダウンやデータの不整合が発生した場合の対応策を説明できるようにしましょう。
