キャッシュ戦略

Java におけるコードの最適化

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

キャッシュとは？

キャッシュとは、よく使う調理器具を戸棚ではなくキッチンカウンターに置いておくようなものです。取り出しやすい反面、置けるスペースには限りがあります。

よくキャッシュされるものには、次のようなものがあります。

データベースのクエリ結果
API のレスポンス
負荷の高い計算処理
その他、リソースを多く消費する処理

Java におけるインメモリキャッシュ

// In-memory cache using HashMap
public class SimpleCache<K, V> {
    private final Map<K, V> cache = new HashMap<>();

    public V get(K key) {
        return cache.get(key);
    }

    public void put(K key, V value) {
        cache.put(key, value);
    }
}

キャッシュ削除ポリシー

LRU（最も使用されていない期間が長いものから削除）
LFU（使用頻度が最も低いものから削除）
FIFO（先入れ先出し）
時間ベースの有効期限
その他にも多数！

分散キャッシュのための Redis

Redis とは：

インメモリデータストア/キャッシュ
分散キャッシュとして優れた性能を発揮
多様なデータ構造をサポート
Java 用クライアントライブラリも豊富（例：Jedis）

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Jedis を使った Redis の利用

import redis.clients.jedis.Jedis;

// Using Jedis client
Jedis jedis = new Jedis("localhost");
jedis.set("key", "value");
String value = jedis.get("key");

追加機能：

キャッシュ項目の自動有効期限設定
クラスタ対応

Redis で時間ベースのキャッシュを実装する

public class RedisTimedCache {
    private final Jedis jedis;

    public RedisTimedCache(String host, int port) {
        this.jedis = new Jedis(host, port);
    }

    public String get(String key) {
        return jedis.get(key);
    }

    public void put(String key, String value, int timeToLiveSeconds) {
        // Sets both the value and expiration time in seconds
        jedis.setex(key, timeToLiveSeconds, value);
    }
}

まとめ

キャッシュは計算結果を保存し、再計算を回避します
負荷の高い処理や頻繁にアクセスされるデータに効果的です
メモリ管理のため、適切な削除ポリシーを実装しましょう
複数サーバーで動作するアプリケーションには、分散キャッシュ（例：Jedis を使った Redis）の利用も検討しましょう

練習しましょう！

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