キャッシュとインメモリデータベース

文書基準: 2026年8月

概要

データベース照会はディスクI/Oが発生するため数ミリ秒〜数十ミリ秒かかります。インメモリキャッシュは頻繁に参照されるデータをメモリに保存し、応答時間をマイクロ秒単位に短縮します。

キャッシュパターン

パターン	動作	適した場合
Cache-Aside	アプリがキャッシュ確認 → ミス時にDB照会 → キャッシュ保存	読み取り中心、最も一般的
Write-Through	アプリがキャッシュに書き込み → キャッシュがDBに同期書き込み	整合性が重要、書き込み遅延許容
Write-Behind	アプリがキャッシュに書き込み → キャッシュが非同期でDBに書き込み	書き込み性能が重要、一時的な不整合許容
Read-Through	キャッシュがDB照会を代行	キャッシュライブラリがDB連携をサポートする場合

ベンダー別サービス比較

ベンダー	サービス	エンジン	特徴
AWS	ElastiCache for Valkey	Valkey(Redisフォーク)	基本推奨。Serverlessオプション。ベクトル検索サポート
AWS	ElastiCache for Redis	Redis	既存ワークロード互換用
AWS	MemoryDB for Valkey	Valkey	耐久性保証(ディスク永続化)。プライマリDBとして使用可能
Azure	Azure Cache for Redis	Redis	Enterpriseティア(Redis Enterpriseベース)
Google Cloud	Memorystore for Valkey	Valkey	基本推奨。Clusterモード、自動フェイルオーバー
Google Cloud	Memorystore for Redis	Redis	既存互換用
OCI	OCI Cache	Redis互換	マネージドRedisクラスタ

Valkey/Redis vs Memcached

項目	Valkey/Redis	Memcached
データ構造	String、Hash、List、Set、Sorted Set、Stream	Stringのみ(key-value)
永続性	RDB/AOFスナップショット可能	なし(純粋なキャッシュ)
レプリケーション/HA	レプリカ + 自動フェイルオーバー	なし(クライアントシャーディング)
Pub/Sub	サポート	非サポート
適した場合	セッションストア、リーダーボード、リアルタイム分析、Pub/Sub	シンプルなキャッシュ、大容量オブジェクトキャッシング

いつ何を選ぶか

要件	推奨
DB読み取り負荷分散(一般的なキャッシュ)	ElastiCache/Memorystore Valkey (またはRedis) (Cache-Aside)
セッションストア(TTL + 構造化データ)	Valkey / Redis(Hashタイプ)
プライマリDBの代替(耐久性が必要)	MemoryDB for Valkey
シンプルなkey-value、最大スループット	Memcached
リアルタイムリーダーボード/カウンター	Valkey / Redis(Sorted Set)

よくある間違い

キャッシュを永続ストレージのように使用 — キャッシュはいつでも消える可能性があります。オリジナルデータなしでキャッシュのみに保存すると、障害時にデータが失われます。
すべてのキーにTTLを設定しない — TTLなしでキャッシュすると、データが永遠に残りDBとの不整合が発生し、メモリが枯渇します。
キャッシュ障害時のfallbackを実装しない — キャッシュ依存アーキテクチャでキャッシュがダウンすると、サービス全体が停止します。キャッシュミス時のDB直接照会経路を必ず確保してください。

チェックリスト

すべてのキャッシュキーにビジネス要件に合ったTTLが設定されているか
キャッシュ障害時にDB直接照会へのfallback経路が実装されているか
キャッシュメモリ使用量のモニタリングとeviction戦略(LRU/LFU)を確認したか

参考資料

オープンソース

Valkey 公式サイト — Linux Foundation傘下のRedisフォーク
Valkey GitHub

AWS

Azure

Azure Cache for Redis ドキュメント

Google Cloud

Memorystore ドキュメント

OCI

OCI Cache ドキュメント