TypeScript中級

中級 TypeScriptで学ぶキャッシュ戦略｜ケーススタディ編

 

導入

Webアプリケーションのパフォーマンス向上を目指す際、キャッシュ戦略は欠かせない要素です。特に、データベースへのアクセスが頻繁なアプリケーションでは、キャッシュを適切に活用することで、レスポンス時間の短縮やサーバー負荷の軽減が期待できます。このケーススタディでは、具体的なシナリオを通じて、TypeScriptを用いたキャッシュ戦略の実装方法を探ります。

教科書レベルの解説（キャッシュ戦略）

重要な概念の整理

キャッシュ戦略には、メモリキャッシュ、ディスクキャッシュ、HTTPキャッシュなど、さまざまなタイプがあります。ここでは、メモリキャッシュに焦点を当て、特にAPIレスポンスのキャッシングに関する実装を考えます。メモリキャッシュは、データの取得を迅速に行うための手段として非常に効果的ですが、データの整合性やキャッシュの無効化についても注意が必要です。

コード例（TypeScript）


class Cache {
    private cache: Map = new Map();

    constructor(private ttl: number) {}

    set(key: string, value: T): void {
        const expiry = Date.now() + this.ttl;
        this.cache.set(key, { value, expiry });
    }

    get(key: string): T | null {
        const cached = this.cache.get(key);
        if (!cached) {
            return null;
        }
        if (cached.expiry < Date.now()) {
            this.cache.delete(key);
            return null;
        }
        return cached.value;
    }
}

// 使用例
const apiCache = new Cache(5000); // 5秒間キャッシュ
apiCache.set('user:1', JSON.stringify({ name: 'Alice', age: 30 }));
console.log(apiCache.get('user:1')); // 取得

コードの行ごとの解説

  1. class Cache<T> { – ジェネリック型のキャッシュクラスを定義します。
  2. private cache: Map<string, { value: T; expiry: number }> = new Map(); – キャッシュの内部データ構造をMapで定義し、キーと値、及び有効期限を管理します。
  3. constructor(private ttl: number) {} – コンストラクタでキャッシュの有効期限を設定します。
  4. set(key: string, value: T): void { – キャッシュにデータを保存するメソッドです。
  5. const expiry = Date.now() + this.ttl; – 現在の時刻にTTLを加算して、データの有効期限を計算します。
  6. get(key: string): T | null { – キャッシュからデータを取得するメソッドです。
  7. if (!cached) { return null; } – キャッシュにデータが存在しない場合はnullを返します。
  8. if (cached.expiry < Date.now()) { this.cache.delete(key); return null; } – 有効期限が切れた場合はデータを削除し、nullを返します。
  9. return cached.value; – 有効なデータを返します。

ケーススタディ編

架空のプロジェクトとして、ユーザー情報を提供するAPIを考えます。このAPIは、ユーザーのプロフィール情報をデータベースから取得し、クライアントに返します。頻繁にアクセスされるユーザー情報をキャッシュすることで、データベースへの負荷を軽減し、応答時間を短縮することが目標です。

ここでの落とし穴は、キャッシュの有効期限を設定しない場合、古いデータが返される可能性があることです。この問題を解決するために、TTL（Time To Live）を設定し、一定時間経過後にキャッシュを無効化する設計が重要です。また、データの更新があった際にキャッシュをクリアするロジックも実装する必要があります。

まとめ

  • キャッシュ戦略は、アプリケーションのパフォーマンス向上に寄与します。
  • TTLを利用してキャッシュの整合性を保つことが重要です。
  • 実際の業務においては、データの更新に伴うキャッシュの無効化を忘れずに実装する必要があります。
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