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かなむ
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【AWS】AWS ElastiCacheの選択肢：MemcachedとRedisとは？その違いと使い分けについて
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データベースを活用するアプリケーションのパフォーマンス向上において、有効な手段の一つがキャッシュの活用です。キャッシュを利用することで、頻繁にアクセスされるデータをメモリ上に保持し、データベースへのアクセス負荷を軽減しつつ、アプリケーションの応答速度を大幅に改善できます。
AWS ElastiCache（エラスティキャッシュ）は、このようなキャッシュ機能を提供するフルマネージドなインメモリキャッシュサービスです。ElastiCacheは、主要なオープンソースのインメモリキャッシュエンジンとしてMemcached（メムキャッシュディー）とRedis（リディス）をサポートしており、これらはそれぞれ異なる特徴を持っています。
この記事では、ElastiCacheの概要と主なユースケースに触れた後、MemcachedとRedisそれぞれの特徴、メリット・デメリット、そして両者の違いを詳しく解説し、どちらのエンジンを選ぶべきかを解説します。
混同しやすい内容です。理解の一助になれば幸いです。
目次
AWS ElastiCacheとは：どんな時に役立つサービス？
AWS ElastiCacheは、アプリケーションの「速さ」と、その裏側で頑張っているデータベースの「負担軽減」を同時に叶えてくれる、とても頼りになるサービスだと感じています。データをメモリという超高速な場所に置けるからこそ、データベースへのアクセスに比べて圧倒的なスピードでデータを取り出すことができます。
ElastiCacheの嬉しいところは、単に速いだけでなく、AWSが運用管理の多くの部分を引き受けてくれる「フルマネージド」である点です。キャッシュサーバーのセットアップや日々のメンテナンス、何か問題が起きたときの対応などをAWSに任せられるので、われわれ開発者は、アプリケーションのユーザー体験をどう良くするか、どんな新機能を作るか、といった本来集中したいことに時間を使えます。
ElastiCacheで利用できるキャッシュエンジンは、広く使われているMemcachedとRedisです。どちらもインメモリキャッシュとして高い性能を持っていますが、機能セットや得意なことが少しずつ違います。この違いが、どちらを選ぶかの大きなポイントになります。
AWS ElastiCacheの主なユースケース：こんなときに使う
ElastiCacheは、以下のような場合に活用されます。
- データベースにアクセスが集中している:
同じデータへの読み込みアクセスが集中し、データベースの応答が遅くなったり、負荷が高止まりしている場合です。よくアクセスされるデータをキャッシュに置くことで、データベースへのリクエストを大幅に減らせます。 - アプリケーションの表示がもっさりしている:
ユーザーの操作に対する画面表示やデータ取得に時間がかかり、ユーザーを待たせてしまっている場合に、キャッシュからの高速なデータ取得がユーザー体験を向上させます。 - たくさんのユーザーセッションを効率よく管理したい:
Webサービスで、ログイン中のユーザー状態やカートの中身など、ユーザーごとの情報を複数のサーバー間で共有し、素早くアクセスしたい場合に、セッションストアとしてElastiCache（特にRedis）が役立ちます。 - リアルタイム性の高い機能を提供したい:
オンラインゲームのライブスコアボードや、株価のリアルタイム表示など、データが常に変動し、それを素早くアプリケーションに反映させたい場合に、インメモリの高速性とRedisの特定のデータ構造や機能（Pub/Subなど）が力を発揮します。 - サービスの連携をスムーズにしたい:
アプリケーションをいくつかの小さなサービスに分けている場合などに、サービス間で非同期にデータをやり取りするための一時的な置き場（キュー）として利用することも考えられます（特にRedis）。
皆さんのアプリケーション開発でも「そうそう、こんな課題あるな」と感じる場合、導入を検討してみてはいかがでしょうか。
ここからは、MemcachedとRedisがそれぞれどんな特徴があるかをまとめます。
Memcached：シンプルさと分散キャッシュ
Memcachedは、キャッシュエンジンの中でも「シンプル is ベスト」を体現しているような存在です。機能は必要最低限に絞られていますが、その分、非常に高速で扱いやすいのが特徴です。たくさんのサーバーをまるで一つの大きなキャッシュのように扱える「分散キャッシュ」が得意なエンジンです。
これらを踏まえて、Memcachedを活用するならこんなときがオススメです。
- アプリケーションで必要とされるキャッシュ機能が、シンプルなキーと値のペアの保存と取得だけで十分である場合。
- インメモリキャッシュの導入・運用をできるだけシンプルに保ちたい、学習コストを抑えたいと考えている場合。
- 大量のデータを複数ノードに分散させてキャッシュし、ノード追加による容量のスケールアウトを容易に行いたい場合。
- マルチスレッドによる高い並行処理性能が求められる場合。 ノード障害時に一時的にキャッシュデータが失われることが許容できる場合（オリジナルデータがデータベースなどにある）。
- キャッシュデータの暗号化が必要ない、または別の手段で対策できる場合。
Redis：高機能で色々使えるデータ構造サーバー
Redisは、単なるキャッシュという枠を超えた、非常に多機能でパワフルなインメモリデータストアです。様々な種類のデータ構造を扱え、機能の豊富さが大きな特徴です。
「データ構造サーバー」と呼ばれることもあるほどです
Redisを活用するならこんな場合でしょうか。
- 単純なキャッシュ機能だけでなく、セッション管理、ランキング、キュー、リアルタイム通知など、インメモリデータストアの多様な機能を積極的に活用したい場合。
- キャッシュするデータが、リストやハッシュといったMemcachedでは扱えない複雑な構造を持つ場合。
- アプリケーションの可用性を高め、システムを可能な限り止めずに動かし続けたい（高可用性が必要）場合。
- アプリケーションコンポーネント間でメッセージをリアルタイムにやり取りしたい場合（Pub/Sub）。
- キャッシュしているデータを暗号化して、セキュリティを確保する必要がある場合。
MemcachedとRedis、ここが違う！比較表で確認
さて、MemcachedとRedis、それぞれの個性が見えてきたところで、改めてその主要な違いを比較表でまとめてみました。
| 比較ポイント | Memcached | Redis |
|---|---|---|
| 得意なこと | ・シンプルなキーバリューキャッシュ ・データをバラバラに置くこと | ・多様なデータ構造を扱うこと ・豊富な機能 ・高可用性の実現 |
| 保存できるデータの形 | 「キー」と「値」のペアのみ | ・「キー」と「値」 ・リスト ・セット ・ハッシュ ・ソート済みセット など |
| 持っている機能 | 基本的なキャッシュ機能（保存、取得、削除）に限定 | ・キャッシュ機能 ・Pub/Sub ・トランザクション ・スクリプト実行 など |
| 容量の増加方法 | サーバー（ノード）追加によるスケールアウト | ・データを複製（レプリケーション） ・複数のサーバーに分けたり（クラスター）して容量や処理能力を上げる |
| データが消えないか | サーバーが停止すると、そのサーバー上のデータは失う | 設定により、サーバー停止後もデータを復旧できる（永続化オプションあり） |
| システムが止まりにくいか | サーバーが停止すると、そのサーバーのデータは使えなくなることがある | データを複製しておけるため、メインサーバーが停止しても自動的に引き継いで動かし続けやすい（高可用性を提供） |
| マルチAZ配置 | 対応 | 対応 |
| 処理の進め方 | 複数の処理を並行して進める（マルチスレッド） | 基本的に一つの処理を順に進める（シングルスレッド）。ただし、ElastiCacheのクラスターで並列処理も可能 |
| 暗号化 | できない | できる |
| どんな時に使う？ | シンプルなキャッシュ、大量データの分散、並行処理性能を重視したい場合 | 多様なデータ構造、高機能、高可用性、永続化、メッセージング、暗号化などが必要な場合 |
結局どっちを選ぶ？
MemcachedとRedis、それぞれの特徴を見てきましたが、「結局、私のアプリにはどっちが合っているんだろう？」と迷う気持ち、よく分かります。私もプロジェクトの要件に合わせて慎重に検討します。
私がどちらのエンジンを選ぶかを考える際に重視するのは、下記のポイントです。
- キャッシュ以外の機能が必要か
- 高可用性が必要か
- 扱うデータの構造はどうか
- セキュリティ（暗号化）は必要か
もし、単純なキーバリューキャッシュとしてだけ使いたいのであれば、Memcachedのシンプルさとスケールアウトの容易さは非常に魅力的です。導入も比較的スムーズに進めやすいでしょう。
一方で、セッション管理やランキング、キューといったキャッシュ以外の機能も活用したい、システムを止めずに動かし続けたい（高可用性）、リストやハッシュのような複雑なデータを扱いたい、キャッシュしているデータを暗号化したいといった要件がある場合は、Redisが有力な選択肢となります。Redisは持っている機能が非常に豊富なため、できることの幅が大きく広がります。
最近のアプリケーション開発では、Redisの持つ多機能性や高可用性が求められるケースが増えているように感じています。ですが、Memcachedのシンプルさが最適な場面もまだまだたくさんあります。
最終的な判断は、あなたのアプリケーションが「キャッシュに何を求めているか」、そして「将来的にどのような機能拡張が見込まれるか」を総合的に考慮して行うことが大切です。この記事の比較ポイントが、あなたの最適なエンジン選びのヒントになれば幸いです。
まとめ
AWS ElastiCacheは、アプリケーションのパフォーマンス向上とデータベース負荷軽減のための重要なサービスであり、MemcachedとRedisという2つの強力な選択肢を提供しています。
Memcachedは、そのシンプルさからくる導入・運用の容易さ、そして大規模な分散キャッシュの構築に適しています。対照的に、Redisは多様なデータ構造、豊富な機能セット、高可用性、暗号化対応など、多岐にわたる要件に対応できるパワフルなエンジンです。
どちらのエンジンがあなたのアプリケーションに最適かは、必要とする機能、データの特性、求められる可用性、セキュリティ要件などを慎重に検討することで見えてきます。この記事が、MemcachedとRedis、それぞれの理解を深め、あなたのアプリケーション開発における最適なキャッシュ戦略を立てるための一助となれば幸いです。
参考になればうれしいです。
ABOUT ME
現役SE。javaとc#とpythonとvbの経験あり。アプリ開発メイン。インフラ、特にネットワークは苦手。2児の父。好きな寿司ネタは「鯛」。将来は離島に別荘を構えたい。
