社内勉強会の資料です

1. 2020年2月12日
千株式会社
(社内向け勉強会)
Webシステムにおける
キャッシュの話

2. © SEN CORPORATION
宮里 新司(40)
ものづくり部SREチーム
沖縄在住(30歳でUターン)、3児の父
社外活動＆趣味
JAWS-UG沖縄コアメンバー
CoderDojo嘉手納メンター
バンド、フットサル、お酒
自己紹介
๏Solutions Architect - Professional
๏SysOps Administrator - Associate

3. © SEN CORPORATION
1. キャッシュとは
2. キャッシュの効果
3. キャッシュの必要性
4. キャッシュの種類
5. デモ
目次

4. © SEN CORPORATION
クライアントに近い高速な記憶装置に一時的にコピーされ
たデータ
そのコピーは以降のリクエストの応答に利用される
キャッシュとは

5. Q. どんな効果がある？
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6. A.
１）応答速度を上げる
２）バックエンド負荷を下げる
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7. Q. なぜ応答速度を上げたい？
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8. © SEN CORPORATION
遅いサイトはストレス

9. © SEN CORPORATION
Web表示速度＝ブラウザにページが表示されるまでの速度
操作開始時間が3秒のサイトは1秒のサイトに比べ、コンバージョン
率は38%低下、直帰率は50%上昇する
引用元：日本ラドウェア (https://webtan.impress.co.jp/e/2014/07/08/17757)
サイト表示が0.1秒遅くなると、売り上げが1%減少し、1秒高速化
すると10%の売上が向上する
引用元：Amazon (robotics.stanford.edu/~ronnyk/2007IEEEComputerOnlineExperiments.pdf)
遅いサイトの順位が下がるのではなく、速いサイトの順位が上がる
引用元：Google (https://webmasters.googleblog.com/2010/04/using-site-speed-in-web-
search-ranking.html)
Web表示速度の重要性

10. Q. なぜバックエンド負荷を下げたい？
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11. © SEN CORPORATION
キャッシュがないと
全てのアクセスが
データストアに集中

12. © SEN CORPORATION
スケールアップして凌ぐとコストが急増
0
30
60
90
120
10 20 30 40 50 60 70 80 90
キャッシュあり キャッシュなし
ユーザ数
(単位：千人)
コスト(単位：万円) ユーザ数増加に
スケールアップで
対応するとコスト
が跳ね上がる

13. © SEN CORPORATION
つまり、
「キャッシュを効率よく使う」ことは
⇨ユーザ増加による追加コストを抑える
⇨サービス持続性を高め成長を加速できる
⇨キャッシュ戦略大事

14. © SEN CORPORATION
注意点
キャッシュの扱いを誤ると危険
事故解説→https://tech.mercari.com/entry/2017/06/22/204500

15. もうちょっと深掘り！
そもそも
なぜキャッシュが必要になったか？
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16. © SEN CORPORATION
上に行くほど速いけど
小容量でも高価
主記憶から上は揮発性
下にいくほど遅いけど
大容量でも安価
不揮発性なので消えない
記憶階層
不揮発性メモリ・・・通電していなくともデータを保持できるメモリ
揮発性メモリ・・・通電している間だけデータを保持できるメモリ

17. © SEN CORPORATION
全てのデータが載る容量のメモリを用意する
インフラコストで破産、しかも電源落ちたらデータ飛ぶ
それは困るのでデータストアに安価なHDD/SSDを使う
でもディスク(I/O)アクセスは超遅い
小さく高速なメモリを一時的・部分的にうまく使ってシス
テム全体の応答速度をあげよう
それが「キャッシュ」
つまり、
ではどうするか

18. © SEN CORPORATION
キャッシュの種類
ブラウザキャッシュ
DNSクエリキャッシュ
KVS（キャッシュ
DBバッファキャッシュ
クエリキャッシュ
Opcache, JIT
Templateエンジン
CDN
ページキャッシュ
L1~3キャッシュビルドキャッシュ
プログラム（スタック

19. キャッシュ効果を実感してもらうために
いくつかデモします
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20. © SEN CORPORATION
デモ１：ページキャッシュ
ブラウザキャッシュ
DNSクエリキャッシュ
KVS（キャッシュ
DBバッファキャッシュ
クエリキャッシュ
Opcache, JIT
Templateエンジン
CDN
ページキャッシュ
L1~3キャッシュビルドキャッシュ
プログラム（スタック

21. © SEN CORPORATION
以下のコマンドを適当なLinuxサーバで実行
dd if=/dev/zero of=/tmp/test bs=1M count=1024
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
time cat /tmp/test > /dev/null
time cat /tmp/test > /dev/null
１回目のcatは disk read /２回目のcatはmemory read
memoryの方が速い
ページキャッシュ効果

22. © SEN CORPORATION
デモ２：KVS(Memcache)
ブラウザキャッシュ
DNSクエリキャッシュ
KVS（キャッシュ
DBバッファキャッシュ
クエリキャッシュ
Opcache, JIT
Templateエンジン
CDN
ページキャッシュ
L1~3キャッシュビルドキャッシュ
プログラム（スタック

23. © SEN CORPORATION
デモ３：ブラウザキャッシュ＆CDN
ブラウザキャッシュ
DNSクエリキャッシュ
KVS（キャッシュ
DBバッファキャッシュ
クエリキャッシュ
Opcache, JIT
Templateエンジン
CDN
ページキャッシュ
L1~3キャッシュビルドキャッシュ
プログラム（スタック

24. © SEN CORPORATION
キャッシュ戦略は超重要
システムのパフォーマンス／スケーラビリティ／コスト
（持続性／成長性）を左右するアーキテクチャ設計の最
重要事項
ユーザ側のWeb環境を意識して設計しよう
光回線／移動中キャリア回線等で通信速度が全然違う
NW環境の違いが出ないような工夫が大事
まとめ

25. ご清聴ありがとうございました
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