A vegades el problema no és on guardar les dades, sinó quantes vegades les demanes. Si la teva aplicació consulta una i altra vegada la mateixa informació a la base de dades, l’estàs sobrecarregant i alentint. La solució és una memòria cau en memòria, i a AWS s’anomena ElastiCache. Aquest subcapítol t’explica què és i per què pot transformar el rendiment de la teva aplicació.

Imagina un web de notícies on 100.000 persones llegeixen el mateix article popular. Sense memòria cau, cada visita fa que l’aplicació vagi a la base de dades a buscar el mateix article, una i altra vegada. La base de dades fa la mateixa feina 100.000 vegades i se satura.

Les bases de dades guarden les dades en disc, que és relativament lent. I si guardéssim les dades més demanades en un lloc molt més ràpid per no molestar la base de dades cada vegada?

Una memòria cau és un magatzem temporal i molt ràpid on guardes les dades que més es consulten, per servir-les a l’instant sense anar a la font original (la base de dades).

La clau: la memòria cau guarda les dades en memòria RAM, que és moltíssim més ràpida que el disc. Llegir de memòria és qüestió de microsegons.

Analogia: Imagina un cuiner en un restaurant amb molt de tràfec.

• Sense memòria cau: cada vegada que necessita sal, baixa al magatzem del soterrani (la base de dades, en disc: lent). Mil plats = mil viatges al soterrani.
• Amb memòria cau: té la sal i els ingredients més usats a la tauleta, a mà (la memòria cau, en memòria: rapidíssim). Només baixa al soterrani per allò poc freqüent.

El resultat: serveix els plats moltíssim més ràpid i el magatzem (la base de dades) descansa.

ElastiCache és el servei gestionat d’AWS per executar memòries cau en memòria. Suporta dues tecnologies molt populars:

En la majoria de casos moderns s’utilitza Redis per les seves funcions addicionals, però Memcached continua sent vàlid per a memòries cau senzilles.

Com a servei gestionat (igual que RDS), AWS s’encarrega de la instal·lació, els pegats i la infraestructura; tu només utilitzes la memòria cau.

El patró més comú s’anomena cache-aside («memòria cau al costat»). Funciona així:

• La primera vegada que es demana una dada, no és a la memòria cau (miss): es busca a la base de dades i es guarda a la memòria cau.
• Les següents vegades, ja és a la memòria cau (hit): es serveix a l’instant sense tocar la base de dades.

Exemple real: Al web de notícies, el primer lector de l’article popular fa que es carregui des de la base de dades i es guardi a la memòria cau. Els següents 99.999 lectors el reben directament des de la memòria cau, en microsegons, sense molestar la base de dades. El web va volant i la base de dades gairebé no treballa.

• Accelerar lectures freqüents: les dades «calentes» (les més demanades) es serveixen des de memòria.
• Alleujar la base de dades: menys consultes repetides = base de dades més descansada i barata.
• Guardar sessions d’usuari: informació de la sessió de cada usuari, accessible a l’instant.
• Taules de classificació (leaderboards) en videojocs: Redis és excel·lent per a rànquings en temps real.
• Limitar peticions (rate limiting): controlar quantes vegades algú fa alguna cosa en un període.

El més important que has d’entendre: la memòria cau és temporal i es pot perdre. No és la font «de veritat» de les teves dades; és una còpia ràpida del que ja hi ha a la base de dades.

Per això:

• Les dades en memòria cau tenen un temps de vida (TTL): caduquen després d’un període per no servir informació obsoleta.
• Mai utilitzis la memòria cau com a únic lloc per a dades importants. La font de la veritat és sempre la base de dades; la memòria cau només accelera l’accés.

El repte de les memòries cau — la invalidació: existeix una famosa frase en informàtica: «només hi ha dues coses difícils en programació: invalidar la memòria cau i posar nom a les coses». El repte és assegurar-te que, quan una dada canvia a la base de dades, la còpia en memòria cau s’actualitza o s’esborra, per no servir informació vella. Per això s’utilitzen els TTL i estratègies d’actualització.

• Una memòria cau en memòria guarda les dades més consultades en RAM (rapidíssima) per no anar a la base de dades (disc, més lent) cada vegada.
• ElastiCache és el servei gestionat d’AWS per a memòries cau, amb Redis (més complet) i Memcached (més simple).
• El patró típic (cache-aside): mira la memòria cau primer; si hi és (hit), resposta instantània; si no (miss), va a la base de dades i guarda una còpia.
• Beneficis: accelera les lectures i alleuja la base de dades. Ideal per a dades «calentes», sessions i rànquings.
• La memòria cau és temporal: utilitza TTL, mantén-la actualitzada i mai la converteixis en l’únic lloc de dades importants.

A l’últim subcapítol del capítol (i de la Part II) posarem ordre a tot: quan utilitzar cada tipus de base de dades que hem vist.