Co to jest Memcached?

Memcached to otwartoźródłowy, rozproszony system pamięci podręcznej działający przede wszystkim w pamięci RAM. Przechowuje dane w prostym modelu klucz–wartość, dzięki czemu aplikacja może szybko pobierać często wykorzystywane informacje bez ponownego wykonywania bardziej czasochłonnych operacji.

Memcached wykorzystuje się między innymi do przechowywania wyników zapytań do bazy danych, odpowiedzi z API, danych sesyjnych czy rezultatów kosztownych obliczeń. Jego głównym zadaniem jest ograniczenie liczby operacji wykonywanych przez aplikację i skrócenie czasu dostępu do danych.

Ważne jest jednak, aby traktować Memcached jako warstwę pomocniczą. Dane znajdujące się w cache mogą wygasnąć lub zostać usunięte, dlatego Memcached nie zastępuje trwałego źródła informacji, takiego jak baza danych.

Jak działa Memcached?

Podstawowa zasada działania Memcached jest prosta. Aplikacja nadaje danym określony klucz i zapisuje pod nim wartość w pamięci. Gdy później ponownie potrzebuje tych samych informacji, najpierw sprawdza, czy odpowiedni klucz nadal znajduje się w Memcached.

Przykładowy schemat może wyglądać tak:

1. Użytkownik otwiera stronę produktu.
2. Aplikacja sprawdza, czy potrzebne dane znajdują się w Memcached.
3. Jeżeli dane są dostępne, aplikacja pobiera je bez ponownego wykonywania kosztownej operacji.
4. Jeżeli danych nie ma, aplikacja pobiera je ze źródła, np. wykonując zapytanie do bazy.
5. Uzyskany wynik może zostać zapisany w Memcached i wykorzystany przy następnych żądaniach.

Sytuację, w której dane uda się znaleźć w pamięci podręcznej, określa się jako cache hit. Jeśli odpowiedniego wpisu nie ma i trzeba sięgnąć do pierwotnego źródła, występuje cache miss.

Więcej o samej zasadzie buforowania danych przeczytasz w haśle Cache i microcache.

Co oznacza model klucz–wartość?

Memcached nie analizuje danych tak jak relacyjny system bazodanowy. Każdy element ma przede wszystkim klucz, pod którym przechowywana jest określona wartość.

Przykładowo aplikacja może użyć klucza produkt_153, a jako wartość zapisać wcześniej pobrane informacje o produkcie. Gdy będą ponownie potrzebne, wystarczy odwołać się do tego samego klucza.

Dzięki tak prostej konstrukcji Memcached może bardzo szybko wykonywać podstawowe operacje zapisu i odczytu.

Jakie dane można przechowywać w Memcached?

Memcached jest rozwiązaniem ogólnego zastosowania. To aplikacja decyduje, jakie informacje warto umieścić w pamięci podręcznej.

Najczęściej mogą to być:

• wyniki często wykonywanych zapytań do bazy danych,
• dane pobrane z zewnętrznego API,
• wyniki kosztownych obliczeń,
• fragmenty danych potrzebnych do wygenerowania strony,
• obiekty aplikacji,
• tymczasowe informacje, które można ponownie odtworzyć ze źródła.

Jednym z typowych zastosowań jest ograniczenie liczby powtarzających się zapytań SQL. Jeżeli kilka tysięcy użytkowników potrzebuje tych samych danych, nie zawsze ma sens pobieranie ich za każdym razem z systemu takiego jak MySQL. Często można przez określony czas przechować wynik w szybszej pamięci podręcznej.

Czy Memcached przechowuje dane na stałe?

Nie należy traktować Memcached jako trwałego magazynu danych. Informacje znajdują się przede wszystkim w pamięci RAM i mogą zostać usunięte.

Elementom można ustawić czas wygaśnięcia. Memcached może też zwalniać pamięć i usuwać niektóre dane, gdy potrzebuje miejsca na nowe wpisy. Mechanizm jest projektowany właśnie z założeniem, że brakujący element można ponownie pobrać lub wygenerować.

Dlatego nie należy zapisywać wyłącznie w Memcached informacji, których utrata byłaby problemem. Zamówienia klientów, podstawowe dane kont czy treści strony powinny mieć swoje trwałe źródło.

Memcached a Redis – czym się różnią?

Memcached i Redis są często wymieniane razem, ponieważ oba rozwiązania mogą służyć jako szybka pamięć danych działająca w RAM. Nie są jednak identyczne.

Memcached dobrze sprawdza się tam, gdzie potrzebny jest prosty i szybki cache. Redis oferuje więcej funkcji i może realizować bardziej złożone scenariusze. Wybór zależy więc od wymagań aplikacji, dostępnego środowiska i sposobu wykorzystania danych.

W aktualnej ofercie cyber_Folks Redis jest wykorzystywany jako rozwiązanie object cache w wybranych usługach WordPress, WooCommerce i PrestaShop. W przypadku własnego serwera VPS lub serwera dedykowanego Memcached może być elementem indywidualnie skonfigurowanego środowiska.

Kiedy warto użyć Memcached?

Memcached jest szczególnie przydatny wtedy, gdy aplikacja wiele razy pobiera lub generuje te same informacje, a ich ponowne wyliczenie jest znacznie droższe niż pobranie gotowego wyniku z pamięci.

Warto rozważyć go między innymi, gdy:

• aplikacja często wykonuje te same kosztowne zapytania do bazy,
• duża liczba użytkowników korzysta z tych samych danych,
• część informacji może być przez krótki czas przechowywana poza głównym źródłem,
• obciążenie bazy danych staje się jednym z ograniczeń wydajności,
• aplikacja lub wykorzystywany CMS obsługuje trwały object cache.

Nie warto natomiast traktować Memcached jako rozwiązania każdego problemu z wydajnością. Jeżeli aplikacja wykonuje źle skonstruowane zapytania, ma błędy w kodzie albo serwerowi brakuje zasobów, samo dołożenie warstwy cache może jedynie częściowo ukryć właściwą przyczynę problemu.

Najlepsze efekty daje połączenie prawidłowo zaprojektowanej aplikacji, wydajnej bazy danych i cache używanego tylko w miejscach, w których faktycznie ogranicza koszt powtarzalnych operacji.