【Amazon ElastiCache】
Amazon ElastiCacheは、AWSが提供するデータベースサービスの一つです。


ElastiCacheはフルマネージド型のインメモリデータベースサービスです。
インメモリデータベースとはデータストレージにメモリを使用するデータベースのことです。SSDのようなディスクストレージよりも高速・安定したアクセスが可能で、主にパフォーマンスを重視するアプリケーションに利用されています。RDSやRedshiftなど他のデータベースサービスと連携し、クエリの結果をElastiCacheにキャッシュさせることで全体的なパフォーマンスを向上させる、というような使い方ができます。
また、ElastiCacheはフルマネージド型のサービスですので、データベースの拡張や障害の検出・復旧、バックアップなどはAWSによって管理されています。

【ElastiCacheのデータベースエンジン】
ElastiCacheにはKVS（Key-Value Store:Key-Value型のデータストア）型のデータベースエンジンが2つ用意されており、データベースを構築する際に選択することができます。
※Key-Value型 ... 保存するデータ（Value）とそれを特定するためのキー（Key）がペアになった構成のデータセットのこと


MemcachedおよびRedisの特徴は以下の通りです。


Memcachedにはデータの永続保持やバックアップ機能はありませんので、障害や再起動などが発生した場合はデータは残りません。保持しておかなければならないデータはストレージや他のデータベースサービスへ保存しておき、アプリケーションの高速化を目的としてキャッシュとして利用する、といったケースに向いています。

RedisはMemcachedよりも高機能なデータベースエンジンです。スナップショット（Amazon S3への保存）機能によるバックアップ・リストアが可能で、データを永続的に保持しておくことができます。
また、耐障害性の機能として「自動フェイルオーバー」「マルチAZ」があります。
自動フェイルオーバー機能により、プライマリノードに障害が発生した場合は自動的にレプリカノードがプライマリノードへ昇格します。またマルチAZではAZ（Availability Zone）を跨いだレプリケーションが可能なため、プライマリノードが存在するAZに障害が発生した場合でも、別のAZのレプリカノードを昇格させることにより運用を継続することができます。

※ElastiCacheにおいて各ノードは「キャッシュノード」と呼ばれます。キャッシュノードのうち、プライマリノードは更新・参照などを行えるノード、レプリカノードは参照のみを行えるノード（リードレプリカ）です。

さらに、RedisにはMemcachedにはない機密性があります。保管しているデータの暗号化やSSL/TLSによる通信の暗号化、クライアントをパスワードで認証するRedis認証を行うことができます。これらを利用するには、ElastiCacheのデータベース作成時に「Redis」を選択し、暗号化を有効にする必要があります。


【キャッシュ戦略】
高速アクセスを実現するElastiCacheは、アプリケーションのパフォーマンス向上に主に使用されます。データをどのように保存するかというキャッシュ戦略は、データの整合性や可用性を保ちながら、パフォーマンスを最大化するために重要です。
以下に、代表的なキャッシュ戦略の2つを紹介します。

■ライト（書き込み）スルー戦略
データベースへのデータ書き込みや更新が行われるたびに、同時にキャッシュにも書き込みます。この戦略では、キャッシュのデータが常に最新の状態を保たれるため、データの整合性が維持されます。しかし、書き込み性能が若干低下する可能性があるのと、アクセスされないデータがキャッシュに蓄積されるというデメリットもあります。



■遅延読み込み戦略
データベースへの書き込みを優先し、必要な時にのみキャッシュにデータを書き込みます。アプリケーションがデータを要求した際には、まずキャッシュを確認します。キャッシュにデータが存在する場合、そのデータをアプリケーションに返します。データが存在しない場合には、データベースからデータを取得し、そのデータをアプリケーションに提供した後でキャッシュに書き込みます。この方法では要求されたデータのみがキャッシュされるため、リソースの無駄遣いを減らすことができますが、キャッシュとデータベース間で一時的なデータの不一致が生じる可能性があります。また、キャッシュミス（キャッシュからデータを取得できなかった）した場合には、データ取得に時間がかかることがあります。



【TTL（Time To Live）】
TTL（Time To Live）とは、データがキャッシュやその他のストレージシステムに保持される時間の長さを指します。これはキャッシュ管理における非常に重要な要素であり、リソースの効率的な使用とデータの整合性維持に広く利用されています。具体的には、データに保存期間が設定され、その期間が経過すると自動的にキャッシュからデータが削除されます。このメカニズムにより、使用されない古いデータや不要なデータを効率的に整理でき、リソースの確保につながります。