Ruby on Rails のキャッシュ機構について

Ruby on Rails の
キャッシュ機構について
2019/07/17
大手町.rb #19

大手町.rb #19 「Ruby on Rails の持つキャッシュ機構について」
1自己紹介
Tomoya Kawanishi a.k.a. @cuzic
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今日のテーマ
Ruby on Rails のキャッシュ機構について
キャッシュはなぜ重要か
遅い処理はどうしてもたくさんある
入力が同じなら、出力も同じことが多い
単に、前回の値を覚えてそれを返せばいい！（＝キャッシュ）
今日、話すこと
キャッシュの種類
Ruby on Rails が用意しているキャッシュストア
ENECHANGEでのキャッシュの利用について
2

キャッシュの種類
ページキャッシュ
ページ全体をキャッシュする
静的コンテンツのキャッシュ
ブラウザ・CDN・WEBサーバでキャッシュ
非常に高速に応答できる
フラグメントキャッシュ
view 部品のレンダリング結果をキャッシュ
低レベルキャッシュ
任意のクエリ結果、計算結果をキャッシュ
SQLキャッシュ
同一リクエスト内で、同一クエリを実行した
場合、キャッシュを返す
3
ブラウザ
CDN
WEBサーバ
(NGINX)
APサーバ
（puma等）
DBサーバ

ページキャッシュの利用
Ruby on Rails では静的コンテンツは下記を両立できる
リリース後すぐに反映される
キャッシュがすでにあればキャッシュを使う
Ruby on Rails のキャッシュの仕組み
アセットパイプラインで digest値つきのファイル名を生成
内容が変化すると digest（ファイル名）が変化する
Ruby on Rails で作られるコンテンツもページキャッシュ
を意識した設計にできる
4
# ページキャッシュが使うための設定
ttl = 1.hour
expires_in ttl, public: true, must_revalidate: true
request.session_options[:skip] = true # set-cookie を飛ばさない
@article = Article.last
fresh_when @article # fresh_when で ETAG をいいかんじに設定できる
must_revalidate: true
前回と同じコンテンツかの問い合わせ
を必須にする

（参考） ETAG とキャッシュの動作
ブラウザは ETAG と
組合せてページを
キャッシュする
リクエスト時に前回記憶し
た ETAG も合わせて送信
サーバは前回と同じ値なら
304 not modified を応答
ページ全体を返すよりも
ずっとコンパクトで
ネットワーク負荷が少ない
ブラウザだけでなく、
CDN やプロキシも同じよ
うに動作する
5
ブラウザ WEBサーバ
① / をリクエスト
② 200 OK をレスポンス
ETAG deadbeaf をブラウザはキャッシュ
③ / をリクエスト
前回の ETAG は deadbeaf
④ 304 not modified をレスポンス
ブラウザは前回のキャッシュを使う
⑤ / のコンテンツを更新
ETAG が beafbeaf になる
⑦ / をリクエスト
前回の ETAG は deadbeaf
⑧ 200 OK をレスポンス
ETAG beafbeaf をブラウザはキャッシュ

フラグメントキャッシュの利用 6
<% @products.each do |product| %>
<% cache product do %>
<%= render product %>
<% end %>
<% end %>
<%# ハッシュ値： views/products/1-201505056193031061005000/bea67108094918eeba42cd4a6e786901 %>
フラグメントキャッシュ
各部品ごとに個別に適切に期限切れを設定できる
下記の例では、 product の cache_key とテンプレート
ツリーダイジェストを元にキャッシュされる
cache_key ： id と updated_at を元に生成したキー
テンプレートツリーダイジェスト：キャッシュされるビューフラ
グメントの内容から生成したハッシュ値
Ruby on Rails ではキーベースの有効期限を採用している

低レベルキャッシュ
低レベルキャッシュを使うと任意の処理結果をキャッシ
ュできる
Rails.cache.fetch
第1引数：キャッシュキー
expires_in: 有効期限
ブロック付きで呼び出す
キャッシュがなければ、ブロックの評価結果をキャッシュ
有効なキャッシュがあれば、キャッシュを返す
モデルで cache_key メソッドと組合わせて利用する
7
class Product < ApplicationRecord
def competing_price
Rails.cache.fetch("#{cache_key}/competing_price", expires_in: 12.hours) do
Competitor::API.find_price(id)
end
end
end

SQL キャッシュ
同一リクエスト内で同一のクエリを実行したとき、同一
の結果を返す
特別な設定なく、自動的に利用される
8
CACHE (0.0ms) SELECT "areas".* FROM "areas" WHERE "areas"."id" = 1

キャッシュストア
単一サーバなら FileStore、
複数サーバなら RedisCacheStoreがオススメ
ActiveSupport::Cache::MemoryStore
各Rubyプロセス内に持つキャッシュストア
プロセス間でキャッシュを共有できる
ActiveSupport::Cache::FileStore
ディスクシステム上のファイルにキャッシュする
プロセス間でキャッシュ共有できる
ActiveSupport::Cache::MemCacheStore
memcached を使うキャッシュ
ActiveSupport::Cache::RedisCacheStore
Redis を使うキャッシュ
9

（おまけ） RequestStore
https://github.com/steveklabnik/request_store
同一リクエスト内が存続期間
キャッシュストアというか
同一リクエスト内でだけ使えるグローバル変数
Model と Controller とかでデータ共有したいときとかに便利
もちろん、キャッシュストアとしても使える
容量・用法は適切に
10

ENECHANGE でのキャッシュ
ページキャッシュを積極的に活用
静的アセットはアセットパイプラインを使って生成
Nginx で、digest があれば永遠にキャッシュされるように設定
一部の静的なページはページキャッシュを利用
低レベルキャッシュ（Rails.cache.fetch）を Model で利用
キャンペーン情報等は日単位で切り替わることが多い
ENECHANGE ではキャッシュキーに年月日を含めている
日付が変わると、自動的に取得しなおす
キャッシュが切り替わる条件はすべてキャッシュキーに含めるのが
ベストプラクティス
RedisCacheStore と RequestStore を組み合わせて利用
Redis サーバはネットワーク的に別のサーバにあり、ちょっと遠い
一部のキャッシュしている値がとても大きい（数ＭＢある）
Redis への取得結果を RequestStore にキャッシュ
同一リクエスト内で同じ値を Redisサーバまで取りに行かせない
11

まとめ
いろんなタイミングでキャッシュできる
ページキャッシュ、低レベルキャッシュ
キャッシュ機構もいろいろある
ファイルキャッシュ、MemCached、Redis ・・・
ENECHANGE では低レベルキャッシュを多用
DB からの取得結果をキャッシュ
キャッシュヒット率を高める
RequestStore も一部利用している
12

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