1. Write-Through
개념
- 쓰기 작업 시 캐시와 데이터베이스를 동시에 업데이트하는 전략이다.
- 읽기 작업은 캐시에서만 수행된다.
TypeScript 예제
class WriteThroughCache {
private cache = new Map<string, any>();
private database = new Map<string, any>();
async write(key: string, value: any): Promise<void> {
this.cache.set(key, value);
this.database.set(key, value); // DB와 캐시에 동시 쓰기
}
async read(key: string): Promise<any> {
return this.cache.get(key); // 캐시에서 읽기
}
}
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2. Write-Behind (Write-Back)
개념
- 쓰기 작업 시 캐시에만 저장하고, 데이터베이스 업데이트는 비동기로 처리한다.
- 쓰기 성능을 최적화하지만, 장애 시 데이터 손실 위험이 있다.
TypeScript 예제
class WriteBehindCache {
private cache = new Map<string, any>();
private database = new Map<string, any>();
async write(key: string, value: any): Promise<void> {
this.cache.set(key, value);
setTimeout(() => this.database.set(key, value), 1000); // 비동기로 DB 업데이트
}
async read(key: string): Promise<any> {
const value = this.cache.get(key);
if (value) return value;
return this.database.get(key); // 캐시에 없으면 DB에서 읽기
}
}
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3. Cache-Aside (Lazy Loading)
개념
- 데이터가 캐시에 없을 경우, 데이터베이스에서 가져와 캐시에 저장한다.
- 데이터 갱신은 별도로 처리.
TypeScript 예제
class CacheAside {
private cache = new Map<string, any>();
private database = new Map<string, any>();
async read(key: string): Promise<any> {
const value = this.cache.get(key);
if (value) return value;
// 캐시에 없으면 DB에서 조회하고 캐시에 저장
const dbValue = this.database.get(key);
if (dbValue) {
this.cache.set(key, dbValue);
return dbValue;
}
return null;
}
async write(key: string, value: any): Promise<void> {
this.database.set(key, value); // DB에 쓰기
this.cache.delete(key); // 캐시 무효화
}
}
다이어그램
4. Read-Through
개념
- 읽기 요청 시 캐시에서 데이터를 가져온다.
- 캐시에 없으면 캐시가 데이터베이스에서 데이터를 가져와 저장 후 반환.
TypeScript 예제
class ReadThroughCache {
private cache = new Map<string, any>();
private database = new Map<string, any>();
async read(key: string): Promise<any> {
let value = this.cache.get(key);
if (!value) {
value = this.database.get(key); // DB에서 가져옴
if (value) this.cache.set(key, value); // 캐시에 저장
}
return value;
}
async write(key: string, value: any): Promise<void> {
this.cache.set(key, value);
this.database.set(key, value); // 동시 업데이트
}
}
다이어그램
5. Distributed Cache
개념
- 여러 노드에 데이터를 샤딩하거나 복제하여 저장한다.
- Redis Cluster나 Memcached를 주로 사용
TypeScript 예제 (Redis)
import * as Redis from 'ioredis';
const redis = new Redis.Cluster([
{ host: '127.0.0.1', port: 6379 },
{ host: '127.0.0.2', port: 6379 },
]);
async function write(key: string, value: any): Promise<void> {
await redis.set(key, value);
}
async function read(key: string): Promise<any> {
return redis.get(key);
}
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6. Cache Eviction
개념
- 캐시 공간이 부족할 때 특정 데이터를 제거하는 전략
- LRU, LFU, FIFO 등이 주로 사용
TypeScript 예제 (LRU)
class LRUCache {
private cache = new Map<string, any>();
constructor(private capacity: number) {}
get(key: string): any {
if (!this.cache.has(key)) return null;
const value = this.cache.get(key);
this.cache.delete(key); // 기존 위치 제거
this.cache.set(key, value); // 맨 끝에 다시 삽입
return value;
}
put(key: string, value: any): void {
if (this.cache.has(key)) this.cache.delete(key);
if (this.cache.size >= this.capacity) {
// 첫 번째 항목 제거
const firstKey = this.cache.keys().next().value;
this.cache.delete(firstKey);
}
this.cache.set(key, value);
}
}
다이어그램 (LRU)
7. Content Delivery Network (CDN) Caching (AWS CloudFront 활용)
개념
- 정적 콘텐츠(예: 이미지, HTML)를 사용자와 가까운 서버에 캐싱하여 제공한다.
- 글로벌 네트워크를 통해 빠른 응답 제공
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CDN 캐싱은 주로 AWS CloudFront, Akamai, Cloudflare 등에서 설정하며, 정적 콘텐츠에 적합함
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