memcachedとは？高速キャッシュ実装の基礎から使い方まで徹底解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

memcachedとは

memcached はオープンソースの高速分散メモリキャッシュシステムです。ウェブサイトやアプリのデータベースへの読み込み負荷を減らすために使われ、データをRAMに一時的に保存して再利用することで、応答時間を短くします。データは永続的には保存されず、memcached サーバーが再起動したりメモリがいっぱいになったりすると削除されることがあります。

基本的な仕組み

memcached は複数のサーバーに分散してデータを保持します。クライアントはキーと値を memcached に保存し、同じキーを指定してデータを取り出します。データは RAM に格納され、永続性はありません。容量が足りなくなると LRU などの戦略で古いデータを追い出し、最新かつ頻繁にアクセスされるデータを優先して保持する仕組みになっています。

使い方の基本

使い始めの手順は大きく分けて二つです。まず memcached サービスを起動します。Linux 系の環境では次のように実行しますが、環境によりコマンドは異なります。memcached -m 64 -p 11211 -d のようにメモリ容量とポートを指定します。次にクライアントライブラリを使ってデータを保存・取得します。以下は代表的な言語の例です。
Python の場合: client = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'], debug=0)
クライアントの使い方は言語ごとに異なりますが、基本は set キーと値を保存し、get キーで取り出します。例として user:1 というキーにユーザー情報を保存し、取得する流れを考えてみましょう。
client.set('user:1', {'name':'Taro','age':12}) value = client.get('user:1')

memcached の特徴と活用ポイント

特徴は次の通りです。データは RAM 上に格納され、非常に高速な読み書きが可能、複数サーバーに分散して拡張性を持たせることができます。欠点はデータの永続性がなく、サーバー障害時にはデータが失われる可能性がある点です。キャッシュヒット率を高める設計が重要です。

memcached を導入する際の主要な用途は次のとおりです。セッションデータのキャッシュ、頻繁に参照されるデータの事前取得、データベースのクエリ結果の一時保存などです。これにより、データベースへのアクセス回数を抑え、アプリ全体のパフォーマンスを向上させられます。

表で見る memcached と他のキャッシュ技術の比較

項目	memcached	Redis
データ保持場所	RAM	RAM
永続性	なし	あり場合がある
データ構造	キーとシンプルな値	キーと複雑なデータ構造
スケーリング	分散で拡張	分散・クラスタリング対応
用途の例	セッションデータ・頻繁に参照されるデータ	多様なデータ構造のキャッシュ・メッセージキューにも使用

表のとおり、それぞれの技術には得意分野があります。目的に合わせて選ぶことが大切です。memcached はシンプルで高速、導入が比較的容易な点が魅力です。

導入時の注意点とヒント

導入時には キャッシュをどう設計するかが成功の鍵になります。キャッシュするデータの粒度を適切に設定し、TTL を設定してデータの有効期限を管理します。キャッシュミス時のフォールバックとしてデータベースにアクセスする設計を忘れずに。監視も重要で、ヒット率やメモリ使用量を定期的に確認します。

まとめると memcached は高負荷環境での読み取り性能を大きく改善する強力なツールです。データの永続性が不要なケースで、データベースへのアクセスを減らしたい場合に特に有効です。実装時にはキャッシュの設計と運用の体制を整え、適切な監視とバックアップの方針を用意しておきましょう。

memcachedの関連サジェスト解説

aws memcached とは: aws memcached とはを初心者向けに解説するこの記事では、まず Memcached という仕組み自体の基本を説明し、次に AWS が提供するマネージド環境である ElastiCache for Memcached の特徴を紹介します。Memcached はデータをメモリ上に置くことで、頻繁に使われるデータの読み出しを速くするための仕組みです。aws memcached とは文字通り AWS の Memcached 導入を指し、主にウェブアプリのデータベースへの負荷を減らす目的で利用されます。データは基本的にキーと値の組み合わせで保存され、永続性はなく電源が落ちたりノードが停止するとデータは失われる場合が多い点に注意が必要です。エラスティキャッシュの Memcached 版を使うと、サーバのセットアップやパッチ適用、監視といった運用部分を AWS 側に任せられ、手間が減ります。さらに複数のノードでデータを分散させるクラスタ機能により、同時読み書きの性能を向上させることができます。ただし Memcached はキャッシュ用の仕組みでありデータの永続性を前提にしていません。重要なデータは別のデータストアに保存し、キャッシュはアクセス回数を減らす補助として使うのが基本です。初心者が使い始める手順は大まかに次のとおりです。まず AWS 管理コンソールで ElastiCache の Memcached を選択し、リージョンや VPC、ノード数と容量を決めてクラスターを作成します。作成後に割り当てられるエンドポイントをアプリ側から呼び出してデータの保存と取得を行います。実運用ではヒット率や遅延、ノードステータスを監視し、負荷に応じてノードを追加したりクラスタの構成を見直したりします。これらを段階的に試しながら、ボトルネックを特定して最適な設定を探ると良いでしょう。

memcachedの同意語

Memcached: オープンソースの分散メモリキャッシュサーバ。RAM上にデータを格納して高速に提供するため、ウェブアプリの応答性を改善する目的で使われる。
Memcache: Memcachedと似た役割を持つプロトコル/実装の総称。主にMemcache拡張と関連して使われることが多いが、細部は異なる場合がある。
インメモリキャッシュ: データを主記憶（RAM）に格納して高速にキャッシュとして参照・提供する仕組みの総称。memcachedの基本的な考え方。
分散キャッシュ: 複数ノードでキャッシュを分散して管理する設計。memcachedはこの分散キャッシュの代表例。
分散メモリキャッシュ: 複数のサーバでRAMを用いてデータを分散保存するタイプのキャッシュ。拡張性と耐障害性を高める。
インメモリデータストア: メモリ上にデータを格納するデータストアの総称。高速な読み書きを特徴とし、永続性は限定的なことが多い。
メモリ内キャッシュ: RAM内にデータを格納してキャッシュとして使用する手法。読み取り遅延を大幅に低減する。
キャッシュサーバ: キャッシュ機能を提供する専用サーバ。memcachedは最もポピュラーな一例。
メモリキャッシュ: メモリを用いたキャッシュ全般を指す言い方。memcachedのようなインメモリキャッシュの代表格。
高性能キャッシュ: 高性能・低遅延を重視したキャッシュの総称。memcachedの特徴の一つ。
低レイテンシキャッシュ: 遅延を最小限に抑えることを目的としたキャッシュ。memcachedは低レイテンシ設計が特徴。

memcachedの対義語・反対語

ディスクストレージ: メモリ上のキャッシュではなく、データを長期保存するためのストレージ。SSDやHDDなど、揮発性のないストレージを指します。高速性は劣りますが、データの永続性を担保します。
データベース: データを組織的に格納・管理・検索するシステム。一般的には長期保存・整合性を重視する点で、キャッシュ用途のmemcachedとは役割が異なります。
ファイルシステム: ファイルとしてデータを保存・管理する基本的な保存層。キャッシュの代替というより、データの永続的な格納先として機能します。
永存ストレージ: RAMなどの揮発性メモリとは違い、電源を切ってもデータを保持するストレージ全般を指します。memcachedの揮発性を逆にする概念です。
キャッシュなし: データを取得する際にキャッシュを使用せず、直接バックエンド（DBやファイル）から読み込む運用方針。memcachedのキャッシュ機能を使わない状態を表します。

memcachedの共起語

キャッシュ: データを高速に取得するため、頻繁にアクセスされる情報を一時的にメモリに保存する仕組み。
分散キャッシュ: データを複数のノードに分散して保存し、スケールアウトと耐障害性を実現するキャッシュ形態。
メモリ: RAMなどの揮発性メモリを用いてデータを格納する場所。memcachedはこのメモリを利用して高速アクセスを提供する。
RAM: ランダムアクセスメモリ。高速だが揮発性で永続性はない。MemcachedはRAMを活用する。
キー・バリュー: memcachedはキーと値のペアでデータを格納する、キー・バリュー型のデータモデル。
キー: データを取り出す際に使う識別子。値はこのキーに対応して格納される。
値: キーに対応するデータ。通常は文字列やシリアライズ済みデータとして格納される。
有効期限(TTL): アイテムごとに生存期間を設定でき、期限が過ぎると自動的にキャッシュから削除される。
LRU: 最も最近使われていないデータを優先的に削除する近似的な追い出しアルゴリズム。MemcachedではしばしばLRUに基づく方式が使われる。
追い出しポリシー: メモリ不足時にデータを捨てる方針。LRUはその一種。
Memcachedプロトコル: Memcachedが提供するテキストベースの通信プロトコル。クライアントからのコマンドを受け付ける。
ポート(デフォルト): デフォルトの接続ポートは11211番。
TCP: MemcachedはTCP/IP上で動作する通信プロトコルを使用する。
クライアントライブラリ: 各プログラミング言語向けのライブラリ（PHP、Python、Java、Node.jsなど）を介して利用する。
PHP拡張: PHPのMemcached拡張やMemcache拡張の2系統があり、用途が異なる。
pylibmc: Python向けの高機能Memcachedクライアントライブラリの一つ。
python-memcached: Python向けの標準的なMemcachedクライアントライブラリの一つ。
spymemcached: Java向けの軽量なMemcachedクライアントライブラリの代表例。
キャッシュヒット: データがキャッシュ内に存在して即座に取得できる状態。
キャッシュミス: データがキャッシュ内に無く、元データストアへアクセスする必要がある状態。
最大アイテムサイズ: 各アイテムの最大サイズは通常1MB。
耐障害性/高可用性: ノード障害時も動作可能な構成やマネージドサービスを利用して実現することが多い。
スケーリング: ノードを追加して容量・性能を拡張すること。
クラウドのマネージドサービス: AWS ElastiCache Memcached、Google Cloud Memorystore for Memcached など、運用負荷を減らす選択肢。
セキュリティ: デフォルトでは認証機能がなく、ネットワーク分離(VPC/ファイアウォール)で保護する設計が一般的。
永続性なし: Memcachedは揮発性メモリを使うため、電源断や再起動時にはデータが失われることがある。

memcachedの関連用語

memcached: 高性能な分散メモリキャッシュシステム。RAM上にデータを格納して高速な読み書きを提供します。ウェブアプリの応答を速くするために、頻繁に参照されるデータを事前に保存します。
インメモリキャッシュ: データをディスクではなくRAMに格納して、非常に高速に読み書きできるキャッシュのこと。
分散キャッシュ: データを複数のノードに分散して保存することで、単一ノードの制約を超えた規模と耐障害性を実現します。
キー値ストア: データをキーと値の組み合わせで保存するデータストアの形態。memcachedはこの形式を前提にしています。
ノード: memcachedを動作させる1台のサーバーのこと。
シャーディング: データを複数のノードに分散して格納する分散配置の技法。memcachedでは多くの場合クライアントがシャードを決定します。
一貫性のあるハッシュ: ノード追加時のデータ再配置を最小化するハッシュアルゴリズム。安定運用のために使われることが多い。
LRUアルゴリズム: LRU（Least Recently Used）っていう、最も長く使われていないデータを自動的に追い出すメモリ管理の方式。
SLABアロケータ: memcachedが内部で使うメモリ割り当て方式。サイズ別クラス（slab）にデータを格納します。
SLABクラス（ビン）: データのサイズに応じて分類されるメモリのグループ。格納データの効率的な割り当てに使われます。
TTL（有効期限）: データの有効期限を秒単位で指定する仕組み。0は期限なし。
永続性なし: memcachedはRAMのみを使う揮発性キャッシュで、サーバー再起動時にデータは失われます。
CAS（Check-and-Set）: 同時更新時の衝突を避けるためのトークンを用いる仕組み。更新時に整合性を保証します。
基本コマンドセット: get/gets で取得、set/add/replace で格納、cas で競合回避、touch で有効期限更新、delete で削除。
ASCIIプロトコル: Memcachedが使うテキストベースの通信プロトコル。人間にも読みやすい形式でやり取りします。
statsコマンド: statsコマンドでヒット数、メモリ使用量、接続数等を取得。監視の出発点として使われます。
クライアントライブラリ: memcachedとやり取りする各言語向けのライブラリ。公式のlibmemcachedやpylibmc、spymemcachedなどが代表例。
libmemcached: C言語向けの公式クライアントライブラリ。幅広い言語バインディングの基盤にもなります。
pylibmc: Python向けの高速Memcachedクライアントライブラリ。
spymemcached: Java向けのMemcachedクライアントライブラリ。
Redis: memcachedの競合・代替として挙げられる、より多機能なデータストア。永続性や複雑なデータ構造を提供します。
セキュリティ: デフォルトは認証なしで、内部ネットワーク内での運用が一般的。外部アクセスにはファイアウォールやVPN設定が推奨。
クラウド/マネージド運用: クラウド上での展開や、AWS ElastiCacheなどのマネージドサービスを利用して運用を簡略化できます。
用途例: セッションデータのキャッシュ、ウェブページの断片・テンプレート、頻繁に参照されるDBクエリ結果などを高速化する用途に使われます。