เข้าใจ Caching Strategy: เริ่มต้นอย่างไรและเมื่อไหร่ควรขยับไป Redis

การทำ Caching คือหนึ่งในวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการเพิ่ม Performance ให้กับ Application แต่ความท้าทายไม่ได้อยู่ที่การเขียนโค้ด แต่อยู่ที่การเลือก "ที่เก็บข้อมูล" (Storage) ให้เหมาะสมกับขนาดของระบบครับ

1. เริ่มต้นง่ายๆ ด้วย @Cacheable (Abstraction Layer)

Spring Boot ออกแบบมาให้เราโฟกัสที่ Business Logic โดยไม่ต้องกังวลเรื่อง Implementation มากนัก ด้วยการใช้ Annotation เพียงตัวเดียว

รูปแบบการใช้งานทั่วไป:

@Service
public class DashboardService {
    
    // Spring จะช่วยจำค่าที่ Return จาก Method นี้ไว้
    @Cacheable("dashboard_stats") 
    public DashboardStats getStats() {
        // จำลองการ Query ที่ใช้เวลานาน (เช่น 3 วินาที)
        return repository.calculateHeavyStats(); 
    }
}

เมื่อมีการเรียกใช้งานครั้งแรก Spring จะประมวลผลและเก็บค่าไว้ ส่วนครั้งถัดไปจะดึงค่าจาก Cache มาส่งให้ทันที ทำให้ลดภาระของ Database ได้มหาศาล

2. ข้อจำกัดของ Local Cache (Default)

หากเราไม่ได้ตั้งค่าอะไรเพิ่มเติม Spring Boot จะใช้ ConcurrentHashMap ในการเก็บข้อมูล ซึ่งถือเป็น Local Cache (เก็บใน RAM ของเครื่อง Application)

ข้อดี: เร็วมาก (ระดับ Nanosecond) และไม่ต้องติดตั้งอะไรเพิ่ม ข้อสังเกต: เหมาะสำหรับระบบที่มี Server เพียงเครื่องเดียว (Monolith)

ปัญหาที่จะพบเมื่อขยายระบบ (Scaling): หากคุณเพิ่ม Server เป็น 2 เครื่อง (Server A และ Server B) ข้อมูลใน Cache จะแยกกันอยู่

• User แก้ไขข้อมูลที่ Server A (Cache A อัปเดต)
• User กด Refresh แล้ว Load Balancer พาไป Server B (Cache B ยังเป็นค่าเก่า)
• ผลลัพธ์: User อาจได้รับข้อมูลที่ไม่ตรงกัน (Data Inconsistency)

3. การขยับไปใช้ Redis (Distributed Cache)

เพื่อแก้ปัญหาเรื่องข้อมูลไม่ตรงกันในระบบที่มีหลาย Server เราจึงต้องย้ายที่เก็บ Cache ไปไว้ที่ถังกลางที่ทุก Server เข้าถึงได้ ซึ่ง Redis คือตัวเลือกมาตรฐานในอุตสาหกรรม

ทำไมถึงควรใช้ Redis:

1. Consistency: ทุก Server อ่าน/เขียน ข้อมูลชุดเดียวกัน ข้อมูลจึงตรงกันเสมอ
2. Persistence: ข้อมูลใน Cache ไม่หายแม้จะ Restart Application Server (ช่วยลด Load ของ Database ตอนเริ่มระบบใหม่)
3. Off-heap Memory: แยกการใช้ Memory ออกจาก Java Heap ทำให้ Application ทำงานได้เสถียรขึ้น

4. การปรับเปลี่ยนใน Spring Boot

ข้อดีของ Spring Cache Abstraction คือเราสามารถเปลี่ยนจาก Local Cache ไปเป็น Redis ได้โดย แทบไม่ต้องแก้ Java Code

สิ่งที่ต้องทำ:

1. เพิ่ม Dependency spring-boot-starter-data-redis
2. กำหนดค่าใน application.yml:

spring:
  data:
    redis:
      host: localhost
      port: 6379

เพียงเท่านี้ Spring Boot จะเปลี่ยนการทำงานเบื้องหลังของ @Cacheable ให้ไปใช้ Redis โดยอัตโนมัติ

บทสรุป: เลือกใช้อย่างไรให้เหมาะสม?

คำแนะนำ: ในช่วงเริ่มต้นโปรเจกต์ การใช้ Local Cache อาจจะเพียงพอและดูแลง่าย แต่ควรออกแบบระบบโดยเผื่อทางเลือกในการเปลี่ยนไปใช้ Redis ไว้เสมอเมื่อระบบเริ่มมีการขยายตัว (Scale out) ครับ