Beschäftigt man sich damit, wie man blitzschnelle Anwendungen schreibt und eine optimale Benutzererfahrungen gewährleistet, stößt man bei seiner Recherche früher oder später auf das Thema, über das wir in diesem Beitrag schreiben wollen: Caching!

Die Grundidee besteht darin, Daten in einen “Zwischenspeicher” abzulegen, um bei erneutem Bedarf diese Daten zu verwenden, schneller darauf zugreifen zu können. Dies erspart Zeit und Ressourcen, da diese Daten nicht erneut geladen oder berechnet werden müssen.

Im folgenden möchten wir einen Vergleich wagen, um das Konzept hinter Cache zu visualisieren. (Achtung: dient nur zur Veranschaulichung!).

Im Kurzzeitgedächtnis speichern wir Informationen für eine kurze Dauer ab. Die Kapazität ist begränzt und neue Informationen verdrängen solche, die schon länger nicht mehr gebraucht wurden. Wir sind jedoch in der Lange viel schneller Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis abzurufen als wenn wir erst “überlegen” müssen. All das trifft auch beim Cache zu.

Caching ist in vielen Anwendungsbereichen zu finden. So zum Beispiel in:

• Memory Cache
• Browser Cache
• App Cache
• CI/CD Cache
• und viele mehr.

Doch in diesem Beitrag möchten wir uns auf Caching in Node.js konzentrieren. Dabei unterscheiden wir zwischen In-Memory Caching und Distributed Caching.

In-Memory Caching in Node.js

In-Memory Caching speichert Daten lokal im Arbeitsspeicher (RAM) des Servers. Dies eignet sich besonders für Anwendungen, die auf einer einzelnen Serverinstanz laufen. Der Cache wird im Gegensatz zu Festplattenspeichern direkt vom RAM bezogen, was  in einer sehr schnellen Lese- und Schreibgeschwindigkeiten resultiert.

Vorteile:

• schnelle Lese- und Schreibgeschwindigkeit
• Einfache Implementierung.

Nachteile:

• Begrenzter Speicher
• Nicht skalierbar
• Datenverlust bei Server Neustart/Absturz

Codebeispiel:

const NodeCache =
require('node-cache');
const cache = new NodeCache();

cache.set("key", "value");
console.log(cache.get("key"))
// Ausgabe: 'value'

Distributed Caching in Node.js

Für skalierbare Anwendungen ist Distributed Caching eine optimale Lösung. Hierbei wird der Cache in einem verteilten System wie Redis oder Memcached gespeichert, was den Zugriff über mehrere Server hinweg ermöglicht.

Um die Performance von Node.js Anwendungen zu optimieren stellen wir zwei Arten von Caching vor:
In-Memory Caching ist dabei die Lösung, welche für besonders schnelle Response Zeiten sorgt. Sie ist relativ leicht zu implementierende und besonders für kleinere, nicht-verteilte Anwendungen geeignet.
Distributed Caching sorgt zwar für schnellere Response Zeiten, ist jedoch aufgrund seiner verteilten Struktur ein wenig langsamer. Denoch ist es für große Projekte mit Focus auf Skalierbarkeit eine gute Wahl.