Wie funktioniert Caching auf AWS (ElastiCache)?

Question

Accepted Answer

**ElastiCache** ist AWS's verwalteter In-Memory-Caching-Dienst — führt **Redis** oder **Memcached** aus, um häufig aufgerufene Daten für schnelle Abrufe zu cachen. In Kombination mit anderen Caching-Ebenen (CloudFront, DAX) ist Caching eine Schlüsseltechnik zur Verbesserung der AWS-Anwendungsperformance und zur Reduzierung der Datenbankbelastung.

## ElastiCache — verwaltetes In-Memory-Caching

```text
ElastiCache runs managed REDIS or MEMCACHED clusters:
  → store frequently-accessed data in memory → sub-millisecond retrieval (very fast)
  → REDUCE LOAD on databases (serve from cache instead of querying the DB)
  → AWS manages it (setup, patching, scaling, failover) — no servers to run
Redis → rich data structures, persistence, replication, HA (Multi-AZ) — the common choice
Memcached → simpler, multi-threaded, pure caching
```

## Das Caching-Muster (Cache-Aside)

```text
1. App needs data → check ElastiCache first
2. HIT → return it (fast, no DB query) ✓
3. MISS → query the database, store in cache (with TTL), return
→ subsequent requests hit the cache → faster responses + less DB load
(same cache-aside pattern as using Redis directly)
```

## Caching-Ebenen über AWS hinweg

```text
✓ CLOUDFRONT (CDN) → cache static content at edge locations (closest to users)
✓ ELASTICACHE → cache database query results, sessions, computed data (application layer)
✓ DAX → DynamoDB Accelerator (in-memory cache specifically for DynamoDB)
✓ API Gateway caching → cache API responses
→ Cache at MULTIPLE layers for performance: CDN (edge) + app cache (ElastiCache) + DB cache
```

## Warum es wichtig ist

Das Verständnis von Caching auf AWS ist wertvoll, weil **Caching eine der wirksamsten Techniken zur Verbesserung der Performance und zur Reduzierung der Last ist**, und ElastiCache ist AWS's verwalteter Dienst dafür, daher ist es praktisches Wissen, das nützlich ist.

Der Kernwert von **ElastiCache** (verwaltetes Redis oder Memcached) ist das Bereitstellen von **schnellem In-Memory-Caching** — das Speichern häufig aufgerufener Daten für Abrufe im SubMillisekundenbereich und **Reduzierung der Datenbankbelastung** (Bedienung von Anfragen aus dem Cache statt Datenbankabfragen), was die Anwendungsperformance und Skalierbarkeit dramatisch verbessert und dabei vollständig verwaltet wird (keine Server zum Ausführen).

Das Verständnis des **Cache-Aside-Musters** (zuerst den Cache überprüfen, die Datenbank abfragen und das Ergebnis bei einem Cache-Miss cachen) ist die grundlegende Caching-Technik, identisch mit der direkten Verwendung von Redis, aber verwaltet von AWS.

Das Verständnis, dass AWS **mehrere Caching-Ebenen** bereitstellt — **CloudFront** (CDN-Caching von statischem Inhalt an Edge-Standorten in der Nähe von Benutzern), **ElastiCache** (Caching auf Anwendungsebene von Abfrageergebnissen, Sessions und berechneten Daten), **DAX** (spezialisiertes Caching für DynamoDB) und API Gateway Caching — und dass effektive Architekturen oft **auf mehreren Ebenen cachen** (Edge-CDN + Anwendungs-Cache + Datenbank-Cache) spiegelt eine umfassende Performance-Strategie wider.

Caching ist ein wichtiges Werkzeug für die Erstellung von performanten, skalierbaren AWS-Anwendungen (Reduzierung der Latenz und Entlastung von Datenbanken), und ElastiCache (wobei Redis die häufige, funktionsreiche Wahl ist, die HA unterstützt) ist die Standard-verwaltete Lösung.

Da Caching eine der wirkungsvollsten Performance-Techniken ist und ElastiCache (plus die breiteren Caching-Ebenen) ist, wie es auf AWS gemacht wird, ist das Verständnis von AWS-Caching — ElastiCache, das Cache-Aside-Muster und die mehreren Caching-Ebenen — wertvoll, praktisch relevantes AWS-Wissen für die Erstellung schneller, skalierbarer Anwendungen, eine wichtige Performance-Optimierung, die Latenz und Datenbankbelastung über AWS-Architekturen hinweg reduziert.