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Em sistemas de alto tráfego e com grandes volumes de dados, a latência de acesso ao banco de dados pode se tornar um gargalo crítico. Quando se fala em performance e escalabilidade, pensar em caching deixa de ser uma opção e passa a ser uma necessidade.
Entre os padrões de cache mais utilizados e eficientes está o Cache-Aside Pattern, uma abordagem simples, porém poderosa, para aumentar a velocidade das aplicações sem comprometer a consistência dos dados.

O que é o padrão Cache-Aside?

O Cache-Aside (ou lazy-loading cache) é um padrão arquitetural onde o cache não é preenchido automaticamente. Em vez disso, a aplicação é responsável por buscar os dados no cache, e, se não encontrar, consultar a base de dados, popular o cache e retornar os dados.

Essa lógica pode ser descrita em três passos:

1. A aplicação tenta ler os dados do cache (por exemplo, Redis ou Memcached);
2. Caso não encontre, ela lê do banco de dados relacional ou NoSQL;
3. Após obter os dados, grava no cache para futuras requisições.

Esse modelo é simples e eficaz, especialmente em cenários com dados que não mudam com frequência.

Quando usar Cache-Aside?

Esse padrão é ideal quando:

• Os dados são lidos com muito mais frequência do que escritos;
• A consistência eventual (eventual consistency) é aceitável;
• Você quer controle total sobre o que deve ou não ir para o cache;
• Deseja evitar cargas desnecessárias no banco principal.

Além disso, o Cache-Aside é muito usado em sistemas web, e-commerce, catálogos de produtos, APIs RESTful e microsserviços que compartilham dados.

Vantagens do Cache-Aside

• Redução de latência: a leitura a partir do cache é significativamente mais rápida do que acessar diretamente o banco.
• Controle de cache sob demanda: a aplicação decide o que e quando armazenar.
• Escalabilidade horizontal: reduz a pressão sobre o banco de dados, permitindo que o sistema escale com menos custo.
• Fácil de implementar: não exige ferramentas complexas ou infra especial.

Cuidados e desafios

• Cache Miss em massa: múltiplas requisições simultâneas podem causar stampedes, ou seja, uma enxurrada de acessos ao banco ao mesmo tempo. Soluções incluem lock de cache, request coalescing ou TTLs inteligentes.
• Invalidação de cache: a consistência dos dados depende da sua lógica de invalidação (ex: remoção manual ou expiração por tempo). Se mal gerenciada, pode gerar dados obsoletos.
• Evicção e LRU: o cache pode ser limpo automaticamente com base em memória. É importante configurar bem o TTL (time-to-live) e a política de substituição para evitar perda de performance.

Exemplo de uso em código (pseudocódigo)

function getProduto($id) {

   $cacheKey = "produto:$id";
   $produto = Cache::get($cacheKey);

   if (!$produto) {
       $produto = DB::buscarProdutoPorId($id);
       Cache::set($cacheKey, $produto, ttl: 3600); // 1 hora
    }
    return $produto;
}

Esse padrão é aplicável em qualquer linguagem moderna: PHP, Node.js, Python, Go, .NET, etc.

Cache-Aside na Arquitetura de Software

Dentro de uma arquitetura de software bem estruturada, o Cache-Aside não deve estar espalhado diretamente no código de negócios, mas sim isolado em camadas de repositório ou serviço. Isso mantém o sistema desacoplado e facilita mudanças no mecanismo de cache sem afetar a lógica da aplicação.

Em microsserviços, é comum usar Cache-Aside combinado com estratégias de caching distribuído para ainda mais performance.

Conclusão

O Cache-Aside Pattern continua sendo uma das soluções mais simples e eficazes para reduzir a latência de sistemas e aumentar sua escalabilidade com baixo custo de implementação.
Aplicado com boas práticas — como TTLs adequados, isolamento da lógica de cache e políticas de invalidação inteligentes — ele se torna um grande aliado da performance e da arquitetura limpa.

Na Hausti, aplicamos padrões como Cache-Aside em projetos de alta performance, com foco em escalabilidade, eficiência e arquitetura moderna. Fale com a gente e descubra como transformar sua aplicação em uma solução robusta e veloz.