先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「PHPでデータベースにアクセスすると、表示が遅くなることがあるんですが、どうすれば速くできますか？」

先生

「データベース接続は処理の中でも負荷が高い部分なので、そのまま使うと遅くなることがありますね。そんなときに役立つのが“コネクションプーリング”と“キャッシュ”という仕組みです。」

生徒

「名前は聞いたことがありますが、どういう意味なんですか？難しい仕組みですか？」

先生

「仕組み自体はシンプルですよ。初心者でもイメージしやすいように、具体例を交えて説明していきます。」

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1. PHPのデータベース接続が遅くなる原因とは？

PHPでデータベースにアクセスする処理が遅くなる原因のひとつが「接続回数」です。PHPはページを読み込むたびに新しくデータベースに接続し、その都度ログインして処理を行います。この接続作業はとても重く、毎回実行すると大きな負荷になります。

例えると、お店にデータを取りに行くたびに店員さんを呼び出して自己紹介して、また最初から説明し直すようなものです。毎回はとても面倒ですよね。

これを効率よくするために使われるのがコネクションプーリングという考え方です。

2. 初心者でも理解できるコネクションプーリングの考え方

コネクションプーリングとは、データベースとの接続を使い回す仕組みのことです。一度接続したら、それをしばらく保存しておき、別のリクエストでも再利用できるようにするイメージです。

身近な例でいうと、電話で何度も同じ人に繋ぎ直さず「電話を切らずに話を続ける」ようなものです。毎回電話番号を押す必要がないため、時間も手間も大幅に減ります。

PHPの標準のWeb実行では厳密なコネクションプーリングは行いませんが、考え方として理解しておくとデータベース最適化の基本がよくわかるようになります。

3. PHPでよく使われる“疑似的なコネクションプール”で高速化する方法

PHPには伝統的なWebサーバー型の実行方式があるため、完全なコネクションプーリングは行われません。しかし、PHPでも持続的接続（Persistent Connection）を使うことで似た仕組みを実現できます。


<?php
$pdo = new PDO(
    'mysql:host=localhost;dbname=test;charset=utf8',
    'user',
    'pass',
    [PDO::ATTR_PERSISTENT => true]
);
?>

Persistent Connectionとは、接続を切らずに再利用する設定です。これにより、接続時間が短縮されパフォーマンスが向上します。

4. キャッシュを使うとデータベースアクセスを劇的に減らせる

データベースのパフォーマンスを上げるもうひとつの方法がキャッシュです。キャッシュとは、一度取得したデータを保存しておき、次のアクセスではデータベースに問い合わせず保存済みのデータを返す仕組みです。

たとえば「今日のお店の営業時間」を何回もデータベースに聞く必要はありませんよね。1回聞いてメモしておけば、そのメモを返せばよいわけです。この「メモ」がキャッシュの役割です。

PHPでよく使われるキャッシュは次のようなものがあります。

APCu（アプリケーションキャッシュ）
Redis（インメモリデータストア）
Memcached（キャッシュ専用サーバー）

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5. APCuを使ったシンプルなキャッシュ例

初心者でも簡単に扱えるキャッシュとしてAPCuがあります。同じサーバー内でデータを保存できるため、少ないコードで実装できます。


<?php
$key = "shop_info";

$data = apcu_fetch($key);
if ($data === false) {
    $stmt = $pdo->query("SELECT * FROM shop_info");
    $data = $stmt->fetch();
    apcu_store($key, $data, 300);
}

echo $data['name'];
?>

この例では、最初の1回だけデータベースにアクセスし、その後はキャッシュから取得します。そのため、アクセスが集中するサイトでも高速に動作します。

6. Redisを利用した本格的なキャッシュ方法

もう少し大規模なシステムになると、Redisというメモリ上のデータ管理システムが使われます。Redisは高速で、データベースよりも圧倒的に早く値を返せるため、Webサイトの表示速度を劇的に改善できます。


<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

$key = "item_list";
$data = $redis->get($key);

if (!$data) {
    $stmt = $pdo->query("SELECT * FROM items");
    $data = json_encode($stmt->fetchAll());
    $redis->set($key, $data, 300);
}

$items = json_decode($data, true);
?>

キャッシュを使うことでデータベースへの負荷が減り、サイト全体のスピードが向上します。