Perancangan Arsitektur Cache-Aside Menggunakan Redis pada Sistem Informasi Akademik: Studi Prototipe dan Simulasi Beban

Abstract

Sistem informasi akademik, khususnya pada modul Kartu Rencana Studi (KRS), kerap mengalami lonjakan trafik ekstrem di awal semester. Arsitektur konvensional yang sepenuhnya bergantung pada basis data relasional berpotensi mengalami masalah latensi akibat antrean input/output (I/O) disk pada kondisi konkurensi tinggi. Penelitian ini merancang dan mengimplementasikan prototipe arsitektur Cache-Aside menggunakan Redis sebagai cache layer pada sistem backend berbasis Python (Flask). Untuk mengevaluasi perilaku arsitektur, dibangun model simulasi di mana latensi akses basis data (500 ms) dan latensi akses cache (5 ms) ditetapkan berdasarkan karakteristik tipikal yang dilaporkan dalam literatur. Pengujian beban dilakukan menggunakan Locust dengan simulasi 1.000 pengguna konkuren dan spawn rate 100 pengguna per detik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa arsitektur Cache-Aside mampu menurunkan waktu respons rata-rata dari 507,52 ms (tanpa cache) menjadi 9,12 ms (dengan cache), meningkatkan throughput dari 385,71 menjadi 483,03 request per detik, serta mempertahankan zero failure rate pada kedua skenario. Distribusi persentil menunjukkan konsistensi performa: p95 turun dari 520 ms menjadi 13 ms. Hasil ini mengonfirmasi bahwa pola Cache-Aside secara arsitektural efektif dalam mengalihkan beban kerja dari penyimpanan berbasis disk ke memori pada skenario lonjakan trafik akademik. Validasi lebih lanjut dengan infrastruktur MySQL dan Redis sesungguhnya diperlukan untuk mengonfirmasi parameter simulasi.