Cookie だけじゃない：最新ブラウザストレージ入門

現代のウェブアプリケーションは、初期のインターネットの静的な文書とは大きく異なる。動的でインタラクティブであり、オフラインで動作することさえもますます期待されるようになっている。こうしたリッチな体験を構築するために、アプリケーションはユーザーのデバイス上で情報を記憶する方法を必要とする。それは、単純なユーザー設定からオフラインで使用する複雑なデータまで様々だ。ここでブラウザストレージの出番となる。

長らく「Cookie」が唯一の選択肢であったが、今日のブラウザは洗練されたストレージ機構のツールボックスを提供している。各ツールは異なる目的のために設計されており、容量、永続性、パフォーマンスに関して独自の長所と短所を持つ。目的に合った適切なツールを選ぶことは、高速で信頼性の高いアプリケーションを構築する上で極めて重要である。

この記事では、主要な 4 つのブラウザストレージタイプ、Cookie、ウェブストレージ（LocalStorage & SessionStorage）、IndexedDB、そしてCache APIについて包括的に解説する。それぞれが何であるか、理想的なユースケース、そして主要な特徴を探り、あなたの次のプロジェクトで情報に基づいた意思決定を下す手助けをする。

1. Cookie 🍪 - 古参

Cookie は、元祖クライアントサイドストレージ機構である。その核心は、サーバーがユーザーのブラウザに送信する小さなデータ片だ。ブラウザはそのデータを保存し、以降同じサーバーへのリクエストのたびにそれを送り返す。

  • 主なユースケース: セッション管理とトラッキング。Cookie は HTTP リクエストごとに送信されるため、サーバーに対してあなたが誰であるかを伝えるのに最適だ。サーバーがログインセッションを維持したり（Cookie に保存されたセッション ID を使用）、コンテンツをパーソナライズしたり、異なるページ間でのユーザー行動を追跡したりするのは、この仕組みによるものである。

  • 主な特徴:

    • 極小の容量: 約 4KB のデータに制限されており、実質的なものを保存するには不向きだ。
    • パフォーマンスのオーバーヘッド: あなたのドメインへの全てのリクエスト（画像、CSS などを含む）と共に送信されるため、不要なオーバーヘッドが生じ、アプリケーションの速度を低下させる可能性がある。
    • サーバーとクライアントからのアクセス: サーバー（Set-Cookieヘッダー経由）とクライアント（document.cookie経由）の両方で設定・読み取りが可能だ。
    • 有効期限: Cookie には設定可能な有効期限があり、それを過ぎると自動的に削除される。

  • 使用する場面: サーバーがリクエストごとに情報を知る必要がある場合にのみ使用すべきだ。今日における最も一般的で正当なユースケースは、認証トークンやセッション識別子の保存である。一般的なアプリケーションの状態を保存するために Cookie を使用するのは避けるべきだ。

2. ウェブストレージ (LocalStorage & SessionStorage) 📦 - 主力

ウェブストレージ API は、クライアントサイドのストレージニーズに応えるため、Cookie の現代的でより直接的な後継として導入された。これはブラウザ内でシンプルな同期的なキーバリューストアを提供し、決定的に重要なのは、データがリクエストごとにサーバーに送信されないことだ。

ウェブストレージは、2 つの異なる機構に分かれている。

  1. LocalStorage: localStorageに保存されたデータは永続的だ。ユーザーがタブを閉じても、ブラウザを閉じても、コンピュータを再起動しても、ブラウザ内に保存され続ける。データは、ユーザーが手動でブラウザキャッシュをクリアするか、ウェブアプリがプログラムで削除した場合にのみ消える。

  2. SessionStorage: sessionStorageに保存されたデータは一時的なものだ。特定のブラウザタブまたはウィンドウのセッションに紐づいている。ユーザーがそのタブを閉じると、データは永久に失われる。

  • 主なユースケース: アプリケーションの UI 状態やユーザー設定の保存。これには、ユーザーのテーマ設定（ダーク/ライトモード）、ウェルカムメッセージを非表示にしたかどうか、ページをまたいで保存したいフォームの内容などが含まれる。

  • 主な特徴:

    • より大きな容量: Cookie よりも大幅に多くのスペースを提供し、通常はドメインごとに約 5〜10MB である。
    • クライアントサイド専用: データは純粋にクライアント用であり、サーバーに自動的に送信されることはない。
    • シンプルな同期的 API: 使いやすい同期的 API（setItem()、getItem()、removeItem()）を提供する。シンプルである一方、同期的であるため、大量のデータで過度に使用するとメインのブラウザスレッドをブロックする可能性がある。
    • 文字列専用ストレージ: 文字列しか保存できない。複雑なオブジェクトを保存するには、JSON.stringify()で手動で JSON 文字列にシリアライズし、JSON.parse()でデシリアライズする必要がある。

  • 使用する場面: セッションをまたいで永続させる必要がある、重要度の低い単純なデータを少量から中量保存する場合、localStorageが標準的な選択肢となる。sessionStorageは、単一タブ内の一つのユーザータスクに関連する一時的なデータに最適だ。

3. IndexedDB 🗄️ - 強力なデータベース

クライアントサイドのストレージニーズが単純なキーバリューペアを超える場合、本格的なデータベースが必要になる。IndexedDBはまさにそれであり、ブラウザに組み込まれた低レベルのトランザクション対応オブジェクト指向データベースである。

  • 主なユースケース: オフラインファーストなアプリケーションと PWA の構築。IndexedDB は、大量の構造化データを保存するために設計されており、ネットワーク接続なしでアプリケーションが確実に動作することを可能にする。メールクライアント、コンテンツ作成ツール、あるいはクライアント側で大量のデータセットを管理する必要があるあらゆるアプリを想像してみよう。

  • 主な特徴:

    • 巨大な容量: ストレージの上限はウェブストレージよりもはるかに大きく（しばしば数ギガバイト）、ユーザーの利用可能なディスク容量に基づく。アプリが大量のストレージを要求すると、通常ブラウザはユーザーに許可を求めるプロンプトを表示する。
    • 複雑なオブジェクトの保存: 手動での JSON シリアライズを必要とせず、ほとんどの複雑な JavaScript オブジェクトを直接保存できる。
    • 非同期的 API: API は完全に非同期（イベントまたは Promise を使用）であり、メインの UI スレッドをブロックしない。これは大量のデータを扱う際のパフォーマンスにとって不可欠だ。
    • トランザクションとインデックス対応: データの整合性を保証するために ACID ライクなトランザクションをサポートする。データにインデックスを作成でき、効率的で高性能なクエリが可能になる。

  • 使用する場面: クライアント側で大規模な構造化データセットを保存する必要がある場合、オフライン機能が必要な場合、または複雑なクエリを実行する必要がある場合に IndexedDB を選択する。API が複雑なため、開発者はしばしばidbやDexie.jsのような軽量なラッパーライブラリを使用してインタラクションを簡素化する。

4. Cache API (CacheStorage) ⚡ - スペシャリスト

Cache APIは、特定の単一の仕事、すなわちネットワークリクエストとそれに対応するレスポンスを保存・管理するために特化したストレージ機構である。これはサービスワーカーのライフサイクルの基本的な部分をなす。

  • 主なユースケース: オフラインアクセスとパフォーマンスキャッシングの実現。サービスワーカーは送信されるネットワークリクエストを傍受し、有効なレスポンスがキャッシュに既に存在するかどうかを確認し、ネットワークに接続することなく直接それを提供できる。PWA が即座に読み込まれ、オフラインで機能するのはこの仕組みによるものだ。

  • 主な特徴:

    • リクエスト/レスポンスのペア: ユーザー情報のような任意のデータではなく、RequestおよびResponseオブジェクトを保存する。
    • サービスワーカーとの統合: キャッシング戦略（例：キャッシュファースト、ネットワークファースト、stale-while-revalidate）を実装するために、サービスワーカー内で使用されるように設計されている。
    • 非同期的: IndexedDB と同様に、API は非同期的で Promise ベースである。
    • 大容量: ウェブサイト全体のアセット（HTML、CSS、JS、画像、API レスポンス）など、大量のデータを保存できる。

  • 使用する場面: アプリケーションのパフォーマンスを向上させ、オフライン機能を有効にするために、ネットワークリソースをキャッシングする目的でのみ Cache API を使用する。これは汎用のデータストアではない。

結論：適切なツールの選択

| ストレージタイプ | 主なユースケース | 容量 | 永続性 | API タイプ | | :----------------- | :--------------------- | :--------------- | :--------------- | :--------- | | Cookie | セッション管理 | ~4KB | 有効期限あり | 同期 | | LocalStorage | 永続的な UI 状態 | ~5-10MB | 手動削除 | 同期 | | SessionStorage | 一時的な UI 状態 | ~5-10MB | タブセッション毎 | 同期 | | IndexedDB | オフラインアプリデータ | 大容量 (GB 単位) | 手動削除 | 非同期 | | Cache API | ネットワーク応答 | 大容量 (GB 単位) | 手動削除 | 非同期 |

単一の「最良の」ブラウザストレージは存在しない。現代のウェブは、特定のニーズに合わせて調整された階層的なツールセットを提供している。それらの間のトレードオフを理解することで、今日のユーザーの高い期待に応える、より洗練され、パフォーマンスが高く、信頼性のあるウェブアプリケーションを構築できるのだ。

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執筆Marko Leinikka

2025年6月07日 03:00

文字数：4064
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