تنفيذ React experimental_cache: إتقان تخزين نتائج الدوال مؤقتًا

يتطور React باستمرار، مقدمًا ميزات وتحسينات جديدة لمساعدة المطورين على بناء تطبيقات أكثر كفاءة وأداءً. أحد هذه الإضافات، وهو حاليًا تجريبي، هو واجهة برمجة التطبيقات experimental_cache. توفر هذه الأداة القوية آلية لتخزين نتائج الدوال مؤقتًا، مما يعزز الأداء بشكل كبير، خاصة في مكونات خادم React (RSC) وسيناريوهات جلب البيانات. تقدم هذه المقالة دليلاً شاملاً لفهم وتنفيذ experimental_cache بفعالية.

فهم تخزين نتائج الدوال مؤقتًا

يُعرف تخزين نتائج الدوال مؤقتًا، والمعروف أيضًا بالاستذكار (memoization)، بأنه تقنية يتم فيها تخزين نتيجة استدعاء الدالة بناءً على وسائط الإدخال الخاصة بها. عندما يتم استدعاء نفس الدالة مرة أخرى بنفس الوسائط، يتم إرجاع النتيجة المخزنة مؤقتًا بدلاً من إعادة تنفيذ الدالة. يمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل وقت التنفيذ بشكل كبير، خاصة للعمليات المكلفة حسابيًا أو الدوال التي تعتمد على مصادر بيانات خارجية.

في سياق React، يمكن أن يكون تخزين نتائج الدوال مؤقتًا مفيدًا بشكل خاص لـ:

• جلب البيانات: يمكن أن يؤدي تخزين نتائج استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات (API) مؤقتًا إلى منع طلبات الشبكة المتكررة، مما يقلل من زمن الاستجابة ويحسن تجربة المستخدم.
• الحسابات المكلفة: يمكن أن يؤدي تخزين نتائج الحسابات المعقدة مؤقتًا إلى تجنب المعالجة غير الضرورية، مما يوفر الموارد ويحسن الاستجابة.
• تحسين العرض: يمكن أن يؤدي تخزين نتائج الدوال المستخدمة داخل المكونات مؤقتًا إلى منع إعادة العرض غير الضرورية، مما يؤدي إلى رسوم متحركة وتفاعلات أكثر سلاسة.

تقديم experimental_cache في React

توفر واجهة برمجة التطبيقات experimental_cache في React طريقة مدمجة لتنفيذ تخزين نتائج الدوال مؤقتًا. وهي مصممة للعمل بسلاسة مع مكونات خادم React وخطاف use، مما يتيح جلب البيانات بكفاءة والعرض من جانب الخادم.

ملاحظة هامة: كما يوحي الاسم، experimental_cache لا تزال ميزة تجريبية. هذا يعني أن واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بها قد تتغير في الإصدارات المستقبلية من React. من الضروري البقاء على اطلاع بأحدث وثائق React والاستعداد للتغييرات المحتملة التي قد تكسر التوافق.

الاستخدام الأساسي لـ experimental_cache

تأخذ الدالة experimental_cache دالة كمدخل وتعيد دالة جديدة تخزن نتائج الدالة الأصلية مؤقتًا. دعنا نوضح ذلك بمثال بسيط:

import { experimental_cache } from 'react';

async function fetchUserData(userId) {
  // محاكاة جلب البيانات من واجهة برمجة تطبيقات
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500));
  return { id: userId, name: `User ${userId}` };
}

const cachedFetchUserData = experimental_cache(fetchUserData);

async function MyComponent({ userId }) {
  const userData = await cachedFetchUserData(userId);
  return (
    <div>
      <p>User ID: {userData.id}</p>
      <p>User Name: {userData.name}</p>
    </div>
  );
}

في هذا المثال:

1. نستورد experimental_cache من 'react'.
2. نعرف دالة غير متزامنة fetchUserData تحاكي جلب بيانات المستخدم من واجهة برمجة تطبيقات. تتضمن هذه الدالة تأخيرًا محاكى لتمثيل زمن استجابة الشبكة.
3. نغلف fetchUserData باستخدام experimental_cache لإنشاء نسخة مخزنة مؤقتًا: cachedFetchUserData.
4. داخل MyComponent، نستدعي cachedFetchUserData لاسترداد بيانات المستخدم. في المرة الأولى التي يتم فيها استدعاء هذه الدالة باستخدام userId معين، ستقوم بتنفيذ الدالة الأصلية fetchUserData وتخزين النتيجة في ذاكرة التخزين المؤقت. ستعيد الاستدعاءات اللاحقة بنفس userId النتيجة المخزنة مؤقتًا على الفور، مما يجنب طلب الشبكة.

التكامل مع مكونات خادم React وخطاف `use`

تعتبر experimental_cache قوية بشكل خاص عند استخدامها مع مكونات خادم React (RSC) وخطاف use. تسمح لك مكونات RSC بتنفيذ التعليمات البرمجية على الخادم، مما يحسن الأداء والأمان. يسمح لك خطاف use بتعليق المكونات أثناء جلب البيانات.

import { experimental_cache } from 'react';
import { use } from 'react';

async function fetchProductData(productId) {
  // محاكاة جلب بيانات المنتج من قاعدة بيانات
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 300));
  return { id: productId, name: `Product ${productId}`, price: Math.random() * 100 };
}

const cachedFetchProductData = experimental_cache(fetchProductData);

function ProductDetails({ productId }) {
  const product = use(cachedFetchProductData(productId));

  return (
    <div>
      <h2>{product.name}</h2>
      <p>Price: ${product.price.toFixed(2)}</p>
    </div>
  );
}

export default ProductDetails;

في هذا المثال:

1. نعرف دالة غير متزامنة fetchProductData لمحاكاة جلب بيانات المنتج.
2. نغلف fetchProductData باستخدام experimental_cache لإنشاء نسخة مخزنة مؤقتًا.
3. داخل مكون ProductDetails (الذي يجب أن يكون مكون خادم React)، نستخدم خطاف use لاسترداد بيانات المنتج من الدالة المخزنة مؤقتًا.
4. سيقوم خطاف use بتعليق المكون أثناء جلب البيانات (أو استردادها من ذاكرة التخزين المؤقت). سيتعامل React تلقائيًا مع عرض حالة التحميل حتى تتوفر البيانات.

باستخدام experimental_cache بالاقتران مع RSC و use، يمكننا تحقيق مكاسب كبيرة في الأداء عن طريق تخزين البيانات مؤقتًا على الخادم وتجنب طلبات الشبكة غير الضرورية.

إبطال ذاكرة التخزين المؤقت

في كثير من الحالات، ستحتاج إلى إبطال ذاكرة التخزين المؤقت عندما تتغير البيانات الأساسية. على سبيل المثال، إذا قام مستخدم بتحديث معلومات ملفه الشخصي، فستحتاج إلى إبطال بيانات المستخدم المخزنة مؤقتًا حتى يتم عرض المعلومات المحدثة.

experimental_cache نفسها لا توفر آلية مدمجة لإبطال ذاكرة التخزين المؤقت. ستحتاج إلى تنفيذ استراتيجيتك الخاصة بناءً على الاحتياجات المحددة لتطبيقك.

فيما يلي بعض الأساليب الشائعة:

• الإبطال اليدوي: يمكنك إبطال ذاكرة التخزين المؤقت يدويًا عن طريق إنشاء دالة منفصلة تقوم بإعادة تعيين الدالة المخزنة مؤقتًا. قد يتضمن ذلك استخدام متغير عام أو حل أكثر تطورًا لإدارة الحالة.
• انتهاء الصلاحية المستند إلى الوقت: يمكنك تعيين وقت حياة (TTL) للبيانات المخزنة مؤقتًا. بعد انتهاء صلاحية TTL، سيتم إبطال ذاكرة التخزين المؤقت، وسيؤدي الاستدعاء التالي للدالة إلى إعادة تنفيذ الدالة الأصلية.
• الإبطال المستند إلى الأحداث: يمكنك إبطال ذاكرة التخزين المؤقت عند وقوع حدث معين، مثل تحديث قاعدة البيانات أو إجراء المستخدم. يتطلب هذا النهج آلية لاكتشاف هذه الأحداث والاستجابة لها.

إليك مثال على الإبطال اليدوي:

import { experimental_cache } from 'react';

let cacheKey = 0; // مفتاح ذاكرة التخزين المؤقت العام 

async function fetchUserProfile(userId, key) {
    console.log("Fetching user profile (Key: " + key + ")"); // سجل التصحيح 
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
    return { id: userId, name: `Profile ${userId}`, cacheKey: key };
}

let cachedFetchUserProfile = experimental_cache(fetchUserProfile);

function invalidateCache() {
    cacheKey++; // زيادة مفتاح ذاكرة التخزين المؤقت العام 
    // إعادة إنشاء الدالة المخزنة مؤقتًا، مما يعيد تعيين ذاكرة التخزين المؤقت بشكل فعال.
    cachedFetchUserProfile = experimental_cache(fetchUserProfile);
}


async function UserProfile({ userId }) {
    const profile = await cachedFetchUserProfile(userId, cacheKey);

    return (
        <div>
            <h2>User Profile</h2>
            <p>ID: {profile.id}</p>
            <p>Name: {profile.name}</p>
            <p>Cache Key: {profile.cacheKey}</p>
            <button onClick={invalidateCache}>Update Profile</button>
        </div>
    );
}

في هذا المثال، يؤدي النقر على زر "Update Profile" إلى استدعاء invalidateCache، التي تزيد cacheKey العام وتعيد إنشاء الدالة المخزنة مؤقتًا. هذا يجبر الاستدعاء التالي لـ cachedFetchUserProfile على إعادة تنفيذ الدالة الأصلية fetchUserProfile.

هام: اختر استراتيجية الإبطال التي تناسب احتياجات تطبيقك على أفضل وجه وفكر بعناية في التأثير المحتمل على الأداء واتساق البيانات.

الاعتبارات وأفضل الممارسات

عند استخدام experimental_cache، من المهم مراعاة الاعتبارات وأفضل الممارسات التالية:

• اختيار مفتاح ذاكرة التخزين المؤقت: اختر بعناية الوسائط التي تحدد مفتاح ذاكرة التخزين المؤقت. يجب أن يحدد مفتاح ذاكرة التخزين المؤقت البيانات التي يتم تخزينها مؤقتًا بشكل فريد. ضع في اعتبارك استخدام مزيج من الوسائط إذا لم يكن وسيط واحد كافياً.
• حجم ذاكرة التخزين المؤقت: لا توفر واجهة برمجة التطبيقات experimental_cache آلية مدمجة لتحديد حجم ذاكرة التخزين المؤقت. إذا كنت تقوم بتخزين كمية كبيرة من البيانات مؤقتًا، فقد تحتاج إلى تنفيذ استراتيجية إخلاء ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة بك لمنع مشاكل الذاكرة.
• تسلسل البيانات: تأكد من أن البيانات التي يتم تخزينها مؤقتًا قابلة للتسلسل. قد تحتاج واجهة برمجة التطبيقات experimental_cache إلى تسلسل البيانات للتخزين.
• معالجة الأخطاء: قم بتنفيذ معالجة أخطاء مناسبة للتعامل بأمان مع المواقف التي تفشل فيها جلب البيانات أو تكون ذاكرة التخزين المؤقت غير متاحة.
• الاختبار: اختبر تنفيذ التخزين المؤقت الخاص بك بدقة للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح وأن ذاكرة التخزين المؤقت يتم إبطالها بشكل مناسب.
• مراقبة الأداء: راقب أداء تطبيقك لتقييم تأثير التخزين المؤقت وتحديد أي اختناقات محتملة.
• إدارة الحالة العامة: إذا كنت تتعامل مع بيانات خاصة بالمستخدم في مكونات الخادم (على سبيل المثال، تفضيلات المستخدم، محتويات عربة التسوق)، ففكر في كيفية تأثير التخزين المؤقت على المستخدمين المختلفين الذين يرون بيانات بعضهم البعض. قم بتنفيذ ضمانات مناسبة لمنع تسرب البيانات، ربما عن طريق دمج معرفات المستخدمين في مفاتيح ذاكرة التخزين المؤقت أو استخدام حل إدارة حالة عام مصمم للعرض من جانب الخادم.
• تعديلات البيانات: كن حذرًا للغاية عند تخزين البيانات التي يمكن تعديلها مؤقتًا. تأكد من أنك تبطل ذاكرة التخزين المؤقت كلما تغيرت البيانات الأساسية لتجنب تقديم معلومات قديمة أو غير صحيحة. هذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للبيانات التي يمكن تعديلها بواسطة مستخدمين أو عمليات مختلفة.
• إجراءات الخادم والتخزين المؤقت: يمكن أيضًا الاستفادة من التخزين المؤقت بواسطة إجراءات الخادم، والتي تسمح لك بتنفيذ تعليمات برمجية من جانب الخادم مباشرة من مكوناتك. إذا كان إجراء الخادم يقوم بعملية مكلفة حسابيًا أو يجلب البيانات، فإن تخزين النتيجة مؤقتًا يمكن أن يحسن الأداء بشكل كبير. ومع ذلك، كن على دراية باستراتيجية الإبطال، خاصة إذا كان إجراء الخادم يعدل البيانات.

بدائل لـ experimental_cache

بينما توفر experimental_cache طريقة ملائمة لتنفيذ تخزين نتائج الدوال مؤقتًا، هناك طرق بديلة يمكنك التفكير فيها:

• مكتبات الاستذكار: توفر مكتبات مثل memoize-one و lodash.memoize إمكانيات استذكار أكثر تقدمًا، بما في ذلك دعم مفاتيح ذاكرة التخزين المؤقت المخصصة، وسياسات إخلاء ذاكرة التخزين المؤقت، والدوال غير المتزامنة.
• حلول التخزين المؤقت المخصصة: يمكنك تنفيذ حل التخزين المؤقت الخاص بك باستخدام بنية بيانات مثل Map أو مكتبة تخزين مؤقت مخصصة مثل node-cache (للتخزين المؤقت من جانب الخادم). يمنحك هذا النهج مزيدًا من التحكم في عملية التخزين المؤقت ولكنه يتطلب مزيدًا من جهد التنفيذ.
• التخزين المؤقت لـ HTTP: للبيانات التي تم جلبها من واجهات برمجة التطبيقات، استفد من آليات التخزين المؤقت لـ HTTP مثل رؤوس Cache-Control لإخبار المتصفحات وشبكات توصيل المحتوى (CDN) بتخزين الاستجابات مؤقتًا. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من حركة مرور الشبكة ويحسن الأداء، خاصة بالنسبة للبيانات الثابتة أو التي يتم تحديثها بشكل غير متكرر.

أمثلة واقعية وحالات استخدام

فيما يلي بعض الأمثلة الواقعية وحالات الاستخدام التي يمكن أن تكون فيها experimental_cache (أو تقنيات التخزين المؤقت المماثلة) مفيدة للغاية:

• كتالوجات منتجات التجارة الإلكترونية: يمكن أن يؤدي تخزين تفاصيل المنتج (الأسماء والأوصاف والأسعار والصور) مؤقتًا إلى تحسين أداء مواقع التجارة الإلكترونية بشكل كبير، خاصة عند التعامل مع الكتالوجات الكبيرة.
• المدونات والمقالات: يمكن أن يؤدي تخزين المدونات والمقالات مؤقتًا إلى تقليل الحمل على قاعدة البيانات وتحسين تجربة التصفح للقراء.
• خلاصات الوسائط الاجتماعية: يمكن أن يؤدي تخزين خلاصات المستخدمين والجداول الزمنية مؤقتًا إلى منع استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات المتكررة وتحسين استجابة تطبيقات الوسائط الاجتماعية.
• البيانات المالية: يمكن أن يؤدي تخزين أسعار الأسهم في الوقت الفعلي أو أسعار صرف العملات مؤقتًا إلى تقليل الحمل على مزودي البيانات المالية وتحسين أداء التطبيقات المالية.
• تطبيقات الخرائط: يمكن أن يؤدي تخزين بلاطات الخرائط أو نتائج الترميز الجغرافي مؤقتًا إلى تحسين أداء تطبيقات الخرائط وتقليل تكلفة استخدام خدمات الخرائط.
• التدويل (i18n): يمكن أن يؤدي تخزين السلاسل المترجمة للمناطق المختلفة مؤقتًا إلى منع عمليات البحث المتكررة وتحسين أداء التطبيقات متعددة اللغات.
• التوصيات الشخصية: يمكن أن يؤدي تخزين توصيات المنتجات أو المحتوى الشخصية مؤقتًا إلى تقليل التكلفة الحسابية لتوليد التوصيات وتحسين تجربة المستخدم. على سبيل المثال، يمكن لخدمة البث تخزين توصيات الأفلام مؤقتًا بناءً على سجل المشاهدة للمستخدم.

خاتمة

توفر واجهة برمجة التطبيقات experimental_cache في React طريقة قوية لتنفيذ تخزين نتائج الدوال مؤقتًا وتحسين أداء تطبيقات React الخاصة بك. من خلال فهم استخدامها الأساسي، ودمجها مع مكونات خادم React وخطاف use، والنظر بعناية في استراتيجيات إبطال ذاكرة التخزين المؤقت، يمكنك تحسين استجابة وكفاءة تطبيقاتك بشكل كبير. تذكر أنها واجهة برمجة تطبيقات تجريبية، لذا ابق على اطلاع بأحدث وثائق React وكن مستعدًا للتغييرات المحتملة. من خلال اتباع الاعتبارات وأفضل الممارسات الموضحة في هذه المقالة، يمكنك الاستفادة بفعالية من experimental_cache لبناء تطبيقات React عالية الأداء تقدم تجربة مستخدم رائعة.

بينما تستكشف experimental_cache، ضع في اعتبارك الاحتياجات المحددة لتطبيقك واختر استراتيجية التخزين المؤقت التي تناسب متطلباتك على أفضل وجه. لا تخف من التجربة واستكشاف حلول التخزين المؤقت البديلة للعثور على النهج الأمثل لمشروعك. من خلال التخطيط والتنفيذ الدقيقين، يمكنك إطلاق العنان للإمكانات الكاملة لتخزين نتائج الدوال مؤقتًا وبناء تطبيقات React التي تتميز بالكفاءة وقابلية التوسع.