জাভাস্ক্রিপ্ট অ্যাসিঙ্ক কনটেক্সট: রিকোয়েস্ট-স্কোপড ভেরিয়েবল ম্যানেজমেন্টে দক্ষতা অর্জন

অ্যাসিঙ্ক্রোনাস প্রোগ্রামিং আধুনিক জাভাস্ক্রিপ্ট ডেভেলপমেন্টের একটি ভিত্তিপ্রস্তর, বিশেষ করে Node.js-এর মতো পরিবেশে। তবে, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশনের মধ্যে কনটেক্সট এবং রিকোয়েস্ট-স্কোপড ভেরিয়েবল ম্যানেজ করা বেশ চ্যালেঞ্জিং হতে পারে। প্রচলিত পদ্ধতিগুলো প্রায়শই জটিল কোড এবং সম্ভাব্য ডেটা করাপশনের কারণ হয়। এই নিবন্ধে জাভাস্ক্রিপ্টের অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সট ক্ষমতা, বিশেষ করে AsyncLocalStorage-এর উপর ফোকাস করা হয়েছে এবং এটি কীভাবে শক্তিশালী ও স্কেলেবল অ্যাপ্লিকেশন তৈরির জন্য রিকোয়েস্ট-স্কোপড ভেরিয়েবল ম্যানেজমেন্টকে সহজ করে তোলে তা অন্বেষণ করা হয়েছে।

অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সটের চ্যালেঞ্জ বোঝা

সিঙ্ক্রোনাস প্রোগ্রামিংয়ে, একটি ফাংশনের স্কোপের মধ্যে ভেরিয়েবল ম্যানেজ করা সহজ। প্রতিটি ফাংশনের নিজস্ব এক্সিকিউশন কনটেক্সট থাকে এবং সেই কনটেক্সটের মধ্যে ঘোষিত ভেরিয়েবলগুলো বিচ্ছিন্ন থাকে। তবে, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশনগুলো জটিলতা তৈরি করে কারণ সেগুলো রৈখিকভাবে এক্সিকিউট হয় না। কলব্যাক, প্রমিজ এবং অ্যাসিঙ্ক/অ্যাওয়েট নতুন এক্সিকিউশন কনটেক্সট তৈরি করে যা একটি নির্দিষ্ট রিকোয়েস্ট বা অপারেশনের সাথে সম্পর্কিত ভেরিয়েবল বজায় রাখা এবং অ্যাক্সেস করা কঠিন করে তুলতে পারে।

এমন একটি পরিস্থিতি বিবেচনা করুন যেখানে আপনাকে একটি রিকোয়েস্ট হ্যান্ডলারের এক্সিকিউশন জুড়ে একটি ইউনিক রিকোয়েস্ট আইডি ট্র্যাক করতে হবে। সঠিক কোনো মেকানিজম ছাড়া, আপনি হয়তো রিকোয়েস্ট প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত প্রতিটি ফাংশনে আর্গুমেন্ট হিসাবে রিকোয়েস্ট আইডি পাস করার আশ্রয় নিতে পারেন। এই পদ্ধতিটি কষ্টকর, ত্রুটিপূর্ণ এবং আপনার কোডকে শক্তভাবে জুড়ে দেয় (tightly couples)।

কনটেক্সট প্রোপাগেশনের সমস্যা

• কোডের জটলা: একাধিক ফাংশন কলের মাধ্যমে কনটেক্সট ভেরিয়েবল পাস করলে কোডের জটিলতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং পাঠযোগ্যতা হ্রাস পায়।
• শক্তিশালী কাপলিং: ফাংশনগুলো নির্দিষ্ট কনটেক্সট ভেরিয়েবলের উপর নির্ভরশীল হয়ে পড়ে, যা তাদের কম পুনঃব্যবহারযোগ্য এবং পরীক্ষা করা কঠিন করে তোলে।
• ত্রুটি প্রবণ: একটি কনটেক্সট ভেরিয়েবল পাস করতে ভুলে যাওয়া বা ভুল মান পাস করা অপ্রত্যাশিত আচরণ এবং ডিবাগ করা কঠিন এমন সমস্যার কারণ হতে পারে।
• রক্ষণাবেক্ষণের অতিরিক্ত চাপ: কনটেক্সট ভেরিয়েবলের পরিবর্তন কোডবেসের একাধিক অংশে পরিবর্তনের প্রয়োজন হয়।

এই চ্যালেঞ্জগুলো অ্যাসিঙ্ক্রোনাস জাভাস্ক্রিপ্ট পরিবেশে রিকোয়েস্ট-স্কোপড ভেরিয়েবল ম্যানেজ করার জন্য একটি আরও সহজ এবং শক্তিশালী সমাধানের প্রয়োজনীয়তা তুলে ধরে।

AsyncLocalStorage-এর পরিচিতি: অ্যাসিঙ্ক কনটেক্সটের জন্য একটি সমাধান

Node.js v14.5.0-এ প্রবর্তিত AsyncLocalStorage, একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশনের জীবনকাল জুড়ে ডেটা সংরক্ষণ করার জন্য একটি মেকানিজম সরবরাহ করে। এটি মূলত একটি কনটেক্সট তৈরি করে যা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সীমানা জুড়ে স্থায়ী থাকে, যা আপনাকে স্পষ্টভাবে ভেরিয়েবল পাস না করেই একটি নির্দিষ্ট রিকোয়েস্ট বা অপারেশনের জন্য নির্দিষ্ট ভেরিয়েবল অ্যাক্সেস এবং পরিবর্তন করতে দেয়।

AsyncLocalStorage প্রতিটি এক্সিকিউশন কনটেক্সটের ভিত্তিতে কাজ করে। প্রতিটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশন (যেমন, একটি রিকোয়েস্ট হ্যান্ডলার) তার নিজস্ব বিচ্ছিন্ন স্টোরেজ পায়। এটি নিশ্চিত করে যে একটি রিকোয়েস্টের সাথে সম্পর্কিত ডেটা ঘটনাক্রমে অন্যটিতে ফাঁস না হয়, ফলে ডেটার অখণ্ডতা এবং বিচ্ছিন্নতা বজায় থাকে।

AsyncLocalStorage কীভাবে কাজ করে

AsyncLocalStorage ক্লাসটি নিম্নলিখিত মূল মেথডগুলো সরবরাহ করে:

• getStore(): বর্তমান এক্সিকিউশন কনটেক্সটের সাথে যুক্ত স্টোরটি রিটার্ন করে। যদি কোনো স্টোর না থাকে, তবে এটি undefined রিটার্ন করে।
• run(store, callback, ...args): প্রদত্ত callback-কে একটি নতুন অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সটের মধ্যে এক্সিকিউট করে। store আর্গুমেন্টটি কনটেক্সটের স্টোরেজ শুরু করে। কলব্যাক দ্বারা ট্রিগার করা সমস্ত অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশনের এই স্টোরে অ্যাক্সেস থাকবে।
• enterWith(store): প্রদত্ত store-এর কনটেক্সটে প্রবেশ করে। এটি উপযোগী যখন আপনাকে কোডের একটি নির্দিষ্ট ব্লকের জন্য স্পষ্টভাবে কনটেক্সট সেট করতে হয়।
• disable(): AsyncLocalStorage ইনস্ট্যান্সটি নিষ্ক্রিয় করে। নিষ্ক্রিয় করার পরে স্টোর অ্যাক্সেস করলে একটি ত্রুটি দেখা দেবে।

স্টোরটি নিজেই একটি সাধারণ জাভাস্ক্রিপ্ট অবজেক্ট (বা আপনার পছন্দের যেকোনো ডেটা টাইপ) যা আপনি ম্যানেজ করতে চান এমন কনটেক্সট ভেরিয়েবলগুলো ধারণ করে। আপনি রিকোয়েস্ট আইডি, ব্যবহারকারীর তথ্য বা বর্তমান অপারেশনের সাথে সম্পর্কিত অন্য কোনো ডেটা সংরক্ষণ করতে পারেন।

AsyncLocalStorage-এর বাস্তব উদাহরণ

চলুন কয়েকটি বাস্তব উদাহরণের মাধ্যমে AsyncLocalStorage-এর ব্যবহার ব্যাখ্যা করা যাক।

উদাহরণ ১: একটি ওয়েব সার্ভারে রিকোয়েস্ট আইডি ট্র্যাকিং

Express.js ব্যবহার করে একটি Node.js ওয়েব সার্ভার বিবেচনা করুন। আমরা প্রতিটি ইনকামিং রিকোয়েস্টের জন্য স্বয়ংক্রিয়ভাবে একটি ইউনিক রিকোয়েস্ট আইডি তৈরি এবং ট্র্যাক করতে চাই। এই আইডিটি লগিং, ট্রেসিং এবং ডিবাগিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

const express = require('express');
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');
const { v4: uuidv4 } = require('uuid');

const app = express();
const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

app.use((req, res, next) => {
  const requestId = uuidv4();
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId);
    console.log(`Request received with ID: ${requestId}`);
    next();
  });
});

app.get('/', (req, res) => {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Handling request with ID: ${requestId}`);
  res.send(`Hello, Request ID: ${requestId}`);
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server listening on port 3000');
});

এই উদাহরণে:

• আমরা একটি AsyncLocalStorage ইনস্ট্যান্স তৈরি করি।
• আমরা প্রতিটি ইনকামিং রিকোয়েস্ট আটকাতে এক্সপ্রেস মিডলওয়্যার ব্যবহার করি।
• মিডলওয়্যারের মধ্যে, আমরা uuidv4() ব্যবহার করে একটি ইউনিক রিকোয়েস্ট আইডি তৈরি করি।
• আমরা একটি নতুন অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সট তৈরি করতে asyncLocalStorage.run() কল করি। আমরা একটি Map দিয়ে স্টোরটি শুরু করি, যা আমাদের কনটেক্সট ভেরিয়েবলগুলো ধারণ করবে।
• run() কলব্যাকের ভিতরে, আমরা asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId) ব্যবহার করে স্টোরে requestId সেট করি।
• তারপরে আমরা পরবর্তী মিডলওয়্যার বা রুট হ্যান্ডলারের কাছে নিয়ন্ত্রণ পাস করতে next() কল করি।
• রুট হ্যান্ডলারে (app.get('/')), আমরা asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') ব্যবহার করে স্টোর থেকে requestId পুনরুদ্ধার করি।

এখন, রিকোয়েস্ট হ্যান্ডলারের মধ্যে যতগুলোই অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশন ট্রিগার হোক না কেন, আপনি সর্বদা asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') ব্যবহার করে রিকোয়েস্ট আইডি অ্যাক্সেস করতে পারবেন।

উদাহরণ ২: ব্যবহারকারী প্রমাণীকরণ এবং অনুমোদন

আরেকটি সাধারণ ব্যবহারের ক্ষেত্র হলো ব্যবহারকারীর প্রমাণীকরণ এবং অনুমোদনের তথ্য ম্যানেজ করা। ধরুন আপনার একটি মিডলওয়্যার আছে যা একজন ব্যবহারকারীকে প্রমাণীকরণ করে এবং তাদের ইউজার আইডি পুনরুদ্ধার করে। আপনি ইউজার আইডিটি AsyncLocalStorage-এ সংরক্ষণ করতে পারেন যাতে এটি পরবর্তী মিডলওয়্যার এবং রুট হ্যান্ডলারদের জন্য উপলব্ধ থাকে।

const express = require('express');
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');

const app = express();
const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

// Authentication Middleware (Example)
const authenticateUser = (req, res, next) => {
  // Simulate user authentication (replace with your actual logic)
  const userId = req.headers['x-user-id'] || 'guest'; // Get User ID from Header

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('userId', userId);
    console.log(`User authenticated with ID: ${userId}`);
    next();
  });
};

app.use(authenticateUser);

app.get('/profile', (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  console.log(`Accessing profile for user ID: ${userId}`);
  res.send(`Profile for User ID: ${userId}`);
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server listening on port 3000');
});

এই উদাহরণে, authenticateUser মিডলওয়্যারটি ইউজার আইডি পুনরুদ্ধার করে (এখানে একটি হেডার পড়ে অনুকরণ করা হয়েছে) এবং এটি AsyncLocalStorage-এ সংরক্ষণ করে। /profile রুট হ্যান্ডলারটি তখন ইউজার আইডিটি একটি সুস্পষ্ট প্যারামিটার হিসাবে গ্রহণ না করেই অ্যাক্সেস করতে পারে।

উদাহরণ ৩: ডাটাবেস ট্রানজ্যাকশন ম্যানেজমেন্ট

ডাটাবেস ট্রানজ্যাকশন জড়িত পরিস্থিতিতে, AsyncLocalStorage ট্রানজ্যাকশন কনটেক্সট ম্যানেজ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। আপনি ডাটাবেস কানেকশন বা ট্রানজ্যাকশন অবজেক্টটি AsyncLocalStorage-এ সংরক্ষণ করতে পারেন, এটি নিশ্চিত করে যে একটি নির্দিষ্ট রিকোয়েস্টের মধ্যে সমস্ত ডাটাবেস অপারেশন একই ট্রানজ্যাকশন ব্যবহার করে।

const express = require('express');
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');

const app = express();
const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

// Simulate a database connection
const db = {
  query: (sql, callback) => {
    const transactionId = asyncLocalStorage.getStore()?.get('transactionId') || 'No Transaction';
    console.log(`Executing SQL: ${sql} in Transaction: ${transactionId}`);
    // Simulate database query execution
    setTimeout(() => {
      callback(null, { success: true });
    }, 50);
  },
};

// Middleware to start a transaction
const startTransaction = (req, res, next) => {
  const transactionId = Math.random().toString(36).substring(2, 15); // Generate a random transaction ID

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('transactionId', transactionId);
    console.log(`Starting transaction: ${transactionId}`);
    next();
  });
};

app.use(startTransaction);

app.get('/data', (req, res) => {
  db.query('SELECT * FROM data', (err, result) => {
    if (err) {
      return res.status(500).send('Error querying data');
    }
    res.send('Data retrieved successfully');
  });
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server listening on port 3000');
});

এই সরলীকৃত উদাহরণে:

• startTransaction মিডলওয়্যার একটি ট্রানজ্যাকশন আইডি তৈরি করে এবং এটি AsyncLocalStorage-এ সংরক্ষণ করে।
• অনুকরণ করা db.query ফাংশনটি স্টোর থেকে ট্রানজ্যাকশন আইডি পুনরুদ্ধার করে এবং এটি লগ করে, যা দেখায় যে ট্রানজ্যাকশন কনটেক্সট অ্যাসিঙ্ক্রোনাস ডাটাবেস অপারেশনের মধ্যে উপলব্ধ।

উন্নত ব্যবহার এবং বিবেচ্য বিষয়

মিডলওয়্যার এবং কনটেক্সট প্রোপাগেশন

AsyncLocalStorage বিশেষত মিডলওয়্যার চেইনে দরকারী। প্রতিটি মিডলওয়্যার শেয়ার্ড কনটেক্সট অ্যাক্সেস এবং পরিবর্তন করতে পারে, যা আপনাকে সহজে জটিল প্রসেসিং পাইপলাইন তৈরি করতে দেয়।

নিশ্চিত করুন যে আপনার মিডলওয়্যার ফাংশনগুলো সঠিকভাবে কনটেক্সট প্রচার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অপারেশনগুলো মোড়ানো এবং কনটেক্সট প্রবাহ বজায় রাখার জন্য asyncLocalStorage.run() বা asyncLocalStorage.enterWith() ব্যবহার করুন।

ত্রুটি হ্যান্ডলিং এবং পরিষ্করণ

AsyncLocalStorage ব্যবহার করার সময় সঠিক ত্রুটি হ্যান্ডলিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। নিশ্চিত করুন যে আপনি ব্যতিক্রমগুলো সুন্দরভাবে হ্যান্ডেল করেন এবং কনটেক্সটের সাথে সম্পর্কিত যেকোনো রিসোর্স পরিষ্কার করেন। একটি ত্রুটি ঘটলেও রিসোর্সগুলো মুক্তি পেয়েছে তা নিশ্চিত করতে try...finally ব্লক ব্যবহার করার কথা বিবেচনা করুন।

পারফরম্যান্স বিবেচ্য বিষয়

যদিও AsyncLocalStorage কনটেক্সট ম্যানেজ করার একটি সুবিধাজনক উপায় সরবরাহ করে, তবে এর পারফরম্যান্সের প্রভাব সম্পর্কে সচেতন থাকা অপরিহার্য। AsyncLocalStorage-এর অতিরিক্ত ব্যবহার ওভারহেড তৈরি করতে পারে, বিশেষত উচ্চ-থ্রুপুট অ্যাপ্লিকেশনগুলোতে। সম্ভাব্য বাধাগুলো শনাক্ত করতে এবং সেই অনুযায়ী অপ্টিমাইজ করতে আপনার কোড প্রোফাইল করুন।

AsyncLocalStorage-এ প্রচুর পরিমাণে ডেটা সংরক্ষণ করা এড়িয়ে চলুন। শুধুমাত্র প্রয়োজনীয় কনটেক্সট ভেরিয়েবলগুলো সংরক্ষণ করুন। যদি আপনাকে বড় অবজেক্ট সংরক্ষণ করতে হয়, তবে অবজেক্টগুলোর পরিবর্তে তাদের রেফারেন্স সংরক্ষণ করার কথা বিবেচনা করুন।

AsyncLocalStorage-এর বিকল্প

যদিও AsyncLocalStorage একটি শক্তিশালী টুল, আপনার নির্দিষ্ট প্রয়োজন এবং ফ্রেমওয়ার্কের উপর নির্ভর করে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সট ম্যানেজ করার বিকল্প পদ্ধতি রয়েছে।

• স্পষ্ট কনটেক্সট পাসিং: যেমন আগে উল্লেখ করা হয়েছে, ফাংশনগুলোতে আর্গুমেন্ট হিসাবে স্পষ্টভাবে কনটেক্সট ভেরিয়েবল পাস করা একটি মৌলিক, যদিও কম মার্জিত, পদ্ধতি।
• কনটেক্সট অবজেক্ট: একটি ডেডিকেটেড কনটেক্সট অবজেক্ট তৈরি করা এবং এটি পাস করা পৃথক ভেরিয়েবল পাস করার তুলনায় পাঠযোগ্যতা উন্নত করতে পারে।
• ফ্রেমওয়ার্ক-নির্দিষ্ট সমাধান: অনেক ফ্রেমওয়ার্ক তাদের নিজস্ব কনটেক্সট ম্যানেজমেন্ট মেকানিজম সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, NestJS রিকোয়েস্ট-স্কোপড প্রোভাইডার সরবরাহ করে।

গ্লোবাল পার্সপেক্টিভ এবং সেরা অনুশীলন

গ্লোবাল কনটেক্সটে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সটের সাথে কাজ করার সময়, নিম্নলিখিত বিষয়গুলো বিবেচনা করুন:

• টাইম জোন: কনটেক্সটে তারিখ এবং সময় তথ্যের সাথে কাজ করার সময় টাইম জোন সম্পর্কে সচেতন থাকুন। অস্পষ্টতা এড়াতে টাইমস্ট্যাম্পের সাথে টাইম জোন তথ্য সংরক্ষণ করুন।
• স্থানীয়করণ: যদি আপনার অ্যাপ্লিকেশন একাধিক ভাষা সমর্থন করে, তবে ব্যবহারকারীর লোকেল কনটেক্সটে সংরক্ষণ করুন যাতে বিষয়বস্তু সঠিক ভাষায় প্রদর্শিত হয়।
• মুদ্রা: যদি আপনার অ্যাপ্লিকেশন আর্থিক লেনদেন পরিচালনা করে, ব্যবহারকারীর মুদ্রা কনটেক্সটে সংরক্ষণ করুন যাতে পরিমাণ সঠিকভাবে প্রদর্শিত হয়।
• ডেটা ফরম্যাট: বিভিন্ন অঞ্চলে ব্যবহৃত বিভিন্ন ডেটা ফরম্যাট সম্পর্কে সচেতন থাকুন। উদাহরণস্বরূপ, তারিখের ফরম্যাট এবং সংখ্যার ফরম্যাট উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হতে পারে।

উপসংহার

AsyncLocalStorage অ্যাসিঙ্ক্রোনাস জাভাস্ক্রিপ্ট পরিবেশে রিকোয়েস্ট-স্কোপড ভেরিয়েবল ম্যানেজ করার জন্য একটি শক্তিশালী এবং সহজ সমাধান সরবরাহ করে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সীমানা জুড়ে একটি স্থায়ী কনটেক্সট তৈরি করে, এটি কোডকে সহজ করে, কাপলিং কমায় এবং রক্ষণাবেক্ষণযোগ্যতা উন্নত করে। এর ক্ষমতা এবং সীমাবদ্ধতাগুলো বোঝার মাধ্যমে, আপনি শক্তিশালী, স্কেলেবল এবং বিশ্বব্যাপী-সচেতন অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করতে AsyncLocalStorage ব্যবহার করতে পারেন।

অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কোড নিয়ে কাজ করা যেকোনো জাভাস্ক্রিপ্ট ডেভেলপারের জন্য অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কনটেক্সটে দক্ষতা অর্জন অপরিহার্য। পরিষ্কার, আরও রক্ষণাবেক্ষণযোগ্য এবং আরও নির্ভরযোগ্য অ্যাপ্লিকেশন লিখতে AsyncLocalStorage এবং অন্যান্য কনটেক্সট ম্যানেজমেন্ট কৌশল গ্রহণ করুন।