JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum: päringupõhise kontekstihalduse meisterlik valdamine

Asünkroonse JavaScripti maailmas võib konteksti haldamine erinevate operatsioonide vahel muutuda keeruliseks väljakutseks. Traditsioonilised meetodid, nagu kontekstiobjektide edastamine läbi funktsioonikutsungite, viivad sageli paljusõnalise ja kohmaka koodini. Õnneks pakub JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum (ALS) elegantse lahenduse päringupõhise konteksti haldamiseks asünkroonsetes keskkondades. See artikkel süveneb ALSi peensustesse, uurides selle eeliseid, rakendamist ja reaalseid kasutusjuhtumeid.

Mis on asünkroonne lokaalne salvestusruum?

Asünkroonne lokaalne salvestusruum (ALS) on mehhanism, mis võimaldab salvestada andmeid, mis on lokaalsed konkreetsele asünkroonsele täitmiskontekstile. See kontekst on tavaliselt seotud päringu või tehinguga. Mõelge sellest kui viisist luua lõimepõhise salvestusruumi ekvivalent asünkroonsete JavaScripti keskkondade jaoks nagu Node.js. Erinevalt traditsioonilisest lõimepõhisest salvestusruumist (mis ei ole otse kohaldatav ühelõimelisele JavaScriptile), kasutab ALS asünkroonseid primitiive konteksti levitamiseks asünkroonsete kutsete vahel, ilma et seda oleks vaja argumentidena selgesõnaliselt edastada.

ALSi põhiidee on see, et antud asünkroonse operatsiooni (nt veebipäringu käsitlemine) raames saate salvestada ja hankida selle konkreetse operatsiooniga seotud andmeid, tagades isolatsiooni ja vältides konteksti saastumist erinevate samaaegsete asünkroonsete ülesannete vahel.

Miks kasutada asünkroonset lokaalset salvestusruumi?

Kaasaegsetes JavaScripti rakendustes ajendavad asünkroonse lokaalse salvestusruumi kasutuselevõttu mitmed kaalukad põhjused:

• Lihtsustatud kontekstihaldus: Vältige kontekstiobjektide edastamist läbi mitme funktsioonikutse, vähendades koodi paljusõnalisust ja parandades loetavust.
• Parem koodi hooldatavus: Tsentraliseerige kontekstihalduse loogika, muutes rakenduse konteksti muutmise ja hooldamise lihtsamaks.
• Täiustatud silumine ja jälitamine: Levitage päringuspetsiifilist teavet päringute jälitamiseks läbi oma rakenduse erinevate kihtide.
• Sujuv integratsioon vahevaraga: ALS integreerub hästi vahevara mustritega raamistikes nagu Express.js, võimaldades teil püüda ja levitada konteksti päringu elutsükli varajases etapis.
• Vähendatud korduvkood: Kaotage vajadus konteksti selgesõnaliseks haldamiseks igas seda nõudvas funktsioonis, mis viib puhtama ja fokusseerituma koodini.

Põhimõisted ja API

Asünkroonse lokaalse salvestusruumi API, mis on saadaval Node.js-is (versioon 13.10.0 ja hilisemad) `async_hooks` mooduli kaudu, pakub järgmisi põhikomponente:

• `AsyncLocalStorage` klass: Keskne klass asünkroonsete salvestusruumi eksemplaride loomiseks ja haldamiseks.
• `run(store, callback, ...args)` meetod: Käivitab funktsiooni kindlas asünkroonses kontekstis. Argument `store` esindab kontekstiga seotud andmeid ja `callback` on käivitatav funktsioon.
• `getStore()` meetod: Hangib praeguse asünkroonse kontekstiga seotud andmed. Tagastab `undefined`, kui kontekst pole aktiivne.
• `enterWith(store)` meetod: Siseneb selgesõnaliselt konteksti antud salvestusruumiga. Kasutage ettevaatlikult, kuna see võib muuta koodi raskemini jälgitavaks.
• `disable()` meetod: Keelab AsyncLocalStorage eksemplari.

Praktilised näited ja koodijupid

Uurime mõningaid praktilisi näiteid, kuidas kasutada asünkroonset lokaalset salvestusruumi JavaScripti rakendustes.

Põhikasutus

See näide demonstreerib lihtsat stsenaariumi, kus me salvestame ja hangime päringu ID asünkroonses kontekstis.

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function processRequest(req, res) {
  const requestId = Math.random().toString(36).substring(2, 15);

  asyncLocalStorage.run({ requestId }, () => {
    // Simuleerime asünkroonseid operatsioone
    setTimeout(() => {
      const currentContext = asyncLocalStorage.getStore();
      console.log(`Request ID: ${currentContext.requestId}`);
      res.end(`Request processed with ID: ${currentContext.requestId}`);
    }, 100);
  });
}

// Simuleerime sissetulevaid päringuid
const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  processRequest(req, res);
});

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

ALS-i kasutamine Express.js vahevaraga

See näide tutvustab, kuidas integreerida ALS Express.js vahevaraga, et püüda päringuspetsiifilist teavet ja muuta see kättesaadavaks kogu päringu elutsükli vältel.

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

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

// Vahevara päringu ID püüdmiseks
app.use((req, res, next) => {
  const requestId = Math.random().toString(36).substring(2, 15);
  asyncLocalStorage.run({ requestId }, () => {
    next();
  });
});

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

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

Täpsem kasutusjuhtum: hajusjälitamine

ALS võib olla eriti kasulik hajusjälitamise stsenaariumides, kus on vaja levitada jälitus-ID-sid mitme teenuse ja asünkroonse operatsiooni vahel. See näide demonstreerib, kuidas genereerida ja levitada jälitus-ID-d, kasutades ALS-i.

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function generateTraceId() {
  return uuidv4();
}

function withTrace(callback) {
  const traceId = generateTraceId();
  asyncLocalStorage.run({ traceId }, callback);
}

function getTraceId() {
  const store = asyncLocalStorage.getStore();
  return store ? store.traceId : null;
}

// Kasutusnäide
withTrace(() => {
  const traceId = getTraceId();
  console.log(`Trace ID: ${traceId}`);

  // Simuleerime asünkroonset operatsiooni
  setTimeout(() => {
    const nestedTraceId = getTraceId();
    console.log(`Nested Trace ID: ${nestedTraceId}`); // Peaks olema sama jälitus-ID
  }, 50);
});

Reaalse maailma kasutusjuhud

Asünkroonne lokaalne salvestusruum on mitmekülgne tööriist, mida saab rakendada erinevates stsenaariumides:

• Logimine: Rikastage logisõnumeid päringuspetsiifilise teabega, nagu päringu ID, kasutaja ID või jälitus-ID.
• Autentimine ja autoriseerimine: Salvestage kasutaja autentimiskontekst ja pääsete sellele juurde kogu päringu elutsükli vältel.
• Andmebaasi tehingud: Seostage andmebaasi tehingud konkreetsete päringutega, tagades andmete järjepidevuse ja isolatsiooni.
• Vigade käsitlemine: Püüdke päringuspetsiifilist veakonteksti ja kasutage seda üksikasjalikuks veateavituseks ja silumiseks.
• A/B testimine: Salvestage katsete määramised ja rakendage neid järjepidevalt kogu kasutajasessiooni vältel.

Kaalutlused ja parimad praktikad

Kuigi asünkroonne lokaalne salvestusruum pakub olulisi eeliseid, on oluline seda kasutada läbimõeldult ja järgida parimaid praktikaid:

• Jõudluse lisakulu: ALS tekitab väikese jõudluse lisakulu asünkroonsete kontekstide loomise ja haldamise tõttu. Mõõtke mõju oma rakendusele ja optimeerige vastavalt.
• Konteksti saastumine: Vältige liigse andmemahu salvestamist ALS-i, et ennetada mälulekkeid ja jõudluse halvenemist.
• Selgesõnaline kontekstihaldus: Mõnel juhul võib kontekstiobjektide selgesõnaline edastamine olla sobivam, eriti keerukate või sügavalt pesastatud operatsioonide puhul.
• Raamistiku integreerimine: Kasutage olemasolevaid raamistiku integratsioone ja teeke, mis pakuvad ALS-i tuge tavaliste ülesannete jaoks nagu logimine ja jälitamine.
• Vigade käsitlemine: Rakendage korrektne veakäsitlus, et vältida kontekstilekkeid ja tagada ALS-i kontekstide nõuetekohane puhastamine.

Alternatiivid asünkroonsele lokaalsele salvestusruumile

Kuigi ALS on võimas tööriist, ei sobi see alati igasse olukorda. Siin on mõned alternatiivid, mida kaaluda:

• Selgesõnaline konteksti edastamine: Traditsiooniline lähenemine kontekstiobjektide edastamisele argumentidena. See võib olla selgesõnalisem ja lihtsamini mõistetav, kuid võib viia ka paljusõnalise koodini.
• Sõltuvuste süstimine: Kasutage sõltuvuste süstimise raamistikke konteksti ja sõltuvuste haldamiseks. See võib parandada koodi modulaarsust ja testitavust.
• Kontekstimuutujad (TC39 ettepanek): Kavandatav ECMAScripti funktsioon, mis pakub standardsemat viisi konteksti haldamiseks. See on veel arendamisel ja pole laialdaselt toetatud.
• Kohandatud kontekstihalduslahendused: Arendage kohandatud kontekstihalduslahendusi, mis on kohandatud teie konkreetse rakenduse nõuetele.

AsyncLocalStorage.enterWith() meetod

Meetod `enterWith()` on otsesem viis ALS-i konteksti seadistamiseks, möödudes `run()`-i pakutavast automaatsest levitamisest. Siiski tuleks seda kasutada ettevaatlikult. Üldiselt on soovitatav kasutada konteksti haldamiseks `run()`, kuna see tegeleb automaatselt konteksti levitamisega asünkroonsete operatsioonide vahel. `enterWith()` võib hooletul kasutamisel põhjustada ootamatut käitumist.

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

const store = { data: 'Some Data' };

// Salvestusruumi seadistamine enterWith abil
asyncLocalStorage.enterWith(store);

// Salvestusruumile juurdepääs (peaks töötama kohe pärast enterWith)
console.log(asyncLocalStorage.getStore());

// Asünkroonse funktsiooni käivitamine, mis EI päri konteksti automaatselt
setTimeout(() => {
  // Kontekst on siin IKKA aktiivne, kuna seadsime selle käsitsi enterWith abil.
  console.log(asyncLocalStorage.getStore());
}, 1000);

// Konteksti korrektseks tühjendamiseks vajate try...finally plokki
// See näitab, miks run() on tavaliselt eelistatud, kuna see tegeleb puhastamisega automaatselt.

Levinud lõksud ja kuidas neid vältida

• `run()`-i kasutamise unustamine: Kui te initsialiseerite AsyncLocalStorage, kuid unustate oma päringu käsitlemise loogika mähkida `asyncLocalStorage.run()` sisse, ei levitata konteksti õigesti, mis viib `undefined` väärtusteni `getStore()` kutsumisel.
• Vale konteksti levitamine Promise'idega: Promise'ide kasutamisel veenduge, et ootate asünkroonseid operatsioone `run()` tagasikutse sees. Kui te ei oota, ei pruugita konteksti õigesti levitada.
• Mälulekked: Vältige suurte objektide salvestamist AsyncLocalStorage konteksti, kuna need võivad põhjustada mälulekkeid, kui konteksti korralikult ei puhastata.
• Liigne sõltuvus AsyncLocalStorage'ist: Ärge kasutage AsyncLocalStorage'i globaalse olekuhalduslahendusena. See sobib kõige paremini päringupõhise konteksti haldamiseks.

Kontekstihalduse tulevik JavaScriptis

JavaScripti ökosüsteem areneb pidevalt ja esile kerkivad uued lähenemised kontekstihaldusele. Kavandatav kontekstimuutujate funktsioon (TC39 ettepanek) eesmärk on pakkuda standardsemat ja keeletasemel lahendust konteksti haldamiseks. Nende funktsioonide küpsedes ja laialdasemalt kasutusele võttes võivad need pakkuda veelgi elegantsemaid ja tõhusamaid viise konteksti käsitlemiseks JavaScripti rakendustes.

Kokkuvõte

JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum pakub võimsa ja elegantse lahenduse päringupõhise konteksti haldamiseks asünkroonsetes keskkondades. Lihtsustades kontekstihaldust, parandades koodi hooldatavust ja täiustades silumisvõimalusi, võib ALS oluliselt parandada Node.js rakenduste arenduskogemust. Siiski on ülioluline mõista põhimõisteid, järgida parimaid praktikaid ja arvestada võimaliku jõudluse lisakuluga enne ALS-i kasutuselevõttu oma projektides. Kuna JavaScripti ökosüsteem areneb edasi, võivad ilmneda uued ja paremad lähenemised kontekstihaldusele, pakkudes veelgi keerukamaid lahendusi keeruliste asünkroonsete stsenaariumide käsitlemiseks.