JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum: päringukonteksti haldamise meisterlikkus

Kaasaegses JavaScripti arenduses, eriti Node.js keskkondades, mis tegelevad arvukate samaaegsete päringutega, on konteksti tõhus haldamine asünkroonsete operatsioonide vahel ülimalt oluline. Traditsioonilised lähenemisviisid jäävad sageli ebapiisavaks, põhjustades keerulist koodi ja potentsiaalseid andmete vastuolusid. Siin tulebki appi JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum (ALS), mis pakub võimsat mehhanismi andmete salvestamiseks ja hankimiseks, mis on lokaalsed antud asünkroonse täitmise kontekstis. See artikkel pakub põhjalikku juhendit ALSi mõistmiseks ja kasutamiseks teie JavaScripti rakendustes robustseks päringukonteksti haldamiseks.

Mis on asünkroonne lokaalne salvestusruum (ALS)?

Asünkroonne lokaalne salvestusruum, mis on saadaval Node.js-i tuumamoodulina (tutvustati versioonis v13.10.0 ja hiljem stabiliseeriti), võimaldab teil salvestada andmeid, mis on kättesaadavad asünkroonse operatsiooni eluea jooksul, näiteks veebipäringu käsitlemisel. Mõelge sellest kui lõime-lokaalse salvestusruumi mehhanismist, kuid kohandatud JavaScripti asünkroonse olemuse jaoks. See pakub viisi konteksti säilitamiseks mitme asünkroonse kutse vahel, ilma et seda oleks vaja igale funktsioonile argumendina selgesõnaliselt edasi anda.

Põhiidee on see, et kui asünkroonne operatsioon algab (nt HTTP-päringu vastuvõtmisel), saate selle operatsiooniga seotud salvestusruumi lähtestada. Kõik järgnevad asünkroonsed kutsed, mis käivitatakse otse või kaudselt selle operatsiooni poolt, omavad juurdepääsu samale salvestusruumile. See on ülioluline konkreetse päringu või tehinguga seotud oleku säilitamiseks, kui see liigub läbi teie rakenduse erinevate osade.

Miks kasutada asünkroonset lokaalset salvestusruumi?

Mitmed olulised eelised muudavad ALSi atraktiivseks lahenduseks päringukonteksti haldamisel:

• Lihtsustatud kood: Väldib kontekstiobjektide edastamist argumentidena igale funktsioonile, mis tulemuseks on puhtam ja loetavam kood. See on eriti väärtuslik suurtes koodibaasides, kus järjepideva konteksti levitamise säilitamine võib muutuda oluliseks koormaks.
• Parem hooldatavus: Vähendab riski konteksti kogemata välja jätmisest või valesti edastamisest, mis viib hooldatavamate ja usaldusväärsemate rakendusteni. Kontekstihalduse tsentraliseerimisega ALSi sees muutub konteksti muudatuste haldamine lihtsamaks ja vähem vigadele kalduvaks.
• Täiustatud silumine: Lihtsustab silumist, pakkudes keskset asukohta konkreetse päringuga seotud konteksti kontrollimiseks. Saate hõlpsalt jälgida andmevoogu ja tuvastada konteksti vastuoludega seotud probleeme.
• Andmete järjepidevus: Tagab, et andmed on asünkroonse operatsiooni vältel järjepidevalt kättesaadavad, vältides võidujooksu tingimusi ja muid andmete terviklikkuse probleeme. See on eriti oluline rakendustes, mis teostavad keerulisi tehinguid või andmetöötluse torujuhtmeid.
• Jälitamine ja jälgimine: Hõlbustab päringute jälitamist ja jälgimist, salvestades päringuspetsiifilist teavet (nt päringu ID, kasutaja ID) ALSi. Seda teavet saab kasutada päringute jälgimiseks, kui need läbivad süsteemi eri osi, pakkudes väärtuslikku teavet jõudluse ja veamäärade kohta.

Asünkroonse lokaalse salvestusruumi põhimõisted

Järgmiste põhimõistete mõistmine on ALSi tõhusaks kasutamiseks hädavajalik:

• AsyncLocalStorage: Põhiklass ALSi instantside loomiseks ja haldamiseks. Loote AsyncLocalStorage instantsi, et pakkuda asünkroonsetele operatsioonidele spetsiifilist salvestusruumi.
• run(store, fn, ...args): Käivitab antud funktsiooni fn antud store'i kontekstis. store on suvaline väärtus, mis on kättesaadav kõigile asünkroonsetele operatsioonidele, mis on algatatud fn sees. Järgnevad kutsed getStore()-le fn ja selle asünkroonsete laste täitmise ajal tagastavad selle store'i väärtuse.
• enterWith(store): Siseneb selgesõnaliselt konteksti kindla store'iga. See on vähem levinud kui `run`, kuid võib olla kasulik konkreetsetes stsenaariumides, eriti tegeledes asünkroonsete tagasikutsetega, mida algne operatsioon otse ei käivita. Selle kasutamisel tuleb olla ettevaatlik, kuna vale kasutus võib põhjustada konteksti lekkimist.
• exit(fn): Väljub praegusest kontekstist. Kasutatakse koos käsuga `enterWith`.
• getStore(): Hangib praeguse salvestusruumi väärtuse, mis on seotud aktiivse asünkroonse kontekstiga. Tagastab undefined, kui ükski salvestusruum pole aktiivne.
• disable(): Keelab AsyncLocalStorage instantsi. Pärast keelamist viskavad järgnevad kutsed `run` või `enterWith` vea. Seda kasutatakse sageli testimise või puhastamise ajal.

Praktilised näited asünkroonse lokaalse salvestusruumi kasutamisest

Uurime mõningaid praktilisi näiteid, mis demonstreerivad ALSi kasutamist erinevates stsenaariumides.

Näide 1: Päringu ID jälgimine veebiserveris

See näide demonstreerib, kuidas kasutada ALSi unikaalse päringu ID jälgimiseks kõigi asünkroonsete operatsioonide vahel veebipäringu sees.

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

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

app.use((req, res, next) => {
  const requestId = uuid.v4();
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId);
    next();
  });
});

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

app.get('/another-route', async (req, res) => {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Handling another route with ID: ${requestId}`);

  // Simulate an asynchronous operation
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));

  const requestIdAfterAsync = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Request ID after async operation: ${requestIdAfterAsync}`);

  res.send(`Another route - Request ID: ${requestId}`);
});

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

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites:

• Luuakse AsyncLocalStorage instants.
• Vahevara funktsiooni kasutatakse iga sissetuleva päringu jaoks unikaalse päringu ID genereerimiseks.
• Meetod asyncLocalStorage.run() käivitab päringu käsitleja uue Map'i kontekstis, salvestades päringu ID.
• Päringu ID on seejärel marsruudi käsitlejates kättesaadav asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') kaudu, isegi pärast asünkroonseid operatsioone.

Näide 2: Kasutaja autentimine ja autoriseerimine

ALSi saab kasutada kasutajateabe salvestamiseks pärast autentimist, muutes selle kättesaadavaks autoriseerimiskontrollidele kogu päringu elutsükli vältel.

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

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

// Mock authentication middleware
const authenticateUser = (req, res, next) => {
  // Simulate user authentication
  const userId = 123; // Example user ID
  const userRoles = ['admin', 'editor']; // Example user roles

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('userId', userId);
    asyncLocalStorage.getStore().set('userRoles', userRoles);
    next();
  });
};

// Mock authorization middleware
const authorizeUser = (requiredRole) => {
  return (req, res, next) => {
    const userRoles = asyncLocalStorage.getStore().get('userRoles') || [];

    if (userRoles.includes(requiredRole)) {
      next();
    } else {
      res.status(403).send('Unauthorized');
    }
  };
};

app.use(authenticateUser);

app.get('/admin', authorizeUser('admin'), (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Admin page - User ID: ${userId}`);
});

app.get('/editor', authorizeUser('editor'), (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Editor page - User ID: ${userId}`);
});

app.get('/public', (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Public page - User ID: ${userId}`); // Still accessible
});

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

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites:

• Vahevara authenticateUser simuleerib kasutaja autentimist ja salvestab kasutaja ID ja rollid ALSi.
• Vahevara authorizeUser kontrollib, kas kasutajal on nõutav roll, hankides kasutaja rollid ALSist.
• Kasutaja ID on pärast autentimist kättesaadav kõigil marsruutidel.

Näide 3: Andmebaasi tehingute haldamine

ALSi saab kasutada andmebaasi tehingute haldamiseks, tagades, et kõik andmebaasioperatsioonid päringu sees teostatakse sama tehingu raames.

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

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

// Configure Sequelize
const sequelize = new Sequelize('database', 'user', 'password', {
  dialect: 'sqlite',
  storage: ':memory:', // Use in-memory database for example
  logging: false,
});

// Define a model
const User = sequelize.define('User', {
  username: Sequelize.STRING,
});

// Middleware to manage transactions
const transactionMiddleware = async (req, res, next) => {
  const transaction = await sequelize.transaction();

  asyncLocalStorage.run(new Map(), async () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('transaction', transaction);
    try {
      await next();
      await transaction.commit();
    } catch (error) {
      await transaction.rollback();
      console.error('Transaction rolled back:', error);
      res.status(500).send('Transaction failed');
    }
  });
};

app.use(transactionMiddleware);

app.post('/users', async (req, res) => {
  const transaction = asyncLocalStorage.getStore().get('transaction');

  try {
    // Example: Create a user
    const user = await User.create({
      username: 'testuser',
    }, { transaction });

    res.status(201).send(`User created with ID: ${user.id}`);
  } catch (error) {
    console.error('Error creating user:', error);
    throw error; // Propagate the error to trigger rollback
  }
});

// Sync the database and start the server
sequelize.sync().then(() => {
  app.listen(3000, () => {
    console.log('Server listening on port 3000');
  });
});

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites:

• Vahevara transactionMiddleware loob Sequelize tehingu ja salvestab selle ALSi.
• Kõik andmebaasioperatsioonid päringu käsitlejas hangivad tehingu ALSist ja kasutavad seda.
• Kui ilmneb viga, tehing tühistatakse, tagades andmete järjepidevuse.

Täpsem kasutus ja kaalutlused

Lisaks põhinäidetele kaaluge ALSi kasutamisel neid täpsemaid kasutusmustreid ja olulisi kaalutlusi:

• ALSi instantside pesastamine: Saate ALSi instantse pesastada, et luua hierarhilisi kontekste. Siiski olge teadlik potentsiaalsest keerukusest ja veenduge, et konteksti piirid on selgelt määratletud. Pesastatud ALSi instantside kasutamisel on oluline korralik testimine.
• Jõudluse mõjud: Kuigi ALS pakub olulisi eeliseid, on oluline olla teadlik potentsiaalsest jõudluse lisakoormusest. Salvestusruumi loomine ja sellele juurdepääsemine võib jõudlust veidi mõjutada. Profiilige oma rakendust, et tagada, et ALS ei oleks kitsaskoht.
• Konteksti lekkimine: Konteksti vale haldamine võib viia konteksti lekkimiseni, kus ühe päringu andmed on tahtmatult avatud teisele. See on eriti asjakohane, kui kasutate käske enterWith ja exit. Hoolikad kodeerimispraktikad ja põhjalik testimine on konteksti lekkimise vältimiseks üliolulised. Kaaluge lintimisreeglite või staatilise analüüsi tööriistade kasutamist potentsiaalsete probleemide tuvastamiseks.
• Integreerimine logimise ja jälgimisega: ALSi saab sujuvalt integreerida logimis- ja jälgimissüsteemidega, et pakkuda väärtuslikku teavet teie rakenduse käitumise kohta. Lisage oma logisõnumitesse päringu ID või muu asjakohane kontekstiteave, et hõlbustada silumist ja tõrkeotsingut. Kaaluge selliste tööriistade nagu OpenTelemetry kasutamist konteksti automaatseks levitamiseks teenuste vahel.
• Alternatiivid ALSile: Kuigi ALS on võimas tööriist, ei ole see alati parim lahendus igas olukorras. Kaaluge alternatiivseid lähenemisviise, nagu kontekstiobjektide selgesõnaline edastamine või sõltuvuste süstimise kasutamine, kui need sobivad teie rakenduse vajadustega paremini. Kontekstihaldusstrateegia valimisel hinnake kompromisse keerukuse, jõudluse ja hooldatavuse vahel.

Globaalsed perspektiivid ja rahvusvahelised kaalutlused

Globaalsele sihtrühmale rakenduste arendamisel on ALSi kasutamisel ülioluline arvestada järgmiste rahvusvaheliste aspektidega:

• Ajavööndid: Salvestage ajavööndi teave ALSi, et tagada kuupäevade ja kellaaegade korrektne kuvamine erinevates ajavööndites asuvatele kasutajatele. Kasutage ajavööndi teisenduste haldamiseks teeki nagu Moment.js või Luxon. Näiteks võite pärast sisselogimist salvestada kasutaja eelistatud ajavööndi ALSi.
• Lokaliseerimine: Salvestage kasutaja eelistatud keel ja lokaat ALSi, et tagada rakenduse kuvamine õiges keeles. Tõlgete haldamiseks kasutage lokaliseerimisteeki nagu i18next. Kasutaja lokaati saab kasutada numbrite, kuupäevade ja valuutade vormindamiseks vastavalt nende kultuurilistele eelistustele.
• Valuuta: Salvestage kasutaja eelistatud valuuta ALSi, et tagada hindade korrektne kuvamine. Valuuta konverteerimiste haldamiseks kasutage valuutakonverteerimisteeki. Hindade kuvamine kasutaja kohalikus valuutas võib parandada nende kasutajakogemust ja suurendada konversioonimäärasid.
• Andmekaitsealased regulatsioonid: Olge kasutajaandmete ALSi salvestamisel teadlik andmekaitsealastest regulatsioonidest, nagu GDPR. Veenduge, et salvestate ainult rakenduse toimimiseks vajalikke andmeid ja et käsitlete andmeid turvaliselt. Rakendage asjakohaseid turvameetmeid kasutajaandmete kaitsmiseks volitamata juurdepääsu eest.

Kokkuvõte

JavaScripti asünkroonne lokaalne salvestusruum pakub robustset ja elegantset lahendust päringukonteksti haldamiseks asünkroonsetes JavaScripti rakendustes. Salvestades kontekstispetsiifilisi andmeid ALSi, saate oma koodi lihtsustada, parandada hooldatavust ja täiustada silumisvõimalusi. Selles juhendis kirjeldatud põhimõistete ja parimate tavade mõistmine annab teile võimekuse ALSi tõhusalt kasutada skaleeritavate ja usaldusväärsete rakenduste ehitamiseks, mis suudavad toime tulla kaasaegse asünkroonse programmeerimise keerukusega. Pidage alati meeles jõudluse mõjusid ja potentsiaalseid konteksti lekkimise probleeme, et tagada oma rakenduse optimaalne jõudlus ja turvalisus. ALSi omaksvõtmine avab uue selguse ja kontrolli taseme asünkroonsete töövoogude haldamisel, mis viib lõppkokkuvõttes tõhusama ja hooldatavama koodini.