React `cache`'i meisterlik valdamine: Sügav sukeldumine serverikomponentide andmete vahemällu

Reacti serverikomponentide (RSC) kasutuselevõtt tähistab üht olulisimat paradigma nihet Reacti ökosüsteemis alates Hookside tulekust. Lubades komponentidel töötada ainult serveris, avavad RSCd uusi võimsaid mustreid kiirete, dünaamiliste ja andmerikaste rakenduste loomiseks. See uus paradigma toob aga kaasa ka kriitilise väljakutse: kuidas hankida serveris andmeid tõhusalt, tekitamata jõudluse kitsaskohti?

Kujutage ette keerulist komponendipuu, kus mitu erinevat komponenti vajavad juurdepääsu samadele andmetele, näiteks hetkekasutaja profiilile. Traditsioonilises kliendipoolses rakenduses hangiksite selle korra ja salvestaksite globaalsesse olekusse või konteksti. Serveris, ühe renderdamise käigus, tooks naiivne andmete hankimine igas komponendis kaasa üleliigseid andmebaasipäringuid või API-kutseid, mis aeglustaksid serveri vastust ja suurendaksid taristukulusid. See on täpselt see probleem, mille lahendamiseks on Reacti sisseehitatud `cache` funktsioon loodud.

See põhjalik juhend viib teid sügavale Reacti `cache` funktsiooni sisemusse. Uurime, mis see on, miks see on kaasaegse Reacti arenduse jaoks hädavajalik ja kuidas seda tõhusalt rakendada. Lõpuks saate aru mitte ainult sellest, 'kuidas', vaid ka sellest, 'miks', mis annab teile võimekuse ehitada Reacti serverikomponentidega ülijõudsaid rakendusi.

"Miksi" mõistmine: Andmete hankimise väljakutse serverikomponentides

Enne lahenduse juurde asumist on oluline mõista probleemiruumi. Reacti serverikomponendid käivitatakse serverikeskkonnas konkreetse päringu renderdamisprotsessi ajal. See serveripoolne renderdamine on üksainus, ülalt-alla läbimine, et genereerida kliendile saatmiseks HTML ja RSC-koormus.

Peamine väljakutse on oht luua "andmete kosk" (data waterfall). See tekib siis, kui andmete hankimine on järjestikune ja hajutatud üle komponendipuu. Laps-komponent, mis vajab andmeid, saab oma päringu alustada alles *pärast* seda, kui tema vanem-komponent on renderdatud. Veelgi hullem, kui mitu komponenti puu erinevatel tasanditel vajavad täpselt samu andmeid, võivad nad kõik käivitada identsed, sõltumatud päringud.

Näide üleliigsest andmete hankimisest

Vaatleme tüüpilist töölaua lehe struktuuri:

• `DashboardPage` (Juur-serverikomponent)
• `UserProfileHeader` (Kuvab kasutaja nime ja avatari)
• `UserActivityFeed` (Kuvab kasutaja hiljutise tegevuse)
• `UserSettingsLink` (Kontrollib kasutaja õigusi lingi kuvamiseks)

Selles stsenaariumis vajavad `UserProfileHeader`, `UserActivityFeed` ja `UserSettingsLink` kõik teavet sisselogitud kasutaja kohta. Ilma vahemällu salvestamise mehhanismita võiks implementatsioon välja näha selline:

(Kontseptuaalne kood - ärge kasutage seda antipatternit)

            
// Mõnes andmete hankimise abifailis
import db from './database';
export async function getUser(userId) {
  // Iga selle funktsiooni kutse teeb päringu andmebaasi
  console.log(`Querying database for user: ${userId}`);
  return await db.user.findUnique({ where: { id: userId } });
}

// Failis UserProfileHeader.js
async function UserProfileHeader({ userId }) {
  const user = await getUser(userId); // Andmebaasi päring nr 1
  return <header>Tere tulemast, {user.name}</header>;
}

// Failis UserActivityFeed.js
async function UserActivityFeed({ userId }) {
  const user = await getUser(userId); // Andmebaasi päring nr 2
  // ... hangi tegevus kasutaja põhjal
  return <div>...tegevus...</div>;
}

// Failis UserSettingsLink.js
async function UserSettingsLink({ userId }) {
  const user = await getUser(userId); // Andmebaasi päring nr 3
  if (!user.canEditSettings) return null;
  return <a href="/settings">Seaded</a>;
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ühe lehe laadimise jaoks oleme teinud kolm identset andmebaasipäringut! See on ebaefektiivne, aeglane ja ei skaleeru. Kuigi saaksime selle lahendada "oleku ülestõstmisega" (lifting state up), hankides kasutaja vanemkomponendis `DashboardPage` ja edastades selle props'idena alla (prop drilling), seob see meie komponendid tihedalt kokku ja võib sügavalt pesastatud puudes muutuda kohmakaks. Vajame viisi, kuidas andmeid hankida seal, kus neid vaja on, tagades samal ajal, et aluseks olev päring tehakse ainult üks kord. Siin tulebki mängu `cache`.

Tutvustame Reacti `cache`'i: Ametlik lahendus

`cache` funktsioon on Reacti pakutav utiliit, mis võimaldab teil vahemällu salvestada andmete hankimise operatsiooni tulemuse. Selle peamine eesmärk on päringute dubleerimise vältimine (request deduplication) ühe serveri renderdamise käigus.

Siin on selle põhiomadused:

• See on kõrgemat järku funktsioon (Higher-Order Function): Te mähite oma andmehankefunktsiooni `cache`'i sisse. See võtab teie funktsiooni argumendina ja tagastab sellest uue, memoiseeritud versiooni.
• Päringu-põhine (Request-Scoped): See on kõige olulisem kontseptsioon, mida mõista. Selle funktsiooni loodud vahemälu kestab ühe serveri päringu-vastuse tsükli aja. See ei ole püsiv, päringuteülene vahemälu nagu Redis või Memcached. Kasutaja A päringu jaoks hangitud andmed on täielikult isoleeritud kasutaja B päringust.
• Argumentidel põhinev memoiseerimine: Kui kutsute vahemällu salvestatud funktsiooni, kasutab React teie esitatud argumente võtmena. Kui vahemällu salvestatud funktsiooni kutsutakse sama renderduse ajal uuesti samade argumentidega, jätab React funktsiooni käivitamata ja tagastab eelnevalt salvestatud tulemuse.

Põhimõtteliselt pakub `cache` jagatud, päringu-põhist memoiseerimiskihti, millele pääseb juurde iga serverikomponent puus, lahendades meie üleliigse hankimise probleemi elegantselt.

Kuidas rakendada Reacti `cache`'i: Praktiline juhend

Refaktoorime oma eelmise näite, et kasutada `cache`'i. Implementatsioon on üllatavalt lihtne.

Põhisüntaks ja kasutamine

Esimene samm on importida `cache` Reactist ja mähkida meie andmehankefunktsioon. Parim praktika on seda teha oma andmekihis või spetsiaalses abifailis.

            
import { cache } from 'react';
import db from './database'; // Eeldades andmebaasi klienti nagu Prisma

// Algne funktsioon
// async function getUser(userId) {
//   console.log(`Querying database for user: ${userId}`);
//   return await db.user.findUnique({ where: { id: userId } });
// }

// Vahemällu salvestatud versioon
export const getCachedUser = cache(async (userId) => {
  console.log(`(Vahemälu möödalask) Päring andmebaasi kasutaja kohta: ${userId}`);
  const user = await db.user.findUnique({ where: { id: userId } });
  return user;
});

            

              
                Copy
              
            
          

Ongi kõik! `getCachedUser` on nüüd meie algse funktsiooni dubleerimisvaba versioon. Sisemine `console.log` on suurepärane viis kontrollimiseks, et andmebaasi poole pöördutakse ainult siis, kui funktsiooni kutsutakse renderdamise ajal uue `userId`'ga.

Vahemällu salvestatud funktsiooni kasutamine komponentides

Nüüd saame oma komponente uuendada, et kasutada seda uut vahemällu salvestatud funktsiooni. Ilu seisneb selles, et komponendi kood ei pea olema teadlik vahemällu salvestamise mehhanismist; see lihtsalt kutsub funktsiooni nagu tavaliselt.

            
import { getCachedUser } from './data/users';

// Failis UserProfileHeader.js
async function UserProfileHeader({ userId }) {
  const user = await getCachedUser(userId); // Kutse nr 1
  return <header>Tere tulemast, {user.name}</header>;
}

// Failis UserActivityFeed.js
async function UserActivityFeed({ userId }) {
  const user = await getCachedUser(userId); // Kutse nr 2 - vahemälu tabamus!
  // ... hangi tegevus kasutaja põhjal
  return <div>...tegevus...</div>;
}

// Failis UserSettingsLink.js
async function UserSettingsLink({ userId }) {
  const user = await getCachedUser(userId); // Kutse nr 3 - vahemälu tabamus!
  if (!user.canEditSettings) return null;
  return <a href="/settings">Seaded</a>;
}
            

              
                Copy
              
            
          

Selle muudatusega käivitab `DashboardPage`'i renderdamisel esimene komponent, mis kutsub `getCachedUser(123)`, andmebaasipäringu. Järgnevad kutsed `getCachedUser(123)` funktsioonile mis tahes muust komponendist sama renderdamise käigus saavad koheselt vahemällu salvestatud tulemuse ilma uuesti andmebaasi poole pöördumata. Meie konsool näitab ainult ühte "(Vahemälu möödalask)" teadet, lahendades meie üleliigse hankimise probleemi täiuslikult.

Sügavamale sukeldudes: `cache` vs. `useMemo` vs. `React.memo`

Kliendipoolse taustaga arendajatele võib `cache` tunduda sarnane teistele Reacti memoiseerimis-APIdele. Nende eesmärk ja ulatus on aga põhimõtteliselt erinevad. Selgitame erinevusi.

Lühidalt:

• Kasutage `cache`'i andmete hankimise tulemuse jagamiseks erinevate komponentide vahel serveris.
• Kasutage `useMemo`'d kulukate arvutuste vältimiseks ühe komponendi sees ümberrenderdamiste ajal.
• Kasutage `React.memo`'t, et vältida terve komponendi asjatut ümberrenderdamist.

Täpsemad mustrid ja parimad praktikad

Kui integreerite `cache`'i oma rakendustesse, puutute kokku keerukamate stsenaariumidega. Siin on mõned parimad praktikad ja täpsemad mustrid, mida meeles pidada.

Kus defineerida vahemällu salvestatud funktsioone

Kuigi tehniliselt võiksite defineerida vahemällu salvestatud funktsiooni komponendi sees, on tungivalt soovitatav defineerida need eraldi andmekihis või abimoodulis. See edendab vastutusalade lahusust, muudab funktsioonid kergesti taaskasutatavaks kogu rakenduses ja tagab, et igal pool kasutatakse sama vahemällu salvestatud funktsiooni eksemplari.

Hea praktika:

            
// src/data/products.js
import { cache } from 'react';
import db from './database';

export const getProductById = cache(async (id) => {
  // ... hangi toode
});

            

              
                Copy
              
            
          

`cache`'i kombineerimine raamistiku tasemel vahemäluga (nt Next.js `fetch`)

See on oluline punkt kõigile, kes töötavad täispinu raamistikuga nagu Next.js. Next.js App Router laiendab natiivset `fetch` API-d, et automaatselt päringuid dubleerimisvabaks muuta. Kapoti all kasutab Next.js `fetch`'i mähkimiseks Reacti `cache`'i.

See tähendab, et kui kasutate API kutsumiseks `fetch`'i, ei pea te seda ise `cache`'i sisse mähkima.

            
// Next.js-is on see AUTOMAATSELT päringupõhiselt dubleerimisvaba.
// Pole vaja mähkida `cache()`'i sisse.
async function getProduct(productId) {
  const res = await fetch(`https://api.example.com/products/${productId}`);
  return res.json();
}

            

              
                Copy
              
            
          

Niisiis, millal peaksite Next.js rakenduses `cache`'i käsitsi kasutama?

1. Otseühendus andmebaasiga: Kui te ei kasuta `fetch`'i. See on kõige levinum kasutusjuht. Kui kasutate ORM-i nagu Prisma või otse andmebaasi draiverit, ei tea React päringust midagi, seega peate selle dubleerimise vältimiseks mähkima `cache`'i sisse.
2. Kolmandate osapoolte SDK-de kasutamine: Kui kasutate teeki või SDK-d, mis teeb omaenda võrgupäringuid (nt CMS-i klient, makselüüsi SDK), peaksite need funktsioonikutsed mähkima `cache`'i sisse.

Näide Prisma ORM-iga:

            
import { cache } from 'react';
import { PrismaClient } from '@prisma/client';

const prisma = new PrismaClient();

// See on ideaalne kasutusjuht `cache()` jaoks
export const getUserFromDb = cache(async (userId) => {
  return prisma.user.findUnique({ where: { id: userId } });
});

            

              
                Copy
              
            
          

Funktsiooni argumentide käsitlemine

React `cache` kasutab funktsiooni argumente vahemälu võtme loomiseks. See toimib laitmatult primitiivsete väärtustega nagu stringid, numbrid ja tõeväärtused. Kuid kui kasutate argumentidena objekte, põhineb vahemälu võti objekti viitel, mitte selle väärtusel.

See võib viia tavalise lõksuni:

            
const getProducts = cache(async (filters) => {
  // ... hangi tooted filtritega
});

// Komponendis A
const productsA = await getProducts({ category: 'electronics', limit: 10 }); // Vahemälu möödalask

// Komponendis B
const productsB = await getProducts({ category: 'electronics', limit: 10 }); // Samuti VAHEMÄLU MÖÖDALASK!

            

              
                Copy
              
            
          

Kuigi kahel objektil on identne sisu, on need mälus erinevad eksemplarid, mis tulemuseks annab erinevad vahemälu võtmed. Selle lahendamiseks peate kas edastama stabiilseid objektiviiteid või, mis on praktilisem, kasutama primitiivseid argumente.

Lahendus: Kasutage primitiive

            
const getProducts = cache(async (category, limit) => {
  // ... hangi tooted filtritega
});

// Komponendis A
const productsA = await getProducts('electronics', 10); // Vahemälu möödalask

// Komponendis B
const productsB = await getProducts('electronics', 10); // Vahemälu TABAMUS!

            

              
                Copy
              
            
          

Levinumad lõksud ja kuidas neid vältida

1. Vahemälu ulatuse valesti mõistmine:

   Lõks: Arvamine, et `cache` on globaalne, püsiv vahemälu. Arendajad võivad eeldada, et ühes päringus hangitud andmed on saadaval ka järgmises, mis võib põhjustada vigu ja vananenud andmete probleeme.

   Lahendus: Pidage alati meeles, et `cache` on päringupõhine. Selle ülesanne on vältida üleliigset tööd ühe renderduse piires, mitte mitme kasutaja või seansi vahel. Püsiva vahemälu jaoks on vaja muid tööriistu nagu Redis, Vercel Data Cache või HTTP vahemälu päised.

2. Ebastabiilsete argumentide kasutamine:

   Lõks: Nagu eespool näidatud, tühistab uute objekti- või massiivieksemplaride edastamine argumentidena igal kutsel täielikult `cache`'i eesmärgi.

   Lahendus: Kujundage oma vahemällu salvestatud funktsioonid nii, et need aktsepteeriksid võimaluse korral primitiivseid argumente. Kui peate kasutama objekti, veenduge, et edastate stabiilse viite või kaaluge objekti serialiseerimist stabiilseks stringiks (nt `JSON.stringify`), mida kasutada võtmena, kuigi sellel võivad olla omad jõudlusmõjud.

3. `cache`'i kasutamine kliendis:

   Lõks: Kogemata importides ja kasutades `cache`'iga mähitud funktsiooni komponendis, mis on märgistatud direktiiviga `"use client"`.

   Lahendus: `cache` funktsioon on ainult serveripoolne API. Selle kasutamine kliendis põhjustab käitusvea. Hoidke oma andmehankeloogika, eriti `cache`'iga mähitud funktsioonid, rangelt serverikomponentide sees või moodulites, mida imporditakse ainult nende poolt. See tugevdab puhast eraldatust serveripoolse andmete hankimise ja kliendipoolse interaktiivsuse vahel.

Suur pilt: Kuidas `cache` sobitub kaasaegsesse Reacti ökosüsteemi

Reacti `cache` ei ole lihtsalt eraldiseisev utiliit; see on pusle fundamentaalne osa, mis muudab Reacti serverikomponentide mudeli elujõuliseks ja jõudlaks. See võimaldab võimsat arendajakogemust, kus saate andmete hankimise paigutada samasse kohta komponentidega, mis neid vajavad, muretsemata üleliigsetest päringutest tulenevate jõudluskaristuste pärast.

See muster töötab täiuslikus harmoonias teiste React 18 funktsioonidega:

• Suspense: Kui serverikomponent ootab andmeid vahemällu salvestatud funktsioonilt, saab React kasutada Suspense'i, et voogedastada kliendile laadimise asendussisu. Tänu `cache`'ile, kui mitu komponenti ootavad samu andmeid, saavad nad kõik korraga lahti "peatatud" (un-suspended) olekust, kui üksainus andmehange on lõpule viidud.
• Voogedastusega SSR (Streaming SSR): `cache` tagab, et server ei takerdu korduvat tööd tehes, võimaldades tal renderdada ja voogedastada HTML-kesta ja komponenditükke kliendile kiiremini, parandades mõõdikuid nagu Time to First Byte (TTFB) ja First Contentful Paint (FCP).

Kokkuvõte: Kasutage vahemälu ja viige oma rakendus uuele tasemele

Reacti `cache` funktsioon on lihtne, kuid sügavalt võimas tööriist kaasaegsete, suure jõudlusega veebirakenduste ehitamiseks. See lahendab otse serverikeskse komponendimudeli andmete hankimise põhiprobleemi, pakkudes elegantset, sisseehitatud lahendust päringute dubleerimise vältimiseks.

Võtame kokku peamised järeldused:

• Eesmärk: `cache` väldib funktsioonikutsete (nagu andmepäringud) dubleerimist ühe serveri renderdamise piires.
• Ulatus: Selle mälu on lühiajaline, kestes ainult ühe päringu-vastuse tsükli. See ei asenda püsivat vahemälu nagu Redis.
• Millal seda kasutada: Mähkige sisse igasugune mitte-`fetch` andmehankeloogika (nt otsesed andmebaasipäringud, SDK-kutsed), mida võidakse renderdamise ajal mitu korda kutsuda.
• Parim praktika: Defineerige vahemällu salvestatud funktsioonid eraldi andmekihis ja kasutage primitiivseid argumente, et tagada usaldusväärsed vahemälu tabamused.

Reacti `cache`'i valdades ei optimeeri te ainult mõnda funktsioonikutset; te võtate omaks deklaratiivse, komponendile orienteeritud andmehankemudeli, mis muudab Reacti serverikomponendid nii transformatiivseks. Nii et minge edasi, tuvastage need üleliigsed päringud oma serverikomponentides, mähkige need `cache`'iga ja vaadake, kuidas teie rakenduse jõudlus paraneb.