محیط اجرایی Edge در Next.js: بهینه‌سازی توابع بدون سرور برای مخاطبان جهانی

در چشم‌انداز دیجیتال امروز، ارائه تجربیات وب فوق‌سریع امری حیاتی است. از آنجایی که کاربران از تمام نقاط جهان به وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها دسترسی پیدا می‌کنند، بهینه‌سازی عملکرد برای مخاطبان متنوع از نظر جغرافیایی بسیار مهم است. Next.js، یک فریم‌ورک محبوب React، راه‌حل قدرتمندی ارائه می‌دهد: محیط اجرایی Edge. این پست وبلاگ به بررسی عمیق محیط اجرایی Edge در Next.js می‌پردازد و چگونگی تحول آن در بهینه‌سازی توابع بدون سرور برای یک وب واقعاً جهانی را کاوش می‌کند.

محیط اجرایی Edge در Next.js چیست؟

محیط اجرایی Edge در Next.js یک محیط سبک و بدون سرور است که به شما امکان می‌دهد کد جاوااسکریپت را نزدیک‌تر به کاربران خود اجرا کنید. برخلاف توابع بدون سرور سنتی که در مراکز داده متمرکز اجرا می‌شوند، توابع محیط اجرایی Edge بر روی یک شبکه جهانی از سرورهای لبه (edge servers) مستقر می‌شوند. این بدان معناست که کد شما در مراکز داده‌ای اجرا می‌شود که از نظر جغرافیایی به کاربران شما نزدیک‌تر هستند، که منجر به تأخیر بسیار کمتر و زمان پاسخ سریع‌تر می‌شود.

آن را مانند داشتن مینی‌سرورهایی در نظر بگیرید که به صورت استراتژیک در سراسر جهان قرار گرفته‌اند. هنگامی که یک کاربر در توکیو داده‌ای را درخواست می‌کند، کد بر روی یک سرور در توکیو (یا نزدیک آن) اجرا می‌شود، به جای سروری که برای مثال در ایالات متحده واقع شده است. این امر به طور چشمگیری مسافتی را که داده‌ها باید طی کنند کاهش می‌دهد و تفاوت قابل توجهی در عملکرد ایجاد می‌کند.

مزایای کلیدی محیط اجرایی Edge

• کاهش تأخیر: با اجرای کد نزدیک‌تر به کاربران، محیط اجرایی Edge تأخیر شبکه را به حداقل می‌رساند و منجر به زمان بارگذاری سریع‌تر صفحات و بهبود تجربه کاربری می‌شود. این امر به ویژه برای کاربرانی که در مناطق دور از مکان سرور اصلی شما قرار دارند، حیاتی است.
• بهبود عملکرد: زمان پاسخ سریع‌تر به معنای یک تجربه کاربری واکنش‌گرا و جذاب‌تر است. این می‌تواند منجر به نرخ تبدیل بالاتر، افزایش حفظ کاربر و بهبود رتبه‌بندی SEO شود.
• مقیاس‌پذیری: محیط اجرایی Edge به طور خودکار برای مدیریت نوسانات ترافیک بدون نیاز به دخالت دستی مقیاس‌پذیر می‌شود. این تضمین می‌کند که اپلیکیشن شما حتی در دوره‌های اوج استفاده، عملکرد خود را حفظ کند. شبکه جهانی سرورهای لبه، بار را توزیع کرده و از ایجاد گلوگاه‌ها و تضمین عملکرد پایدار در سراسر جهان جلوگیری می‌کند.
• بهینه‌سازی هزینه: با استفاده از یک شبکه توزیع‌شده، محیط اجرایی Edge می‌تواند استفاده از منابع را بهینه کرده و هزینه‌های مرتبط با زیرساخت سرور سنتی را کاهش دهد. شما فقط برای منابعی که استفاده می‌کنید هزینه پرداخت می‌کنید و نیاز به تأمین و نگهداری سرورهای گران‌قیمت را از بین می‌برید.
• امنیت پیشرفته: رایانش لبه با جداسازی داده‌ها و منطق حساس نزدیک‌تر به کاربر، یک لایه امنیتی اضافی فراهم می‌کند و خطر حملاتی که سرورهای متمرکز را هدف قرار می‌دهند، کاهش می‌دهد.
• شخصی‌سازی: محیط اجرایی Edge امکان شخصی‌سازی محتوای پویا را بر اساس مکان کاربر، دستگاه یا سایر عوامل متنی فراهم می‌کند. این به شما امکان می‌دهد تا تجربیات متناسبی را ارائه دهید که با کاربران فردی طنین‌انداز می‌شود و منجر به تعامل و رضایت بالاتر می‌شود. به عنوان مثال، می‌توانید محتوا را بر اساس مکان کاربر به زبان ترجیحی او نمایش دهید.

نحوه کارکرد محیط اجرایی Edge: یک توضیح ساده

تصور کنید یک کاربر در برزیل از یک وب‌سایت تجارت الکترونیک بازدید می‌کند که با Next.js ساخته شده و از محیط اجرایی Edge استفاده می‌کند. در اینجا نحوه پردازش درخواست آمده است:

1. مرورگر کاربر درخواستی را به وب‌سایت تجارت الکترونیک ارسال می‌کند.
2. درخواست به نزدیک‌ترین سرور لبه در برزیل (یا یک مکان نزدیک در آمریکای جنوبی) هدایت می‌شود.
3. محیط اجرایی Edge تابع بدون سرور لازم را اجرا می‌کند (به عنوان مثال، واکشی داده‌های محصول، تولید محتوای شخصی‌سازی شده).
4. سرور لبه پاسخ را مستقیماً به مرورگر کاربر بازمی‌گرداند.

از آنجایی که تابع نزدیک به کاربر اجرا می‌شود، داده‌ها مسافت بسیار کوتاه‌تری را طی می‌کنند، که منجر به زمان پاسخ سریع‌تری در مقایسه با توابع بدون سرور سنتی که در یک مکان متمرکز اجرا می‌شوند، می‌شود.

پیاده‌سازی محیط اجرایی Edge در Next.js

فعال کردن محیط اجرایی Edge در اپلیکیشن Next.js شما ساده است. شما فقط باید مسیرهای API یا میان‌افزار خود را برای استفاده از محیط اجرایی edge پیکربندی کنید.

مثال: مسیر API با استفاده از محیط اجرایی Edge

یک فایل با نام /pages/api/hello.js (یا /app/api/hello/route.js در دایرکتوری app) ایجاد کنید:

// pages/api/hello.js

export const config = {
  runtime: 'edge',
};

export default async function handler(req) {
  return new Response(
    `Hello, from Edge Runtime! (Request from: ${req.geo?.country || 'Unknown'})`,
    { status: 200 }
  );
}

توضیح:

• شیء config با runtime: 'edge' به Next.js می‌گوید که این تابع را در محیط اجرایی Edge مستقر کند.
• تابع handler یک تابع آسنکرون استاندارد است که شیء درخواست (req) را دریافت می‌کند.
• این تابع یک شیء Response با پیامی بازمی‌گرداند که نشان می‌دهد در محیط اجرایی Edge در حال اجرا است. ما همچنین کشور کاربر را بر اساس داده‌های موقعیت جغرافیایی (در صورت وجود) نمایش می‌دهیم.

داده‌های موقعیت جغرافیایی: شیء req.geo دسترسی به اطلاعات جغرافیایی در مورد مکان کاربر، مانند کشور، منطقه، شهر و طول و عرض جغرافیایی را فراهم می‌کند. این داده‌ها توسط شبکه لبه ارائه می‌شود و می‌تواند برای شخصی‌سازی محتوا یا بهینه‌سازی رفتار اپلیکیشن بر اساس مکان کاربر استفاده شود.

مثال: میان‌افزار (Middleware) با استفاده از محیط اجرایی Edge

یک فایل با نام middleware.js (یا src/middleware.js) در ریشه پروژه خود ایجاد کنید:

// middleware.js
import { NextResponse } from 'next/server'

export const config = {
  matcher: '/about/:path*',
}

export function middleware(request) {
  // Assume a "country" cookie:
  const country = request.cookies.get('country')?.value || request.geo?.country || 'US'

  console.log(`Middleware running from: ${country}`)
  
  // Clone the URL
  const url = request.nextUrl.clone()

  // Add "country" property query parameter
  url.searchParams.set('country', country)

  // Rewrite to URL
  return NextResponse.rewrite(url)
}

توضیح:

• شیء config مسیرهایی را تعریف می‌کند که این میان‌افزار بر روی آنها اعمال خواهد شد (در این مورد، هر مسیری زیر /about/).
• تابع middleware درخواست‌ها را رهگیری می‌کند و می‌تواند درخواست یا پاسخ را تغییر دهد.
• این مثال یک کوکی "country" را بررسی می‌کند، سپس در صورت عدم وجود کوکی از داده‌های موقعیت جغرافیایی استفاده می‌کند. اگر هیچ‌کدام وجود نداشته باشد، به طور پیش‌فرض روی "US" تنظیم می‌شود. سپس یک پارامتر کوئری `country` را به URL اضافه می‌کند و به طور مؤثری مکان کاربر را برای صفحات `about` در دسترس قرار می‌دهد. این میان‌افزار پیامی را در کنسول چاپ می‌کند تا تأیید کند که در حال اجرا است و از کجا اجرا می‌شود.

موارد استفاده برای محیط اجرایی Edge

محیط اجرایی Edge به ویژه برای موارد استفاده متنوعی مناسب است، از جمله:

• شخصی‌سازی: شخصی‌سازی پویای محتوا بر اساس مکان کاربر، دستگاه یا سایر عوامل متنی. به عنوان مثال، نمایش قیمت‌ها به ارز محلی کاربر یا توصیه محصولات بر اساس سابقه خرید گذشته آنها. یک خرده‌فروش مد جهانی می‌تواند گزینه‌های لباس مناسب برای آب و هوای محلی را نشان دهد.
• آزمایش A/B: اجرای آزمایش‌های A/B و تجربیات با هدایت کاربران به نسخه‌های مختلف اپلیکیشن شما بر اساس مکان یا معیارهای دیگر.
• احراز هویت: احراز هویت کاربران و محافظت از داده‌های حساس نزدیک‌تر به کاربر، کاهش خطر حملاتی که سرورهای احراز هویت متمرکز را هدف قرار می‌دهند. به عنوان مثال، می‌توانید توکن‌های JWT را در لبه تأیید کنید و بار روی سرویس احراز هویت بک‌اند خود را کاهش دهید.
• بهینه‌سازی تصویر: بهینه‌سازی تصاویر برای دستگاه‌ها و اندازه‌های صفحه نمایش مختلف نزدیک‌تر به کاربر، بهبود زمان بارگذاری صفحه و کاهش مصرف پهنای باند. یک وب‌سایت خبری می‌تواند رزولوشن‌های مختلف تصویر را بر اساس نوع دستگاه کاربر ارائه دهد.
• تولید محتوای پویا: تولید محتوای پویا به صورت آنی بر اساس درخواست‌های کاربر، تضمین می‌کند که کاربران همیشه آخرین اطلاعات را مشاهده می‌کنند. یک وب‌سایت نتایج ورزشی می‌تواند با واکشی داده‌ها از یک API و رندر آن در لبه، به‌روزرسانی‌های زنده بازی را نمایش دهد.
• تغییر مسیرها (Redirects): پیاده‌سازی تغییر مسیرها و بازنویسی‌ها بر اساس مکان کاربر یا معیارهای دیگر. یک وب‌سایت که در حال ребрендинг است، می‌تواند از توابع لبه برای هدایت یکپارچه کاربران از URLهای قدیمی به URLهای جدید استفاده کند.

محیط اجرایی Edge در مقابل توابع بدون سرور: تفاوت‌های کلیدی

در حالی که هم محیط اجرایی Edge و هم توابع بدون سرور سنتی اجرای بدون سرور را ارائه می‌دهند، تفاوت‌های کلیدی برای در نظر گرفتن وجود دارد:

ویژگی	محیط اجرایی Edge	توابع بدون سرور (مانند AWS Lambda, Google Cloud Functions)
مکان	شبکه لبه توزیع شده جهانی	مراکز داده متمرکز
تأخیر	تأخیر کمتر به دلیل نزدیکی به کاربران	تأخیر بیشتر به دلیل مکان متمرکز
شروع سرد (Cold Starts)	شروع سرد سریع‌تر به دلیل محیط سبک	شروع سرد کندتر
موارد استفاده	اپلیکیشن‌های حیاتی از نظر عملکرد، شخصی‌سازی، آزمایش A/B	رایانش بدون سرور عمومی
هزینه	به طور بالقوه برای اپلیکیشن‌های با ترافیک بالا مقرون‌به‌صرفه‌تر است	برای اپلیکیشن‌های با ترافیک کم مقرون‌به‌صرفه است
محیط اجرا	محدود به محیط‌های اجرایی جاوااسکریپت خاص (موتور V8)	پشتیبانی از زبان‌ها و محیط‌های اجرایی مختلف

به طور خلاصه، محیط اجرایی Edge در سناریوهایی که تأخیر کم و عملکرد جهانی در اولویت هستند، برتری دارد، در حالی که توابع بدون سرور سنتی برای وظایف رایانش بدون سرور عمومی مناسب‌تر هستند.

محدودیت‌های محیط اجرایی Edge

در حالی که محیط اجرایی Edge مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، مهم است که از محدودیت‌های آن آگاه باشید:

• محدودیت‌های زمان اجرا: محیط اجرایی Edge دارای محدودیت‌هایی در اندازه تابع و زمان اجرا است. توابع باید سبک بوده و به سرعت اجرا شوند.
• دسترسی محدود به منابع: توابع لبه ممکن است دسترسی محدودی به منابع خاصی مانند پایگاه‌های داده یا سیستم‌های فایل، بسته به پلتفرم داشته باشند. الگوهای دسترسی به داده باید برای به حداقل رساندن وابستگی به منابع راه دور بهینه شوند.
• شروع سرد: اگرچه به طور کلی سریع‌تر از توابع بدون سرور سنتی است، شروع سرد هنوز هم می‌تواند رخ دهد، به ویژه برای توابعی که به ندرت به آنها دسترسی پیدا می‌شود. برای به حداقل رساندن تأثیر شروع سرد، از تکنیک‌هایی مانند درخواست‌های گرم‌کننده (warm-up requests) استفاده کنید.
• اشکال‌زدایی (Debugging): اشکال‌زدایی توابع لبه می‌تواند به دلیل ماهیت توزیع‌شده محیط، چالش‌برانگیزتر از اشکال‌زدایی توابع بدون سرور سنتی باشد. از ابزارهای لاگ‌گیری و نظارت برای شناسایی و حل مشکلات استفاده کنید.
• پیچیدگی: پیاده‌سازی و مدیریت توابع لبه می‌تواند به معماری اپلیکیشن شما پیچیدگی اضافه کند. اطمینان حاصل کنید که تیم شما تخصص و ابزارهای لازم برای مدیریت مؤثر استقرارهای لبه را دارد.

بهترین شیوه‌ها برای بهینه‌سازی توابع محیط اجرایی Edge

برای به حداکثر رساندن عملکرد و کارایی توابع محیط اجرایی Edge خود، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

• به حداقل رساندن اندازه تابع: توابع خود را تا حد امکان کوچک و سبک نگه دارید تا زمان شروع سرد را کاهش داده و سرعت اجرا را بهبود بخشید. هرگونه وابستگی یا کد غیرضروری را حذف کنید.
• بهینه‌سازی واکشی داده‌ها: تعداد فراخوانی‌های API را به حداقل برسانید و استراتژی‌های واکشی داده‌ها را برای کاهش تأخیر بهینه کنید. از مکانیزم‌های کش برای ذخیره داده‌هایی که به طور مکرر به آنها دسترسی پیدا می‌شود، استفاده کنید.
• استفاده از الگوریتم‌های کارآمد: از الگوریتم‌ها و ساختارهای داده کارآمد برای به حداقل رساندن زمان اجرای توابع خود استفاده کنید. کد خود را برای شناسایی گلوگاه‌های عملکرد پروفایل کرده و بر اساس آن بهینه کنید.
• بهره‌گیری از کش: از مکانیزم‌های کش برای ذخیره داده‌هایی که به طور مکرر به آنها دسترسی پیدا می‌شود و کاهش بار بر روی سرورهای مبدأ خود استفاده کنید. هدرهای کش مناسب را پیکربندی کنید تا اطمینان حاصل شود که محتوا به طور مؤثر توسط شبکه لبه کش می‌شود.
• نظارت بر عملکرد: به طور مداوم عملکرد توابع محیط اجرایی Edge خود را با استفاده از ابزارهای لاگ‌گیری و نظارت، مانیتور کنید. معیارهای کلیدی مانند تأخیر، نرخ خطا و استفاده از منابع را برای شناسایی زمینه‌های بهبود ردیابی کنید.
• آزمایش کامل: توابع محیط اجرایی Edge خود را به طور کامل در مناطق و شرایط شبکه مختلف آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که مطابق انتظار عمل می‌کنند. از ابزارهای تست خودکار برای اعتبارسنجی عملکرد و کارایی استفاده کنید.

انتخاب پلتفرم مناسب: Vercel و فراتر از آن

Vercel پلتفرم اصلی است که از Next.js و محیط اجرایی Edge پشتیبانی می‌کند. این پلتفرم یک تجربه استقرار یکپارچه را فراهم کرده و به طور کامل با فریم‌ورک Next.js ادغام می‌شود. با این حال، پلتفرم‌های دیگری نیز در حال ظهور هستند که از رایانش لبه و توابع بدون سرور پشتیبانی می‌کنند، مانند:

• Cloudflare Workers: Cloudflare Workers یک محیط رایانش لبه مشابه ارائه می‌دهد که به شما امکان می‌دهد کد جاوااسکریپت را بر روی شبکه جهانی Cloudflare اجرا کنید.
• Netlify Functions: Netlify Functions توابع بدون سروری را فراهم می‌کند که می‌توانند در شبکه لبه Netlify مستقر شوند.
• AWS Lambda@Edge: AWS Lambda@Edge به شما امکان می‌دهد توابع Lambda را در مکان‌های لبه AWS با استفاده از CloudFront اجرا کنید.
• Akamai EdgeWorkers: Akamai EdgeWorkers یک پلتفرم بدون سرور است که شما را قادر می‌سازد کد را بر روی شبکه لبه جهانی Akamai اجرا کنید.

هنگام انتخاب یک پلتفرم، عواملی مانند قیمت‌گذاری، ویژگی‌ها، سهولت استفاده و ادغام با زیرساخت موجود خود را در نظر بگیرید.

آینده رایانش لبه و توابع بدون سرور

رایانش لبه و توابع بدون سرور فناوری‌هایی هستند که به سرعت در حال تکامل‌اند و نحوه ساخت و استقرار اپلیکیشن‌های وب را متحول می‌کنند. با کاهش هزینه‌های پهنای باند و بهبود زیرساخت شبکه، می‌توان انتظار داشت که اپلیکیشن‌های بیشتری از قدرت رایانش لبه برای ارائه تجربیات فوق‌سریع به کاربران در سراسر جهان استفاده کنند.

آینده توسعه وب بدون شک توزیع‌شده است، با اپلیکیشن‌هایی که نزدیک‌تر به کاربران اجرا می‌شوند و از قدرت رایانش لبه برای ارائه عملکرد و مقیاس‌پذیری بی‌نظیر بهره می‌برند. پذیرش محیط اجرایی Edge در Next.js یک گام حیاتی به سوی ساخت اپلیکیشن‌های وب واقعاً جهانی است که پاسخگوی نیازهای کاربران امروزی باشد.

نتیجه‌گیری

محیط اجرایی Edge در Next.js یک مکانیزم قدرتمند برای بهینه‌سازی توابع بدون سرور برای مخاطبان جهانی فراهم می‌کند. با اجرای کد نزدیک‌تر به کاربران، به طور قابل توجهی تأخیر را کاهش می‌دهد، عملکرد را بهبود می‌بخشد و تجربه کاربری کلی را ارتقا می‌دهد. در حالی که محدودیت‌هایی دارد، مزایای آن برای بسیاری از اپلیکیشن‌ها، به ویژه آنهایی که به تأخیر کم و مقیاس‌پذیری بالا نیاز دارند، بر چالش‌ها غلبه می‌کند.

با جهانی‌تر شدن وب، پذیرش رایانش لبه و توابع بدون سرور برای ارائه تجربیات کاربری استثنایی ضروری خواهد بود. با درک اصول و بهترین شیوه‌های ذکر شده در این پست وبلاگ، می‌توانید از محیط اجرایی Edge در Next.js برای ساخت اپلیکیشن‌های وب واقعاً جهانی که در چشم‌انداز دیجیتال رقابتی امروز رشد می‌کنند، بهره‌مند شوید. مکان‌های جغرافیایی متنوع کاربران خود را در نظر بگیرید و اینکه چگونه توابع لبه می‌توانند به طور خاص به نفع آنها باشند، که منجر به افزایش تعامل و تبدیل می‌شود.