هوک experimental_useCache در React: تسلط بر کش سمت کلاینت برای بهبود عملکرد

ری‌اکت، نیروی غالب در توسعه فرانت‌اند، به طور مداوم در حال تکامل است تا پاسخگوی نیازهای روزافزون برنامه‌های وب مدرن باشد. یکی از جدیدترین و هیجان‌انگیزترین افزودنی‌های آزمایشی به زرادخانه آن experimental_useCache است، هوکی که برای ساده‌سازی کش سمت کلاینت طراحی شده است. این هوک، به ویژه در زمینه کامپوننت‌های سرور ری‌اکت (RSC) و واکشی داده، مکانیزم قدرتمندی برای بهینه‌سازی عملکرد و تجربه کاربری ارائه می‌دهد. این راهنمای جامع به تفصیل به بررسی experimental_useCache، مزایا، موارد استفاده، استراتژی‌های پیاده‌سازی و ملاحظات مربوط به پذیرش آن می‌پردازد.

درک کش سمت کلاینت

قبل از پرداختن به جزئیات experimental_useCache، بیایید درک کاملی از کش سمت کلاینت و اهمیت آن در توسعه وب به دست آوریم.

کش سمت کلاینت چیست؟

کش سمت کلاینت شامل ذخیره‌سازی داده‌ها به طور مستقیم در مرورگر یا دستگاه کاربر است. این داده‌های کش‌شده می‌توانند به سرعت و بدون نیاز به درخواست‌های مکرر به سرور بازیابی شوند. این امر به طور قابل توجهی تأخیر را کاهش می‌دهد، پاسخگویی برنامه را بهبود می‌بخشد و بار سرور را کم می‌کند.

مزایای کش سمت کلاینت

• عملکرد بهبود یافته: کاهش درخواست‌های شبکه به معنای زمان بارگذاری سریع‌تر و تجربه کاربری روان‌تر است.
• کاهش بار سرور: کش کردن، بازیابی داده‌ها را از دوش سرور برمی‌دارد و منابع آن را برای کارهای دیگر آزاد می‌کند.
• قابلیت آفلاین: در برخی موارد، داده‌های کش‌شده می‌توانند قابلیت آفلاین محدودی را فراهم کنند و به کاربران اجازه دهند حتی بدون اتصال به اینترنت با برنامه تعامل داشته باشند.
• صرفه‌جویی در هزینه: کاهش بار سرور می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌های زیرساخت شود، به ویژه برای برنامه‌هایی با ترافیک بالا.

معرفی هوک experimental_useCache در React

experimental_useCache یک هوک ری‌اکت است که به طور خاص برای ساده‌سازی و بهبود کش سمت کلاینت، به ویژه در کامپوننت‌های سرور ری‌اکت، طراحی شده است. این هوک روشی راحت و کارآمد برای کش کردن نتایج عملیات سنگین، مانند واکشی داده، فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که داده‌های یکسان برای ورودی‌های مشابه به طور مکرر واکشی نشوند.

ویژگی‌ها و مزایای کلیدی experimental_useCache

• کش خودکار: این هوک به طور خودکار نتایج تابعی را که به آن پاس داده می‌شود، بر اساس آرگومان‌هایش کش می‌کند.
• بی‌اعتبار سازی کش: در حالی که خود هوک اصلی useCache بی‌اعتبار سازی کش داخلی را ارائه نمی‌دهد، می‌توان آن را با استراتژی‌های دیگر (که بعداً بحث می‌شود) برای مدیریت به‌روزرسانی‌های کش ترکیب کرد.
• ادغام با کامپوننت‌های سرور ری‌اکت: useCache طوری طراحی شده است که به طور یکپارچه با کامپوننت‌های سرور ری‌اکت کار کند و امکان کش کردن داده‌های واکشی شده در سرور را فراهم می‌آورد.
• واکشی داده ساده‌شده: این هوک با انتزاعی کردن پیچیدگی‌های مدیریت کلیدهای کش و ذخیره‌سازی، منطق واکشی داده را ساده می‌کند.

نحوه عملکرد experimental_useCache

هوک experimental_useCache یک تابع را به عنوان آرگومان خود می‌گیرد. این تابع معمولاً مسئول واکشی یا محاسبه برخی داده‌ها است. هنگامی که هوک با آرگومان‌های یکسان فراخوانی می‌شود، ابتدا بررسی می‌کند که آیا نتیجه تابع از قبل کش شده است یا خیر. اگر چنین بود، مقدار کش‌شده بازگردانده می‌شود. در غیر این صورت، تابع اجرا می‌شود، نتیجه آن کش شده و سپس نتیجه بازگردانده می‌شود.

استفاده پایه از experimental_useCache

بیایید استفاده پایه از experimental_useCache را با یک مثال ساده از واکشی داده‌های کاربر از یک API نشان دهیم:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchUserData(userId: string): Promise<{ id: string; name: string }> {
  // Simulate an API call
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Simulate latency
  return { id: userId, name: `User ${userId}` };
}

function UserProfile({ userId }: { userId: string }) {
  const userData = useCache(fetchUserData, userId);

  if (!userData) {
    return <p>Loading user data...</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>User Profile</h2>
      <p><strong>ID:</strong> {userData.id}</p>
      <p><strong>Name:</strong> {userData.name}</p>
    </div>
  );
}

export default UserProfile;

در این مثال:

• ما experimental_useCache را از پکیج react ایمپورت می‌کنیم.
• یک تابع ناهمزمان fetchUserData تعریف می‌کنیم که واکشی داده‌های کاربر از یک API را شبیه‌سازی می‌کند (با تأخیر مصنوعی).
• در کامپوننت UserProfile، از useCache برای واکشی و کش کردن داده‌های کاربر بر اساس پراپ userId استفاده می‌کنیم.
• اولین باری که کامپوننت با یک userId خاص رندر می‌شود، fetchUserData فراخوانی خواهد شد. رندرهای بعدی با همان userId داده‌ها را از کش بازیابی می‌کنند و از یک تماس API دیگر جلوگیری می‌شود.

موارد استفاده پیشرفته و ملاحظات

در حالی که استفاده پایه از آن ساده است، experimental_useCache می‌تواند در سناریوهای پیچیده‌تر نیز به کار رود. در اینجا برخی از موارد استفاده پیشرفته و ملاحظات مهم آورده شده است:

کش کردن ساختارهای داده پیچیده

experimental_useCache می‌تواند به طور مؤثری ساختارهای داده پیچیده مانند آرایه‌ها و اشیاء را کش کند. با این حال، بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود آرگومان‌های ارسال شده به تابع کش‌شده برای تولید کلید کش به درستی سریالایز شده‌اند. اگر آرگومان‌ها حاوی اشیاء قابل تغییر (mutable) باشند، تغییرات در آن اشیاء در کلید کش منعکس نخواهد شد و این امر به طور بالقوه منجر به داده‌های کهنه می‌شود.

کش کردن تبدیل‌های داده

اغلب، ممکن است نیاز داشته باشید داده‌های واکشی شده از یک API را قبل از رندر کردن، تبدیل کنید. می‌توان از experimental_useCache برای کش کردن داده‌های تبدیل‌شده استفاده کرد و از تبدیل‌های اضافی در رندرهای بعدی جلوگیری نمود. برای مثال:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchProducts(): Promise<{ id: string; name: string; price: number }[]> {
  // Simulate fetching products from an API
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 300));
  return [
    { id: '1', name: 'Product A', price: 20 },
    { id: '2', name: 'Product B', price: 30 },
  ];
}

function formatCurrency(price: number, currency: string = 'USD'): string {
  return new Intl.NumberFormat('en-US', { style: 'currency', currency }).format(price);
}

function ProductList() {
  const products = useCache(fetchProducts);

  const formattedProducts = useCache(
    (prods: { id: string; name: string; price: number }[]) => {
      return prods.map(product => ({
        ...product,
        formattedPrice: formatCurrency(product.price),
      }));
    },
    products || [] // Pass products as an argument
  );

  if (!formattedProducts) {
    return <p>Loading products...</p>;
  }

  return (
    <ul>
      {formattedProducts.map(product => (
        <li key={product.id}>
          <strong>{product.name}</strong> - {product.formattedPrice}
        </li>
      ))}
    </ul>
  );
}

export default ProductList;

در این مثال، ما لیستی از محصولات را واکشی کرده و سپس قیمت هر محصول را با استفاده از تابع formatCurrency فرمت‌بندی می‌کنیم. ما از useCache برای کش کردن هم داده‌های خام محصول و هم داده‌های فرمت‌بندی شده محصول استفاده می‌کنیم، که از تماس‌های API و فرمت‌بندی قیمت اضافی جلوگیری می‌کند.

استراتژی‌های بی‌اعتبار سازی کش

هوک experimental_useCache مکانیزم‌های داخلی برای بی‌اعتبار سازی کش ارائه نمی‌دهد. بنابراین، شما باید استراتژی‌های خود را برای اطمینان از به‌روزرسانی کش هنگام تغییر داده‌های زیربنایی پیاده‌سازی کنید. در اینجا برخی از رویکردهای رایج آورده شده است:

• بی‌اعتبار سازی دستی کش: شما می‌توانید با استفاده از یک متغیر state یا یک context برای ردیابی تغییرات در داده‌های زیربنایی، کش را به صورت دستی بی‌اعتبار کنید. هنگامی که داده‌ها تغییر می‌کنند، می‌توانید متغیر state یا context را به‌روز کنید، که این امر باعث رندر مجدد شده و باعث می‌شود useCache داده‌ها را دوباره واکشی کند.
• انقضای مبتنی بر زمان: شما می‌توانید با ذخیره یک مهر زمانی (timestamp) به همراه داده‌های کش‌شده، یک استراتژی انقضای مبتنی بر زمان را پیاده‌سازی کنید. هنگام دسترسی به کش، می‌توانید بررسی کنید که آیا مهر زمانی قدیمی‌تر از یک آستانه مشخص است یا خیر. اگر چنین بود، می‌توانید کش را بی‌اعتبار کرده و داده‌ها را دوباره واکشی کنید.
• بی‌اعتبار سازی مبتنی بر رویداد: اگر برنامه شما از یک سیستم pub/sub یا مکانیزم مشابهی استفاده می‌کند، می‌توانید هنگام انتشار یک رویداد مرتبط، کش را بی‌اعتبار کنید. به عنوان مثال، اگر کاربری اطلاعات پروفایل خود را به‌روز کند، می‌توانید رویدادی منتشر کنید که کش پروفایل کاربر را بی‌اعتبار می‌کند.

مدیریت خطا

هنگام استفاده از experimental_useCache برای واکشی داده، مدیریت صحیح خطاهای احتمالی ضروری است. شما می‌توانید از یک بلوک try...catch برای گرفتن هر خطایی که در حین واکشی داده رخ می‌دهد استفاده کنید و یک پیام خطای مناسب به کاربر نمایش دهید. در نظر داشته باشید که توابعی مانند `fetchUserData` را با try/catch پوشش دهید.

ادغام با کامپوننت‌های سرور ری‌اکت (RSC)

experimental_useCache زمانی که در کامپوننت‌های سرور ری‌اکت (RSC) استفاده می‌شود، می‌درخشد. RSCها در سرور اجرا می‌شوند و به شما این امکان را می‌دهند که داده‌ها را واکشی کرده و کامپوننت‌ها را قبل از ارسال به کلاینت رندر کنید. با استفاده از experimental_useCache در RSCها، می‌توانید نتایج عملیات واکشی داده را در سرور کش کنید و به طور قابل توجهی عملکرد برنامه خود را بهبود بخشید. نتایج می‌توانند به کلاینت استریم شوند.

در اینجا مثالی از استفاده از experimental_useCache در یک RSC آورده شده است:

// app/components/ServerComponent.tsx (This is an RSC)
import { experimental_useCache as useCache } from 'react';
import { cookies } from 'next/headers'

async function getSessionData() {
  // Simulate reading session from a database or external service
  const cookieStore = cookies()
  const token = cookieStore.get('sessionToken')

  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 100));
  return { user: 'authenticatedUser', token: token?.value };
}

export default async function ServerComponent() {
  const session = await useCache(getSessionData);

  return (
    <div>
      <h2>Server Component</h2>
      <p>User: {session?.user}</p>
      <p>Session Token: {session?.token}</p>
    </div>
  );
}

در این مثال، تابع getSessionData در داخل کامپوننت سرور فراخوانی می‌شود و نتیجه آن با استفاده از useCache کش می‌شود. درخواست‌های بعدی از داده‌های سشن کش‌شده استفاده خواهند کرد که باعث کاهش بار روی سرور می‌شود. به کلمه کلیدی `async` روی خود کامپوننت توجه کنید.

ملاحظات عملکردی و بده‌بستان‌ها

در حالی که experimental_useCache مزایای عملکردی قابل توجهی ارائه می‌دهد، مهم است که از بده‌بستان‌های بالقوه آن آگاه باشید:

• اندازه کش: اندازه کش می‌تواند با گذشت زمان افزایش یابد و به طور بالقوه مقدار قابل توجهی از حافظه را مصرف کند. مهم است که اندازه کش را نظارت کرده و استراتژی‌هایی برای حذف داده‌هایی که به ندرت استفاده می‌شوند پیاده‌سازی کنید.
• سربار بی‌اعتبار سازی کش: پیاده‌سازی استراتژی‌های بی‌اعتبار سازی کش می‌تواند پیچیدگی برنامه شما را افزایش دهد. مهم است استراتژی‌ای را انتخاب کنید که بین دقت و عملکرد تعادل برقرار کند.
• داده‌های کهنه: اگر کش به درستی بی‌اعتبار نشود، ممکن است داده‌های کهنه را ارائه دهد که منجر به نتایج نادرست یا رفتار غیرمنتظره می‌شود.

بهترین شیوه‌ها برای استفاده از experimental_useCache

برای به حداکثر رساندن مزایای experimental_useCache و به حداقل رساندن معایب بالقوه، این بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• عملیات سنگین را کش کنید: فقط عملیاتی را کش کنید که از نظر محاسباتی سنگین هستند یا شامل درخواست‌های شبکه می‌شوند. کش کردن محاسبات ساده یا تبدیل‌های داده احتمالاً مزایای قابل توجهی به همراه نخواهد داشت.
• کلیدهای کش مناسب انتخاب کنید: از کلیدهای کشی استفاده کنید که به طور دقیق ورودی‌های تابع کش‌شده را منعکس می‌کنند. از استفاده از اشیاء قابل تغییر یا ساختارهای داده پیچیده به عنوان کلید کش خودداری کنید.
• یک استراتژی بی‌اعتبار سازی کش پیاده‌سازی کنید: یک استراتژی بی‌اعتبار سازی کش را انتخاب کنید که متناسب با نیازهای برنامه شما باشد. استفاده از بی‌اعتبار سازی دستی، انقضای مبتنی بر زمان یا بی‌اعتبار سازی مبتنی بر رویداد را در نظر بگیرید.
• عملکرد کش را نظارت کنید: اندازه کش، نرخ موفقیت (hit rate) و فرکانس بی‌اعتبار سازی را برای شناسایی گلوگاه‌های عملکردی بالقوه نظارت کنید.
• یک راهکار مدیریت state سراسری را در نظر بگیرید: برای سناریوهای پیچیده کش، استفاده از کتابخانه‌هایی مانند TanStack Query (React Query)، SWR یا Zustand با state پایدار را در نظر بگیرید. این کتابخانه‌ها مکانیزم‌های کش قوی، استراتژی‌های بی‌اعتبار سازی و قابلیت‌های همگام‌سازی با state سرور را ارائه می‌دهند.

جایگزین‌های experimental_useCache

در حالی که experimental_useCache روشی راحت برای پیاده‌سازی کش سمت کلاینت ارائه می‌دهد، چندین گزینه دیگر نیز در دسترس است که هر کدام نقاط قوت و ضعف خود را دارند:

• تکنیک‌های مموایز کردن (useMemo, useCallback): این هوک‌ها می‌توانند برای مموایز کردن نتایج محاسبات سنگین یا فراخوانی توابع استفاده شوند. با این حال، آنها بی‌اعتبار سازی خودکار کش یا پایداری را فراهم نمی‌کنند.
• کتابخانه‌های کش شخص ثالث: کتابخانه‌هایی مانند TanStack Query (React Query) و SWR راهکارهای کش جامع‌تری ارائه می‌دهند، از جمله بی‌اعتبار سازی خودکار کش، واکشی داده در پس‌زمینه و همگام‌سازی با state سرور.
• ذخیره‌سازی مرورگر (LocalStorage, SessionStorage): این APIها می‌توانند برای ذخیره مستقیم داده‌ها در مرورگر استفاده شوند. با این حال، آنها برای کش کردن ساختارهای داده پیچیده یا مدیریت بی‌اعتبار سازی کش طراحی نشده‌اند.
• IndexedDB: یک پایگاه داده سمت کلاینت قوی‌تر که به شما امکان می‌دهد مقادیر بزرگتری از داده‌های ساختاریافته را ذخیره کنید. این گزینه برای قابلیت‌های آفلاین و سناریوهای پیچیده کش مناسب است.

مثال‌های دنیای واقعی از کاربرد experimental_useCache

بیایید برخی از سناریوهای دنیای واقعی را که در آنها می‌توان از experimental_useCache به طور مؤثر استفاده کرد، بررسی کنیم:

• برنامه‌های تجارت الکترونیک: کش کردن جزئیات محصول، لیست دسته‌بندی‌ها و نتایج جستجو برای بهبود زمان بارگذاری صفحه و کاهش بار سرور.
• پلتفرم‌های رسانه‌های اجتماعی: کش کردن پروفایل‌های کاربران، فیدهای خبری و رشته‌های نظرات برای بهبود تجربه کاربری و کاهش تعداد تماس‌های API.
• سیستم‌های مدیریت محتوا (CMS): کش کردن محتوای پربازدید، مانند مقالات، پست‌های وبلاگ و تصاویر، برای بهبود عملکرد وب‌سایت.
• داشبوردهای تجسم داده: کش کردن نتایج تجمعات و محاسبات پیچیده داده برای بهبود پاسخگویی داشبوردها.

مثال: کش کردن ترجیحات کاربر

یک برنامه وب را در نظر بگیرید که در آن کاربران می‌توانند ترجیحات خود مانند تم، زبان و تنظیمات اعلان‌ها را سفارشی کنند. این ترجیحات را می‌توان از سرور واکشی کرد و با استفاده از experimental_useCache کش نمود:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchUserPreferences(userId: string): Promise<{
  theme: string;
  language: string;
  notificationsEnabled: boolean;
}> {
  // Simulate fetching user preferences from an API
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
  return {
    theme: 'light',
    language: 'en',
    notificationsEnabled: true,
  };
}

function UserPreferences({ userId }: { userId: string }) {
  const preferences = useCache(fetchUserPreferences, userId);

  if (!preferences) {
    return <p>Loading preferences...</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>User Preferences</h2>
      <p><strong>Theme:</strong> {preferences.theme}</p>
      <p><strong>Language:</strong> {preferences.language}</p>
      <p><strong>Notifications Enabled:</strong> {preferences.notificationsEnabled ? 'Yes' : 'No'}</p>
    </div>
  );
}

export default UserPreferences;

این امر تضمین می‌کند که ترجیحات کاربر فقط یک بار واکشی شده و سپس برای دسترسی‌های بعدی کش می‌شوند، که عملکرد و پاسخگویی برنامه را بهبود می‌بخشد. هنگامی که کاربر ترجیحات خود را به‌روز می‌کند، شما باید کش را برای منعکس کردن تغییرات بی‌اعتبار کنید.

نتیجه‌گیری

experimental_useCache روشی قدرتمند و راحت برای پیاده‌سازی کش سمت کلاینت در برنامه‌های ری‌اکت، به ویژه هنگام کار با کامپوننت‌های سرور ری‌اکت، ارائه می‌دهد. با کش کردن نتایج عملیات سنگین، مانند واکشی داده، می‌توانید به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشید، بار سرور را کاهش دهید و تجربه کاربری را ارتقا دهید. با این حال، مهم است که بده‌بستان‌های بالقوه را به دقت در نظر بگیرید و استراتژی‌های مناسب بی‌اعتبار سازی کش را برای اطمینان از سازگاری داده‌ها پیاده‌سازی کنید. همانطور که experimental_useCache به بلوغ می‌رسد و به بخشی پایدار از اکوسیستم ری‌اکت تبدیل می‌شود، بدون شک نقش مهم‌تری در بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های وب مدرن ایفا خواهد کرد. به یاد داشته باشید که با آخرین مستندات ری‌اکت و بهترین شیوه‌های جامعه به‌روز بمانید تا از پتانسیل کامل این ویژگی جدید و هیجان‌انگیز بهره‌مند شوید.

این هوک هنوز آزمایشی است. همیشه برای به‌روزترین اطلاعات و جزئیات API به مستندات رسمی ری‌اکت مراجعه کنید. همچنین توجه داشته باشید که API ممکن است قبل از پایدار شدن تغییر کند.