M

MLOG

Bahasa Indonesia

Pelajari konteks asinkron JavaScript dan AsyncLocalStorage untuk mengelola variabel berlingkup permintaan secara efektif di lingkungan asinkron.

Konteks Asinkron JavaScript: Mengelola Variabel Berlingkup Permintaan

Pemrograman asinkron adalah landasan pengembangan JavaScript modern, terutama di lingkungan seperti Node.js di mana I/O non-blocking sangat penting untuk kinerja. Namun, mengelola konteks di seluruh operasi asinkron bisa menjadi tantangan. Di sinilah konteks asinkron JavaScript, khususnya AsyncLocalStorage, berperan.

Apa Itu Konteks Asinkron?

Konteks asinkron mengacu pada kemampuan untuk mengaitkan data dengan operasi asinkron yang bertahan selama siklus hidupnya. Ini penting untuk skenario di mana Anda perlu mempertahankan informasi berlingkup permintaan (misalnya, ID pengguna, ID permintaan, informasi pelacakan) di beberapa panggilan asinkron. Tanpa manajemen konteks yang tepat, proses debug, pencatatan log, dan keamanan bisa menjadi jauh lebih sulit.

Tantangan Menjaga Konteks dalam Operasi Asinkron

Pendekatan tradisional untuk mengelola konteks, seperti meneruskan variabel secara eksplisit melalui pemanggilan fungsi, bisa menjadi rumit dan rawan kesalahan seiring meningkatnya kompleksitas kode asinkron. Callback hell dan rantai promise dapat mengaburkan alur konteks, yang menyebabkan masalah pemeliharaan dan potensi kerentanan keamanan. Perhatikan contoh sederhana ini:


function processRequest(req, res) {
  const userId = req.userId;

  fetchData(userId, (data) => {
    transformData(userId, data, (transformedData) => {
      logData(userId, transformedData, () => {
        res.send(transformedData);
      });
    });
  });
}

Dalam contoh ini, userId berulang kali diteruskan melalui callback bersarang. Pendekatan ini tidak hanya bertele-tele tetapi juga mengikat fungsi-fungsi secara erat, membuatnya kurang dapat digunakan kembali dan lebih sulit untuk diuji.

Memperkenalkan AsyncLocalStorage

AsyncLocalStorage adalah modul bawaan di Node.js yang menyediakan mekanisme untuk menyimpan data yang bersifat lokal untuk konteks asinkron tertentu. Ini memungkinkan Anda untuk mengatur dan mengambil nilai yang secara otomatis disebarkan melintasi batas-batas asinkron dalam konteks eksekusi yang sama. Hal ini secara signifikan menyederhanakan pengelolaan variabel berlingkup permintaan.

Cara Kerja AsyncLocalStorage

AsyncLocalStorage bekerja dengan membuat konteks penyimpanan yang terkait dengan operasi asinkron saat ini. Ketika operasi asinkron baru dimulai (misalnya, promise, callback), konteks penyimpanan secara otomatis disebarkan ke operasi baru. Ini memastikan bahwa data yang sama dapat diakses di seluruh rantai panggilan asinkron.

Penggunaan Dasar AsyncLocalStorage

Berikut adalah contoh dasar tentang cara menggunakan AsyncLocalStorage:


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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function processRequest(req, res) {
  const userId = req.userId;

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

    fetchData().then(data => {
      return transformData(data);
    }).then(transformedData => {
      return logData(transformedData);
    }).then(() => {
      res.send(transformedData);
    });
  });
}

async function fetchData() {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  // ... ambil data menggunakan userId
  return data;
}

async function transformData(data) {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  // ... ubah data menggunakan userId
  return transformedData;
}

async function logData(data) {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  // ... catat data menggunakan userId
  return;
}

Dalam contoh ini:

Kasus Penggunaan untuk AsyncLocalStorage

AsyncLocalStorage sangat berguna dalam skenario berikut:

1. Pelacakan Permintaan (Request Tracing)

Dalam sistem terdistribusi, melacak permintaan di berbagai layanan sangat penting untuk memantau kinerja dan mengidentifikasi hambatan. AsyncLocalStorage dapat digunakan untuk menyimpan ID permintaan unik yang disebarkan melintasi batas-batas layanan. Ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan log dan metrik dari layanan yang berbeda, memberikan pandangan komprehensif tentang perjalanan permintaan tersebut. Sebagai contoh, pertimbangkan arsitektur layanan mikro di mana permintaan pengguna melewati API gateway, layanan autentikasi, dan layanan pemrosesan data. Dengan menggunakan AsyncLocalStorage, ID permintaan unik dapat dibuat di API gateway dan secara otomatis disebarkan ke semua layanan berikutnya yang terlibat dalam menangani permintaan tersebut.

2. Konteks Pencatatan Log (Logging Context)

Saat mencatat peristiwa, sering kali berguna untuk menyertakan informasi kontekstual seperti ID pengguna, ID permintaan, atau ID sesi. AsyncLocalStorage dapat digunakan untuk secara otomatis menyertakan informasi ini dalam pesan log, membuatnya lebih mudah untuk melakukan debug dan menganalisis masalah. Bayangkan skenario di mana Anda perlu melacak aktivitas pengguna dalam aplikasi Anda. Dengan menyimpan ID pengguna di AsyncLocalStorage, Anda dapat secara otomatis menyertakannya di semua pesan log yang terkait dengan sesi pengguna tersebut, memberikan wawasan berharga tentang perilaku mereka dan potensi masalah yang mungkin mereka hadapi.

3. Autentikasi dan Otorisasi

AsyncLocalStorage dapat digunakan untuk menyimpan informasi autentikasi dan otorisasi, seperti peran dan izin pengguna. Ini memungkinkan Anda untuk memberlakukan kebijakan kontrol akses di seluruh aplikasi Anda tanpa harus secara eksplisit meneruskan kredensial pengguna ke setiap fungsi. Pertimbangkan aplikasi e-commerce di mana pengguna yang berbeda memiliki tingkat akses yang berbeda (misalnya, administrator, pelanggan biasa). Dengan menyimpan peran pengguna di AsyncLocalStorage, Anda dapat dengan mudah memeriksa izin mereka sebelum mengizinkan mereka melakukan tindakan tertentu, memastikan bahwa hanya pengguna yang berwenang yang dapat mengakses data atau fungsionalitas sensitif.

4. Transaksi Basis Data

Saat bekerja dengan basis data, sering kali perlu mengelola transaksi di beberapa operasi asinkron. AsyncLocalStorage dapat digunakan untuk menyimpan koneksi basis data atau objek transaksi, memastikan bahwa semua operasi dalam permintaan yang sama dieksekusi dalam transaksi yang sama. Misalnya, jika pengguna melakukan pemesanan, Anda mungkin perlu memperbarui beberapa tabel (misalnya, pesanan, item_pesanan, inventaris). Dengan menyimpan objek transaksi basis data di AsyncLocalStorage, Anda dapat memastikan bahwa semua pembaruan ini dilakukan dalam satu transaksi, menjamin atomisitas dan konsistensi.

5. Multi-Tenancy

Dalam aplikasi multi-tenant, penting untuk mengisolasi data dan sumber daya untuk setiap penyewa (tenant). AsyncLocalStorage dapat digunakan untuk menyimpan ID penyewa, memungkinkan Anda untuk secara dinamis merutekan permintaan ke penyimpanan data atau sumber daya yang sesuai berdasarkan penyewa saat ini. Bayangkan sebuah platform SaaS di mana beberapa organisasi menggunakan instance aplikasi yang sama. Dengan menyimpan ID penyewa di AsyncLocalStorage, Anda dapat memastikan bahwa data setiap organisasi tetap terpisah dan bahwa mereka hanya memiliki akses ke sumber daya mereka sendiri.

Praktik Terbaik Menggunakan AsyncLocalStorage

Meskipun AsyncLocalStorage adalah alat yang ampuh, penting untuk menggunakannya dengan bijaksana untuk menghindari potensi masalah kinerja dan menjaga kejelasan kode. Berikut adalah beberapa praktik terbaik yang perlu diingat:

1. Minimalkan Penyimpanan Data

Simpan hanya data yang benar-benar diperlukan di AsyncLocalStorage. Menyimpan data dalam jumlah besar dapat memengaruhi kinerja, terutama di lingkungan dengan konkurensi tinggi. Misalnya, alih-alih menyimpan seluruh objek pengguna, pertimbangkan untuk hanya menyimpan ID pengguna dan mengambil objek pengguna dari cache atau basis data saat dibutuhkan.

2. Hindari Peralihan Konteks yang Berlebihan

Peralihan konteks yang sering juga dapat memengaruhi kinerja. Minimalkan berapa kali Anda mengatur dan mengambil nilai dari AsyncLocalStorage. Cache nilai yang sering diakses secara lokal di dalam fungsi untuk mengurangi overhead saat mengakses konteks penyimpanan. Misalnya, jika Anda perlu mengakses ID pengguna beberapa kali dalam sebuah fungsi, ambil sekali dari AsyncLocalStorage dan simpan dalam variabel lokal untuk penggunaan selanjutnya.

3. Gunakan Konvensi Penamaan yang Jelas dan Konsisten

Gunakan konvensi penamaan yang jelas dan konsisten untuk kunci yang Anda simpan di AsyncLocalStorage. Ini akan meningkatkan keterbacaan dan pemeliharaan kode. Misalnya, gunakan awalan yang konsisten untuk semua kunci yang terkait dengan fitur atau domain tertentu, seperti request.id atau user.id.

4. Bersihkan Setelah Digunakan

Meskipun AsyncLocalStorage secara otomatis membersihkan konteks penyimpanan saat operasi asinkron selesai, adalah praktik yang baik untuk secara eksplisit membersihkan konteks penyimpanan saat tidak lagi diperlukan. Ini dapat membantu mencegah kebocoran memori dan meningkatkan kinerja. Anda dapat mencapai ini dengan menggunakan metode exit untuk membersihkan konteks secara eksplisit.

5. Pertimbangkan Implikasi Kinerja

Waspadai implikasi kinerja penggunaan AsyncLocalStorage, terutama di lingkungan dengan konkurensi tinggi. Lakukan benchmark pada kode Anda untuk memastikan bahwa itu memenuhi persyaratan kinerja Anda. Profil aplikasi Anda untuk mengidentifikasi potensi hambatan yang terkait dengan manajemen konteks. Pertimbangkan pendekatan alternatif, seperti penerusan konteks secara eksplisit, jika AsyncLocalStorage menimbulkan overhead kinerja yang tidak dapat diterima.

6. Gunakan dengan Hati-hati di dalam Pustaka (Library)

Hindari menggunakan AsyncLocalStorage secara langsung di pustaka yang ditujukan untuk penggunaan umum. Pustaka tidak boleh membuat asumsi tentang konteks di mana mereka digunakan. Sebaliknya, sediakan opsi bagi pengguna untuk meneruskan informasi kontekstual secara eksplisit. Ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol bagaimana konteks dikelola dalam aplikasi mereka dan menghindari potensi konflik atau perilaku yang tidak terduga.

Alternatif untuk AsyncLocalStorage

Meskipun AsyncLocalStorage adalah alat yang nyaman dan ampuh, itu tidak selalu menjadi solusi terbaik untuk setiap skenario. Berikut adalah beberapa alternatif yang perlu dipertimbangkan:

1. Penerusan Konteks Secara Eksplisit

Pendekatan paling sederhana adalah dengan secara eksplisit meneruskan informasi kontekstual sebagai argumen ke fungsi. Pendekatan ini lugas dan mudah dipahami, tetapi bisa menjadi rumit seiring dengan meningkatnya kompleksitas kode. Penerusan konteks secara eksplisit cocok untuk skenario sederhana di mana konteksnya relatif kecil dan kodenya tidak terlalu bersarang. Namun, untuk skenario yang lebih kompleks, ini dapat menyebabkan kode yang sulit dibaca dan dipelihara.

2. Objek Konteks

Daripada meneruskan variabel individual, Anda dapat membuat objek konteks yang merangkum semua informasi kontekstual. Ini dapat menyederhanakan signature fungsi dan membuat kode lebih mudah dibaca. Objek konteks adalah kompromi yang baik antara penerusan konteks eksplisit dan AsyncLocalStorage. Mereka menyediakan cara untuk mengelompokkan informasi kontekstual terkait bersama-sama, membuat kode lebih terorganisir dan lebih mudah dipahami. Namun, mereka masih memerlukan penerusan objek konteks secara eksplisit ke setiap fungsi.

3. Async Hooks (untuk Diagnostik)

Modul async_hooks Node.js menyediakan mekanisme yang lebih umum untuk melacak operasi asinkron. Meskipun lebih kompleks untuk digunakan daripada AsyncLocalStorage, ia menawarkan fleksibilitas dan kontrol yang lebih besar. async_hooks terutama ditujukan untuk tujuan diagnostik dan debugging. Ini memungkinkan Anda untuk melacak siklus hidup operasi asinkron dan mengumpulkan informasi tentang eksekusinya. Namun, tidak disarankan untuk manajemen konteks tujuan umum karena potensi overhead kinerjanya.

4. Konteks Diagnostik (OpenTelemetry)

OpenTelemetry menyediakan API terstandarisasi untuk mengumpulkan dan mengekspor data telemetri, termasuk jejak (traces), metrik, dan log. Fitur konteks diagnostiknya menawarkan solusi canggih dan kuat untuk mengelola propagasi konteks dalam sistem terdistribusi. Berintegrasi dengan OpenTelemetry menyediakan cara yang netral terhadap vendor untuk memastikan konsistensi konteks di berbagai layanan dan platform. Ini sangat berguna dalam arsitektur layanan mikro yang kompleks di mana konteks perlu disebarkan melintasi batas-batas layanan.

Contoh di Dunia Nyata

Mari kita jelajahi beberapa contoh dunia nyata tentang bagaimana AsyncLocalStorage dapat digunakan dalam skenario yang berbeda.

1. Aplikasi E-commerce: Pelacakan Permintaan

Dalam aplikasi e-commerce, Anda dapat menggunakan AsyncLocalStorage untuk melacak permintaan pengguna di berbagai layanan, seperti katalog produk, keranjang belanja, dan gateway pembayaran. Ini memungkinkan Anda untuk memantau kinerja setiap layanan dan mengidentifikasi hambatan yang mungkin memengaruhi pengalaman pengguna.


// Di dalam API gateway
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');
const { v4: uuidv4 } = require('uuid');

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

app.use((req, res, next) => {
  const requestId = uuidv4();
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId);
    res.setHeader('X-Request-Id', requestId);
    next();
  });
});

// Di dalam layanan katalog produk
async function getProductDetails(productId) {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  // Catat ID permintaan bersama dengan detail lainnya
  logger.info(`[${requestId}] Mengambil detail produk untuk ID produk: ${productId}`);
  // ... ambil detail produk
}

2. Platform SaaS: Multi-Tenancy

Di platform SaaS, Anda dapat menggunakan AsyncLocalStorage untuk menyimpan ID penyewa dan secara dinamis merutekan permintaan ke penyimpanan data atau sumber daya yang sesuai berdasarkan penyewa saat ini. Ini memastikan bahwa data setiap penyewa tetap terpisah dan bahwa mereka hanya memiliki akses ke sumber daya mereka sendiri.


// Middleware untuk mengekstrak ID penyewa dari permintaan
app.use((req, res, next) => {
  const tenantId = req.headers['x-tenant-id'];
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('tenantId', tenantId);
    next();
  });
});

// Fungsi untuk mengambil data untuk penyewa tertentu
async function fetchData(query) {
  const tenantId = asyncLocalStorage.getStore().get('tenantId');
  const db = getDatabaseConnection(tenantId);
  return db.query(query);
}

3. Arsitektur Layanan Mikro: Konteks Pencatatan Log

Dalam arsitektur layanan mikro, Anda dapat menggunakan AsyncLocalStorage untuk menyimpan ID pengguna dan secara otomatis menyertakannya dalam pesan log dari layanan yang berbeda. Ini membuatnya lebih mudah untuk melakukan debug dan menganalisis masalah yang mungkin memengaruhi pengguna tertentu.


// Di dalam layanan autentikasi
app.use((req, res, next) => {
  const userId = req.user.id;
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('userId', userId);
    next();
  });
});

// Di dalam layanan pemrosesan data
async function processData(data) {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  logger.info(`[ID Pengguna: ${userId}] Memproses data: ${JSON.stringify(data)}`);
  // ... proses data
}

Kesimpulan

AsyncLocalStorage adalah alat yang berharga untuk mengelola variabel berlingkup permintaan di lingkungan JavaScript asinkron. Ini menyederhanakan manajemen konteks di seluruh operasi asinkron, membuat kode lebih mudah dibaca, dipelihara, dan aman. Dengan memahami kasus penggunaannya, praktik terbaik, dan alternatifnya, Anda dapat secara efektif memanfaatkan AsyncLocalStorage untuk membangun aplikasi yang kuat dan dapat diskalakan. Namun, sangat penting untuk mempertimbangkan dengan cermat implikasi kinerjanya dan menggunakannya dengan bijaksana untuk menghindari potensi masalah. Rangkullah AsyncLocalStorage dengan bijaksana untuk meningkatkan praktik pengembangan JavaScript asinkron Anda.

Dengan memasukkan contoh yang jelas, saran praktis, dan tinjauan komprehensif, panduan ini bertujuan untuk membekali pengembang di seluruh dunia dengan pengetahuan untuk mengelola konteks asinkron secara efektif menggunakan AsyncLocalStorage dalam aplikasi JavaScript mereka. Ingatlah untuk mempertimbangkan implikasi kinerja dan alternatif untuk memastikan solusi terbaik untuk kebutuhan spesifik Anda.