Async Local Storage JavaScript: Menguasai Manajemen Konteks di Lingkungan Asinkron

Pemrograman asinkron adalah fundamental untuk JavaScript modern, terutama di Node.js untuk aplikasi sisi server dan semakin banyak di browser. Namun, mengelola konteks – data yang spesifik untuk permintaan, sesi pengguna, atau transaksi – di seluruh operasi asinkron bisa menjadi tantangan. Teknik standar seperti meneruskan data melalui panggilan fungsi bisa menjadi rumit dan rawan kesalahan, terutama dalam aplikasi yang kompleks. Di sinilah Async Local Storage (ALS) hadir sebagai solusi yang kuat.

Apa itu Async Local Storage (ALS)?

Async Local Storage (ALS) menyediakan cara untuk menyimpan data yang bersifat lokal untuk operasi asinkron tertentu. Anggap saja seperti penyimpanan lokal-thread (thread-local storage) di bahasa pemrograman lain, tetapi diadaptasi untuk model JavaScript yang single-threaded dan event-driven. ALS memungkinkan Anda mengasosiasikan data dengan konteks eksekusi asinkron saat ini, membuatnya dapat diakses di seluruh rantai panggilan asinkron, tanpa secara eksplisit meneruskannya sebagai argumen.

Pada dasarnya, ALS menciptakan ruang penyimpanan yang secara otomatis disebarkan melalui operasi asinkron yang dimulai dalam konteks yang sama. Ini menyederhanakan manajemen konteks dan secara signifikan mengurangi kode boilerplate yang diperlukan untuk mempertahankan state di seluruh batasan asinkron.

Mengapa Menggunakan Async Local Storage?

ALS menawarkan beberapa keuntungan utama dalam pengembangan JavaScript asinkron:

• Manajemen Konteks yang Disederhanakan: Hindari meneruskan variabel konteks melalui beberapa panggilan fungsi, mengurangi kerumitan kode dan meningkatkan keterbacaan.
• Debugging yang Ditingkatkan: Lacak data spesifik permintaan dengan mudah di seluruh tumpukan panggilan asinkron, memfasilitasi proses debug dan pemecahan masalah.
• Mengurangi Boilerplate: Hilangkan kebutuhan untuk menyebarkan konteks secara manual, menghasilkan kode yang lebih bersih dan lebih mudah dipelihara.
• Peningkatan Performa: Propagasi konteks ditangani secara otomatis, meminimalkan overhead performa yang terkait dengan penyebaran konteks manual.
• Akses Konteks Terpusat: Menyediakan satu lokasi yang terdefinisi dengan baik untuk mengakses data konteks, menyederhanakan akses dan modifikasi.

Studi Kasus untuk Async Local Storage

ALS sangat berguna dalam skenario di mana Anda perlu melacak data spesifik permintaan di seluruh operasi asinkron. Berikut adalah beberapa studi kasus umum:

1. Pelacakan Permintaan di Server Web

Di server web, setiap permintaan yang masuk dapat diperlakukan sebagai konteks asinkron yang terpisah. ALS dapat digunakan untuk menyimpan informasi spesifik permintaan, seperti ID permintaan, ID pengguna, token otentikasi, dan data relevan lainnya. Ini memungkinkan Anda untuk dengan mudah mengakses informasi ini dari bagian mana pun dari aplikasi Anda yang menangani permintaan, termasuk middleware, controller, dan kueri basis data.

Contoh (Node.js dengan Express):

const express = require('express');
const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');
const { v4: uuidv4 } = require('uuid');

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

app.use((req, res, next) => {
  const requestId = uuidv4();
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId);
    console.log(`Permintaan ${requestId} dimulai`);
    next();
  });
});

app.get('/', (req, res) => {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Menangani permintaan ${requestId}`);
  res.send(`Halo, ID Permintaan: ${requestId}`);
});

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

Dalam contoh ini, setiap permintaan yang masuk diberi ID permintaan yang unik, yang disimpan di Async Local Storage. ID ini kemudian dapat diakses dari bagian mana pun dari handler permintaan, memungkinkan Anda untuk melacak permintaan sepanjang siklus hidupnya.

2. Manajemen Sesi Pengguna

ALS juga dapat digunakan untuk mengelola sesi pengguna. Saat pengguna masuk, Anda dapat menyimpan data sesi pengguna (misalnya, ID pengguna, peran, izin) di ALS. Ini memungkinkan Anda untuk dengan mudah mengakses data sesi pengguna dari bagian mana pun dari aplikasi Anda yang membutuhkannya, tanpa harus meneruskannya sebagai argumen.

Contoh:

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function authenticateUser(username, password) {
  // Simulasikan autentikasi
  if (username === 'user' && password === 'password') {
    const userSession = { userId: 123, username: 'user', roles: ['admin'] };
    asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
      asyncLocalStorage.getStore().set('userSession', userSession);
      console.log('Pengguna terautentikasi, sesi disimpan di ALS');
      return true;
    });
    return true;
  } else {
    return false;
  }
}

function getUserSession() {
  return asyncLocalStorage.getStore() ? asyncLocalStorage.getStore().get('userSession') : null;
}

function someAsyncOperation() {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      const userSession = getUserSession();
      if (userSession) {
        console.log(`Operasi asinkron: ID Pengguna: ${userSession.userId}`);
        resolve();
      } else {
        console.log('Operasi asinkron: Tidak ada sesi pengguna yang ditemukan');
        resolve();
      }
    }, 100);
  });
}

async function main() {
  if (authenticateUser('user', 'password')) {
    await someAsyncOperation();
  } else {
    console.log('Autentikasi gagal');
  }
}

main();

Dalam contoh ini, setelah autentikasi berhasil, sesi pengguna disimpan di ALS. Fungsi `someAsyncOperation` kemudian dapat mengakses data sesi ini tanpa perlu diteruskan secara eksplisit sebagai argumen.

3. Manajemen Transaksi

Dalam transaksi basis data, ALS dapat digunakan untuk menyimpan objek transaksi. Ini memungkinkan Anda untuk mengakses objek transaksi dari bagian mana pun dari aplikasi Anda yang berpartisipasi dalam transaksi, memastikan bahwa semua operasi dilakukan dalam lingkup transaksi yang sama.

4. Pencatatan (Logging) dan Audit

ALS dapat digunakan untuk menyimpan informasi spesifik konteks untuk tujuan pencatatan dan audit. Misalnya, Anda dapat menyimpan ID pengguna, ID permintaan, dan stempel waktu di ALS, dan kemudian menyertakan informasi ini dalam pesan log Anda. Ini memudahkan untuk melacak aktivitas pengguna dan mengidentifikasi potensi masalah keamanan.

Cara Menggunakan Async Local Storage

Menggunakan Async Local Storage melibatkan tiga langkah utama:

1. Buat Instance AsyncLocalStorage: Buat instance dari kelas `AsyncLocalStorage`.
2. Jalankan Kode Dalam Konteks: Gunakan metode `run()` untuk mengeksekusi kode dalam konteks tertentu. Metode `run()` mengambil dua argumen: sebuah store (biasanya Map atau objek) dan sebuah fungsi callback. Store akan tersedia untuk semua operasi asinkron yang dimulai di dalam fungsi callback.
3. Akses Store: Gunakan metode `getStore()` untuk mengakses store dari dalam konteks asinkron.

Contoh:

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function doSomethingAsync() {
  return new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
      const value = asyncLocalStorage.getStore().get('myKey');
      console.log('Nilai dari ALS:', value);
      resolve();
    }, 500);
  });
}

async function main() {
  asyncLocalStorage.run(new Map(), async () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('myKey', 'Halo dari ALS!');
    await doSomethingAsync();
  });
}

main();

API AsyncLocalStorage

Kelas `AsyncLocalStorage` menyediakan metode-metode berikut:

• constructor(): Membuat instance AsyncLocalStorage baru.
• run(store, callback, ...args): Menjalankan fungsi callback yang disediakan dalam konteks di mana store yang diberikan tersedia. Store biasanya berupa `Map` atau objek JavaScript biasa. Setiap operasi asinkron yang dimulai dalam callback akan mewarisi konteks ini. Argumen tambahan dapat diteruskan ke fungsi callback.
• getStore(): Mengembalikan store saat ini untuk konteks asinkron saat ini. Mengembalikan `undefined` jika tidak ada store yang terkait dengan konteks saat ini.
• disable(): Menonaktifkan instance AsyncLocalStorage. Setelah dinonaktifkan, `run()` dan `getStore()` tidak akan berfungsi lagi.

Pertimbangan dan Praktik Terbaik

Meskipun ALS adalah alat yang kuat, penting untuk menggunakannya dengan bijaksana. Berikut adalah beberapa pertimbangan dan praktik terbaik:

• Hindari Penggunaan Berlebihan: Jangan gunakan ALS untuk semuanya. Gunakan hanya saat Anda perlu melacak konteks di seluruh batasan asinkron. Pertimbangkan solusi yang lebih sederhana seperti variabel biasa jika konteks tidak perlu disebarkan melalui panggilan asinkron.
• Performa: Meskipun ALS umumnya efisien, penggunaan berlebihan dapat memengaruhi performa. Ukur dan optimalkan kode Anda sesuai kebutuhan. Perhatikan ukuran store yang Anda tempatkan ke dalam ALS. Objek besar dapat memengaruhi performa, terutama jika banyak operasi asinkron yang dimulai.
• Manajemen Konteks: Pastikan Anda mengelola siklus hidup store dengan benar. Buat store baru untuk setiap permintaan atau sesi, dan bersihkan store saat tidak lagi diperlukan. Meskipun ALS sendiri membantu mengelola cakupan, data *di dalam* store masih memerlukan penanganan dan pengumpulan sampah yang tepat.
• Penanganan Kesalahan: Perhatikan penanganan kesalahan. Jika terjadi kesalahan dalam operasi asinkron, konteks mungkin hilang. Pertimbangkan untuk menggunakan blok try-catch untuk menangani kesalahan dan memastikan bahwa konteks dipertahankan dengan benar.
• Debugging: Debugging aplikasi berbasis ALS bisa menjadi tantangan. Gunakan alat debugging dan pencatatan untuk melacak alur eksekusi dan mengidentifikasi potensi masalah.
• Kompatibilitas: ALS tersedia di Node.js versi 14.5.0 dan yang lebih baru. Pastikan lingkungan Anda mendukung ALS sebelum menggunakannya. Untuk versi Node.js yang lebih lama, pertimbangkan untuk menggunakan solusi alternatif seperti continuation-local storage (CLS), meskipun ini mungkin memiliki karakteristik performa dan API yang berbeda.

Alternatif untuk Async Local Storage

Sebelum diperkenalkannya ALS, pengembang sering mengandalkan teknik lain untuk mengelola konteks dalam JavaScript asinkron. Berikut adalah beberapa alternatif umum:

• Penerusan Konteks Eksplisit: Meneruskan variabel konteks sebagai argumen ke setiap fungsi dalam rantai panggilan. Pendekatan ini sederhana tetapi bisa menjadi membosankan dan rawan kesalahan dalam aplikasi yang kompleks. Ini juga membuat refactoring lebih sulit, karena mengubah data konteks memerlukan modifikasi tanda tangan banyak fungsi.
• Continuation-Local Storage (CLS): CLS menyediakan fungsionalitas yang mirip dengan ALS, tetapi didasarkan pada mekanisme yang berbeda. CLS menggunakan monkey-patching untuk mencegat operasi asinkron dan menyebarkan konteks. Pendekatan ini bisa lebih kompleks dan mungkin memiliki implikasi performa.
• Pustaka dan Kerangka Kerja: Beberapa pustaka dan kerangka kerja menyediakan mekanisme manajemen konteks mereka sendiri. Misalnya, Express.js menyediakan middleware untuk mengelola data spesifik permintaan.

Meskipun alternatif ini dapat berguna dalam situasi tertentu, ALS menawarkan solusi yang lebih elegan dan efisien untuk mengelola konteks dalam JavaScript asinkron.

Kesimpulan

Async Local Storage (ALS) adalah alat yang kuat untuk mengelola konteks dalam aplikasi JavaScript asinkron. Dengan menyediakan cara untuk menyimpan data yang bersifat lokal untuk operasi asinkron tertentu, ALS menyederhanakan manajemen konteks, meningkatkan proses debug, dan mengurangi kode boilerplate. Baik Anda membangun server web, mengelola sesi pengguna, atau menangani transaksi basis data, ALS dapat membantu Anda menulis kode yang lebih bersih, lebih mudah dipelihara, dan lebih efisien.

Pemrograman asinkron hanya akan menjadi semakin meresap dalam JavaScript, membuat pemahaman alat seperti ALS semakin penting. Dengan memahami penggunaan dan keterbatasannya yang tepat, pengembang dapat membuat aplikasi yang lebih kuat dan mudah dikelola yang mampu berkembang dan beradaptasi dengan beragam kebutuhan pengguna secara global. Bereksperimenlah dengan ALS dalam proyek Anda dan temukan bagaimana hal itu dapat menyederhanakan alur kerja asinkron Anda dan meningkatkan arsitektur aplikasi Anda secara keseluruhan.

Sumber Daya Lebih Lanjut

• Dokumentasi AsyncLocalStorage Node.js
• paket npm async-local-storage (untuk versi Node.js yang lebih lama)
• Async Local Storage di Node.js - YouTube