जावास्क्रिप्ट असिंक कॉन्टेक्स्ट: रिक्वेस्ट-स्कोप्ड व्हेरिएबल मॅनेजमेंटमध्ये प्राविण्य मिळवणे

असिंक्रोनस प्रोग्रामिंग हे आधुनिक जावास्क्रिप्ट डेव्हलपमेंटचा आधारस्तंभ आहे, विशेषतः Node.js सारख्या वातावरणात. तथापि, असिंक्रोनस ऑपरेशन्समध्ये कॉन्टेक्स्ट आणि रिक्वेस्ट-स्कोप्ड व्हेरिएबल्स व्यवस्थापित करणे आव्हानात्मक असू शकते. पारंपारिक पद्धतींमुळे अनेकदा कोड क्लिष्ट होतो आणि डेटा करप्शनची शक्यता असते. हा लेख जावास्क्रिप्टच्या असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्ट क्षमतांचा शोध घेतो, विशेषतः AsyncLocalStorage वर लक्ष केंद्रित करतो आणि मजबूत आणि स्केलेबल ॲप्लिकेशन्स तयार करण्यासाठी रिक्वेस्ट-स्कोप्ड व्हेरिएबल मॅनेजमेंट कसे सोपे करते हे स्पष्ट करतो.

असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्टची आव्हाने समजून घेणे

सिंक्रोनस प्रोग्रामिंगमध्ये, फंक्शनच्या स्कोपमधील व्हेरिएबल्स व्यवस्थापित करणे सोपे असते. प्रत्येक फंक्शनचा स्वतःचा एक्झिक्युशन कॉन्टेक्स्ट असतो आणि त्या कॉन्टेक्स्टमध्ये घोषित केलेले व्हेरिएबल्स वेगळे ठेवले जातात. तथापि, असिंक्रोनस ऑपरेशन्स गुंतागुंत निर्माण करतात कारण ते सरळ रेषेत कार्यान्वित होत नाहीत. कॉलबॅक, प्रॉमिस आणि async/await नवीन एक्झिक्युशन कॉन्टेक्स्ट तयार करतात ज्यामुळे विशिष्ट रिक्वेस्ट किंवा ऑपरेशनशी संबंधित व्हेरिएबल्स राखणे आणि ऍक्सेस करणे कठीण होऊ शकते.

अशा परिस्थितीचा विचार करा जिथे तुम्हाला रिक्वेस्ट हँडलरच्या संपूर्ण अंमलबजावणीदरम्यान एक युनिक रिक्वेस्ट आयडी ट्रॅक करण्याची आवश्यकता आहे. योग्य यंत्रणेशिवाय, तुम्हाला रिक्वेस्टवर प्रक्रिया करणाऱ्या प्रत्येक फंक्शनला रिक्वेस्ट आयडी एक आर्गुमेंट म्हणून पास करावा लागेल. हा दृष्टीकोन अवजड, त्रुटीप्रवण आणि तुमचा कोड घट्टपणे जोडणारा आहे.

कॉन्टेक्स्ट प्रोपगेशनची समस्या

• कोड क्लटर: एकाधिक फंक्शन कॉल्समधून कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्स पास केल्याने कोडची गुंतागुंत लक्षणीयरीत्या वाढते आणि वाचनीयता कमी होते.
• टाइट कपलिंग: फंक्शन्स विशिष्ट कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्सवर अवलंबून बनतात, ज्यामुळे ते कमी पुनर्वापर करण्यायोग्य आणि तपासण्यास कठीण होतात.
• त्रुटी प्रवण: कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल पास करणे विसरल्यास किंवा चुकीचे मूल्य पास केल्यास अनपेक्षित वर्तन आणि डीबग करण्यास कठीण समस्या येऊ शकतात.
• देखभाल ओव्हरहेड: कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्समधील बदलांसाठी कोडबेसच्या अनेक भागांमध्ये बदल आवश्यक असतात.

ही आव्हाने असिंक्रोनस जावास्क्रिप्ट वातावरणात रिक्वेस्ट-स्कोप्ड व्हेरिएबल्स व्यवस्थापित करण्यासाठी अधिक सुबक आणि मजबूत समाधानाची गरज अधोरेखित करतात.

AsyncLocalStorage चा परिचय: असिंक कॉन्टेक्स्टसाठी एक समाधान

AsyncLocalStorage, जे Node.js v14.5.0 मध्ये सादर केले गेले, ते असिंक्रोनस ऑपरेशनच्या जीवनकाळात डेटा संग्रहित करण्याची एक यंत्रणा प्रदान करते. हे मूलत: एक कॉन्टेक्स्ट तयार करते जे असिंक्रोनस सीमा ओलांडून कायम राहते, ज्यामुळे तुम्हाला विशिष्ट रिक्वेस्ट किंवा ऑपरेशनसाठी व्हेरिएबल्स स्पष्टपणे पास न करता ऍक्सेस आणि सुधारित करण्याची परवानगी मिळते.

AsyncLocalStorage प्रति-एक्झिक्युशन कॉन्टेक्स्ट आधारावर कार्य करते. प्रत्येक असिंक्रोनस ऑपरेशनला (उदा. रिक्वेस्ट हँडलर) स्वतःचे वेगळे स्टोरेज मिळते. हे सुनिश्चित करते की एका रिक्वेस्टशी संबंधित डेटा चुकून दुसऱ्या रिक्वेस्टमध्ये लीक होत नाही, ज्यामुळे डेटाची अखंडता आणि वेगळेपणा टिकून राहतो.

AsyncLocalStorage कसे कार्य करते

AsyncLocalStorage क्लास खालील प्रमुख मेथड्स प्रदान करते:

• getStore(): वर्तमान एक्झिक्युशन कॉन्टेक्स्टशी संबंधित वर्तमान स्टोअर परत करते. स्टोअर अस्तित्वात नसल्यास, ते undefined परत करते.
• run(store, callback, ...args): प्रदान केलेल्या callback ला नवीन असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्टमध्ये कार्यान्वित करते. store आर्गुमेंट कॉन्टेक्स्टच्या स्टोरेजला सुरू करते. कॉलबॅकद्वारे ट्रिगर केलेल्या सर्व असिंक्रोनस ऑपरेशन्सना या स्टोअरमध्ये प्रवेश असेल.
• enterWith(store): प्रदान केलेल्या store च्या कॉन्टेक्स्टमध्ये प्रवेश करते. जेव्हा तुम्हाला कोडच्या विशिष्ट ब्लॉकसाठी कॉन्टेक्स्ट स्पष्टपणे सेट करण्याची आवश्यकता असते तेव्हा हे उपयुक्त आहे.
• disable(): AsyncLocalStorage इन्स्टन्स अक्षम करते. अक्षम केल्यानंतर स्टोअरमध्ये प्रवेश करण्याचा प्रयत्न केल्यास एरर येईल.

स्टोअर स्वतः एक साधे जावास्क्रिप्ट ऑब्जेक्ट आहे (किंवा तुम्ही निवडलेला कोणताही डेटा प्रकार) जे तुम्हाला व्यवस्थापित करायचे असलेले कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्स ठेवते. तुम्ही रिक्वेस्ट आयडी, वापरकर्त्याची माहिती किंवा वर्तमान ऑपरेशनशी संबंधित इतर कोणताही डेटा संग्रहित करू शकता.

AsyncLocalStorage च्या वापराची प्रात्यक्षिक उदाहरणे

चला AsyncLocalStorage चा वापर काही प्रात्यक्षिक उदाहरणांसह पाहूया.

उदाहरण १: वेब सर्व्हरमध्ये रिक्वेस्ट आयडी ट्रॅकिंग

Express.js वापरणाऱ्या Node.js वेब सर्व्हरचा विचार करा. आम्हाला प्रत्येक येणाऱ्या रिक्वेस्टसाठी एक युनिक रिक्वेस्ट आयडी आपोआप तयार करायचा आणि ट्रॅक करायचा आहे. हा आयडी लॉगिंग, ट्रेसिंग आणि डीबगिंगसाठी वापरला जाऊ शकतो.

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(`Request received with ID: ${requestId}`);
    next();
  });
});

app.get('/', (req, res) => {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Handling request with ID: ${requestId}`);
  res.send(`Hello, Request ID: ${requestId}`);
});

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

या उदाहरणात:

• आपण एक AsyncLocalStorage इन्स्टन्स तयार करतो.
• प्रत्येक येणाऱ्या रिक्वेस्टला अडवण्यासाठी आपण एक्सप्रेस मिडलवेअर वापरतो.
• मिडलवेअरमध्ये, आपण uuidv4() वापरून एक युनिक रिक्वेस्ट आयडी तयार करतो.
• नवीन असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्ट तयार करण्यासाठी आपण asyncLocalStorage.run() कॉल करतो. आपण स्टोअरला Map ने सुरू करतो, जे आपले कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्स ठेवेल.
• run() कॉलबॅकच्या आत, आपण asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId) वापरून स्टोअरमध्ये requestId सेट करतो.
• नंतर आपण पुढील मिडलवेअर किंवा रूट हँडलरकडे नियंत्रण देण्यासाठी next() कॉल करतो.
• रूट हँडलरमध्ये (app.get('/')), आपण asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') वापरून स्टोअरमधून requestId मिळवतो.

आता, रिक्वेस्ट हँडलरमध्ये कितीही असिंक्रोनस ऑपरेशन्स ट्रिगर झाली तरी, तुम्ही नेहमी asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') वापरून रिक्वेस्ट आयडी ऍक्सेस करू शकता.

उदाहरण २: वापरकर्ता प्रमाणीकरण आणि अधिकृतता

आणखी एक सामान्य उपयोग म्हणजे वापरकर्ता प्रमाणीकरण आणि अधिकृतता माहिती व्यवस्थापित करणे. समजा तुमच्याकडे एक मिडलवेअर आहे जे वापरकर्त्याला प्रमाणित करते आणि त्यांचा युझर आयडी मिळवते. तुम्ही युझर आयडी AsyncLocalStorage मध्ये संग्रहित करू शकता जेणेकरून तो पुढील मिडलवेअर आणि रूट हँडलरसाठी उपलब्ध असेल.

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

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

// Authentication Middleware (Example)
const authenticateUser = (req, res, next) => {
  // Simulate user authentication (replace with your actual logic)
  const userId = req.headers['x-user-id'] || 'guest'; // Get User ID from Header

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('userId', userId);
    console.log(`User authenticated with ID: ${userId}`);
    next();
  });
};

app.use(authenticateUser);

app.get('/profile', (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  console.log(`Accessing profile for user ID: ${userId}`);
  res.send(`Profile for User ID: ${userId}`);
});

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

या उदाहरणात, authenticateUser मिडलवेअर युझर आयडी मिळवते (येथे हेडर वाचून सिम्युलेट केले आहे) आणि ते AsyncLocalStorage मध्ये संग्रहित करते. त्यानंतर /profile रूट हँडलर युझर आयडीला स्पष्ट पॅरामीटर म्हणून न घेता ऍक्सेस करू शकतो.

उदाहरण ३: डेटाबेस ट्रान्झॅक्शन व्यवस्थापन

डेटाबेस ट्रान्झॅक्शन्स असलेल्या परिस्थितीत, AsyncLocalStorage चा वापर ट्रान्झॅक्शन कॉन्टेक्स्ट व्यवस्थापित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. तुम्ही डेटाबेस कनेक्शन किंवा ट्रान्झॅक्शन ऑब्जेक्ट AsyncLocalStorage मध्ये संग्रहित करू शकता, जेणेकरून एका विशिष्ट रिक्वेस्टमधील सर्व डेटाबेस ऑपरेशन्स समान ट्रान्झॅक्शन वापरतील याची खात्री होते.

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

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

// Simulate a database connection
const db = {
  query: (sql, callback) => {
    const transactionId = asyncLocalStorage.getStore()?.get('transactionId') || 'No Transaction';
    console.log(`Executing SQL: ${sql} in Transaction: ${transactionId}`);
    // Simulate database query execution
    setTimeout(() => {
      callback(null, { success: true });
    }, 50);
  },
};

// Middleware to start a transaction
const startTransaction = (req, res, next) => {
  const transactionId = Math.random().toString(36).substring(2, 15); // Generate a random transaction ID

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('transactionId', transactionId);
    console.log(`Starting transaction: ${transactionId}`);
    next();
  });
};

app.use(startTransaction);

app.get('/data', (req, res) => {
  db.query('SELECT * FROM data', (err, result) => {
    if (err) {
      return res.status(500).send('Error querying data');
    }
    res.send('Data retrieved successfully');
  });
});

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

या सोप्या उदाहरणात:

• startTransaction मिडलवेअर एक ट्रान्झॅक्शन आयडी तयार करते आणि तो AsyncLocalStorage मध्ये संग्रहित करते.
• सिम्युलेटेड db.query फंक्शन स्टोअरमधून ट्रान्झॅक्शन आयडी मिळवते आणि तो लॉग करते, हे दर्शवते की ट्रान्झॅक्शन कॉन्टेक्स्ट असिंक्रोनस डेटाबेस ऑपरेशनमध्ये उपलब्ध आहे.

प्रगत वापर आणि विचार करण्याच्या गोष्टी

मिडलवेअर आणि कॉन्टेक्स्ट प्रोपगेशन

AsyncLocalStorage मिडलवेअर चेन्समध्ये विशेषतः उपयुक्त आहे. प्रत्येक मिडलवेअर शेअर केलेल्या कॉन्टेक्स्टला ऍक्सेस आणि सुधारित करू शकते, ज्यामुळे तुम्हाला सहजतेने जटिल प्रोसेसिंग पाइपलाइन तयार करता येतात.

तुमची मिडलवेअर फंक्शन्स कॉन्टेक्स्ट योग्यरित्या प्रसारित करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहेत याची खात्री करा. असिंक्रोनस ऑपरेशन्स रॅप करण्यासाठी आणि कॉन्टेक्स्टचा प्रवाह कायम ठेवण्यासाठी asyncLocalStorage.run() किंवा asyncLocalStorage.enterWith() वापरा.

त्रुटी हाताळणी आणि स्वच्छता

AsyncLocalStorage वापरताना योग्य त्रुटी हाताळणी करणे महत्त्वाचे आहे. तुम्ही अपवादांना व्यवस्थित हाताळता आणि कॉन्टेक्स्टशी संबंधित कोणतीही संसाधने स्वच्छ करता याची खात्री करा. एरर आली तरी संसाधने मुक्त केली जातील याची खात्री करण्यासाठी try...finally ब्लॉक्स वापरण्याचा विचार करा.

कार्यक्षमतेचा विचार

जरी AsyncLocalStorage कॉन्टेक्स्ट व्यवस्थापित करण्याचा सोयीस्कर मार्ग प्रदान करत असले तरी, त्याच्या कार्यक्षमतेवरील परिणामांबद्दल जागरूक असणे आवश्यक आहे. AsyncLocalStorage चा जास्त वापर केल्याने ओव्हरहेड वाढू शकतो, विशेषतः उच्च-थ्रुपुट ॲप्लिकेशन्समध्ये. संभाव्य अडथळे ओळखण्यासाठी आणि त्यानुसार ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी तुमच्या कोडचे प्रोफाइल करा.

AsyncLocalStorage मध्ये जास्त प्रमाणात डेटा संग्रहित करणे टाळा. फक्त आवश्यक कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्स संग्रहित करा. जर तुम्हाला मोठी ऑब्जेक्ट्स संग्रहित करण्याची आवश्यकता असेल, तर ऑब्जेक्ट्स स्वतः संग्रहित करण्याऐवजी त्यांचे रेफरन्स संग्रहित करण्याचा विचार करा.

AsyncLocalStorage चे पर्याय

AsyncLocalStorage एक शक्तिशाली साधन असले तरी, तुमच्या विशिष्ट गरजा आणि फ्रेमवर्कनुसार असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्ट व्यवस्थापित करण्यासाठी पर्यायी दृष्टिकोन आहेत.

• स्पष्ट कॉन्टेक्स्ट पासिंग: आधी नमूद केल्याप्रमाणे, फंक्शन्सना आर्गुमेंट्स म्हणून कॉन्टेक्स्ट व्हेरिएबल्स स्पष्टपणे पास करणे हा एक मूलभूत, पण कमी सुबक दृष्टिकोन आहे.
• कॉन्टेक्स्ट ऑब्जेक्ट्स: एक समर्पित कॉन्टेक्स्ट ऑब्जेक्ट तयार करणे आणि ते पास करणे, वैयक्तिक व्हेरिएबल्स पास करण्याच्या तुलनेत वाचनीयता सुधारू शकते.
• फ्रेमवर्क-विशिष्ट उपाय: अनेक फ्रेमवर्क स्वतःच्या कॉन्टेक्स्ट व्यवस्थापन यंत्रणा प्रदान करतात. उदाहरणार्थ, NestJS रिक्वेस्ट-स्कोप्ड प्रोव्हायडर्स प्रदान करते.

जागतिक दृष्टीकोन आणि सर्वोत्तम पद्धती

जागतिक संदर्भात असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्टसह काम करताना, खालील गोष्टी विचारात घ्या:

• वेळ क्षेत्र (Time Zones): कॉन्टेक्स्टमध्ये तारीख आणि वेळेची माहिती हाताळताना वेळ क्षेत्रांबद्दल जागरूक रहा. संदिग्धता टाळण्यासाठी टाइमस्टॅम्पसह वेळ क्षेत्राची माहिती संग्रहित करा.
• स्थानिकीकरण (Localization): जर तुमचे ॲप्लिकेशन एकाधिक भाषांना समर्थन देत असेल, तर वापरकर्त्याचा लोकॅल (locale) कॉन्टेक्स्टमध्ये संग्रहित करा जेणेकरून सामग्री योग्य भाषेत प्रदर्शित होईल.
• चलन (Currency): जर तुमचे ॲप्लिकेशन आर्थिक व्यवहार हाताळत असेल, तर वापरकर्त्याचे चलन कॉन्टेक्स्टमध्ये संग्रहित करा जेणेकरून रक्कम योग्यरित्या प्रदर्शित होईल.
• डेटा फॉरमॅट्स: वेगवेगळ्या प्रदेशांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या वेगवेगळ्या डेटा फॉरमॅट्सबद्दल जागरूक रहा. उदाहरणार्थ, तारीख फॉरमॅट्स आणि संख्या फॉरमॅट्समध्ये लक्षणीय फरक असू शकतो.

निष्कर्ष

AsyncLocalStorage असिंक्रोनस जावास्क्रिप्ट वातावरणात रिक्वेस्ट-स्कोप्ड व्हेरिएबल्स व्यवस्थापित करण्यासाठी एक शक्तिशाली आणि सुबक उपाय प्रदान करते. असिंक्रोनस सीमा ओलांडून एक स्थिर कॉन्टेक्स्ट तयार करून, ते कोड सोपे करते, कपलिंग कमी करते आणि देखभालीची क्षमता सुधारते. त्याच्या क्षमता आणि मर्यादा समजून घेऊन, तुम्ही मजबूत, स्केलेबल आणि जागतिक स्तरावर जागरूक ॲप्लिकेशन्स तयार करण्यासाठी AsyncLocalStorage चा लाभ घेऊ शकता.

असिंक्रोनस कोडवर काम करणाऱ्या कोणत्याही जावास्क्रिप्ट डेव्हलपरसाठी असिंक्रोनस कॉन्टेक्स्टमध्ये प्राविण्य मिळवणे आवश्यक आहे. अधिक स्वच्छ, अधिक देखभाल करण्यायोग्य आणि अधिक विश्वासार्ह ॲप्लिकेशन्स लिहिण्यासाठी AsyncLocalStorage आणि इतर कॉन्टेक्स्ट व्यवस्थापन तंत्रांचा अवलंब करा.