Next.js Unstable Cache: Finkornet hurtigbufferkontroll for dynamiske applikasjoner

Next.js har revolusjonert webutvikling, og tilbyr kraftige funksjoner for å bygge ytelsessterke og skalerbare applikasjoner. En av kjernekompetansene er den robuste caching-mekanismen, som lar utviklere optimalisere datahenting og rendering for en smidigere brukeropplevelse. Mens Next.js tilbyr ulike caching-strategier, gir unstable_cache-API-et et nytt nivå av finkornet kontroll, som gjør det mulig for utviklere å skreddersy caching-atferd til de spesifikke behovene i deres dynamiske applikasjoner. Denne artikkelen dykker ned i unstable_cache-API-et, og utforsker dets kapabiliteter, fordeler og praktiske anvendelser.

Forståelse av caching i Next.js

Før vi dykker ned i unstable_cache, er det viktig å forstå de ulike caching-lagene i Next.js. Next.js benytter flere caching-mekanismer for å forbedre ytelsen:

• Full Route Cache: Next.js kan cache hele ruter, inkludert HTML og JSON-data, på edge-servere eller i et CDN. Dette sikrer at påfølgende forespørsler for den samme ruten blir servert raskt fra cachen.
• Data Cache: Next.js cacher automatisk resultatene av datahentingsoperasjoner. Dette forhindrer overflødig datahenting, noe som forbedrer ytelsen betydelig.
• React Cache (useMemo, useCallback): Reacts innebygde caching-mekanismer, som useMemo og useCallback, kan brukes til å memoize kostbare beregninger og komponent-renderinger.

Selv om disse caching-mekanismene er kraftige, gir de ikke alltid den kontrollen som trengs for komplekse, dynamiske applikasjoner. Det er her unstable_cache kommer inn.

Introduksjon til `unstable_cache`-API-et

unstable_cache-API-et i Next.js lar utviklere definere tilpassede caching-strategier for individuelle datahentingsoperasjoner. Det gir finkornet kontroll over:

• Bufferens varighet (TTL): Spesifiser hvor lenge dataene skal caches før de blir invalidert.
• Buffer-tags: Tildel tags til bufrede data, slik at du kan invalidere spesifikke sett med data.
• Generering av buffernøkkel: Tilpass nøkkelen som brukes til å identifisere bufrede data.
• Revalidering av buffer: Kontroller når cachen skal revalideres.

API-et anses som "ustabilt" fordi det fortsatt er under utvikling og kan bli endret i fremtidige Next.js-versjoner. Det tilbyr imidlertid verdifull funksjonalitet for avanserte caching-scenarier.

Hvordan `unstable_cache` fungerer

unstable_cache-funksjonen tar to hovedargumenter:

1. En funksjon som henter eller beregner dataene: Denne funksjonen utfører den faktiske datahentingen eller beregningen.
2. Et opsjonsobjekt: Dette objektet spesifiserer caching-alternativene, som TTL, tags og nøkkel.

Her er et grunnleggende eksempel på hvordan man bruker unstable_cache:

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simulerer henting av data fra et API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { id: id, value: `Data for ID ${id}` };
      return data;
    },
    ["data", id],
    { tags: ["data", `item:${id}`] }
  )();
}

export default async function Page({ params }: { params: { id: string } }) {
  const data = await getData(params.id);
  return 
{data.value}
;
}

I dette eksempelet:

• getData-funksjonen bruker unstable_cache for å cache datahentingsoperasjonen.
• Det første argumentet til unstable_cache er en asynkron funksjon som simulerer henting av data fra et API. Vi har lagt til en forsinkelse på ett sekund for å demonstrere fordelene med caching.
• Det andre argumentet er en array som brukes som en nøkkel. Endringer i elementene i arrayen vil invalidere cachen.
• Det tredje argumentet er et objekt som setter tags-alternativet til ["data", `item:${id}`].

Nøkkelfunksjoner og alternativer i `unstable_cache`

1. Levetid (Time-to-Live - TTL)

revalidate-alternativet (tidligere `ttl` i eldre eksperimentelle versjoner) spesifiserer den maksimale tiden (i sekunder) som bufrede data anses som gyldige. Etter denne tiden blir cachen revalidert ved neste forespørsel.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simulerer henting av data fra et API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { id: id, value: `Data for ID ${id}` };
      return data;
    },
    ["data", id],
    { tags: ["data", `item:${id}`], revalidate: 60 } // Cache i 60 sekunder
  )();
}

I dette eksempelet vil dataene bli cachet i 60 sekunder. Etter 60 sekunder vil neste forespørsel utløse en revalidering, som henter ferske data fra API-et og oppdaterer cachen.

Global betraktning: Når du setter TTL-verdier, bør du vurdere hvor ofte dataene oppdateres. For data som endres ofte, er en kortere TTL passende. For relativt statiske data kan en lengre TTL forbedre ytelsen betydelig.

2. Buffer-tags (Cache Tags)

Buffer-tags lar deg gruppere relatert bufret data og invalidere dem samlet. Dette er nyttig når oppdateringer av ett datasett påvirker andre relaterte data.

import { unstable_cache, revalidateTag } from 'next/cache';

async function getProduct(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simulerer henting av produktdata fra et API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));
      const product = { id: id, name: `Product ${id}`, price: Math.random() * 100 };
      return product;
    },
    ["product", id],
    { tags: ["products", `product:${id}`] }
  )();
}

async function getCategoryProducts(category: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simulerer henting av produkter etter kategori fra et API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));
      const products = Array.from({ length: 3 }, (_, i) => ({ id: `${category}-${i}`, name: `Product ${category}-${i}`, price: Math.random() * 100 }));
      return products;
    },
    ["categoryProducts", category],
    { tags: ["products", `category:${category}`] }
  )();
}

// Invalider cachen for alle produkter og et spesifikt produkt
async function updateProduct(id: string, newPrice: number) {
  // Simulerer oppdatering av produktet i databasen
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));

  // Invalider cachen for produktet og produktkategorien
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${id}`);

  return { success: true };
}

I dette eksempelet:

• Både getProduct og getCategoryProducts bruker "products"-taggen.
• getProduct bruker også en spesifikk tag `product:${id}`.
• Når updateProduct kalles, invaliderer den cachen for alle data som er tagget med "products" og det spesifikke produktet ved hjelp av revalidateTag.

Global betraktning: Bruk meningsfulle og konsistente tag-navn. Vurder å lage en tag-strategi som er i tråd med datamodellen din.

3. Generering av buffernøkkel (Cache Key)

Buffernøkkelen brukes til å identifisere bufret data. Som standard genererer unstable_cache en nøkkel basert på argumentene som sendes til funksjonen. Du kan imidlertid tilpasse nøkkelgenereringsprosessen ved å bruke det andre argumentet til `unstable_cache`, som er en array som fungerer som en nøkkel. Når noen av elementene i arrayen endres, blir cachen invalidert.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(userId: string, sortBy: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Simulerer henting av data fra et API
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
      const data = { userId: userId, sortBy: sortBy, value: `Data for user ${userId}, sorted by ${sortBy}` };
      return data;
    },
    [userId, sortBy],
    { tags: ["user-data", `user:${userId}`] }
  )();
}

I dette eksempelet er buffernøkkelen basert på parameterne userId og sortBy. Dette sikrer at cachen blir invalidert når en av disse parameterne endres.

Global betraktning: Sørg for at strategien din for generering av buffernøkler er konsistent og tar hensyn til alle relevante faktorer som påvirker dataene. Vurder å bruke en hash-funksjon for å lage en unik nøkkel fra komplekse datastrukturer.

4. Manuell revalidering

revalidateTag-funksjonen lar deg manuelt invalidere cachen for data tilknyttet spesifikke tags. Dette er nyttig når du trenger å oppdatere cachen som svar på hendelser som ikke utløses direkte av en brukerforespørsel, for eksempel en bakgrunnsjobb eller en webhook.

import { revalidateTag } from 'next/cache';

async function handleWebhook(payload: any) {
  // Behandle webhook-payloaden

  // Invalider cachen for relaterte data
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${payload.productId}`);
}

Global betraktning: Bruk manuell revalidering strategisk. Overdreven invalidering kan oppheve fordelene med caching, mens under-invalidering kan føre til utdaterte data.

Praktiske bruksområder for `unstable_cache`

1. Dynamisk innhold med sjeldne oppdateringer

For nettsteder med dynamisk innhold som ikke endres veldig ofte (f.eks. blogginnlegg, nyhetsartikler), kan du bruke unstable_cache med en lengre TTL for å cache dataene over lengre perioder. Dette reduserer belastningen på backend-systemet ditt og forbedrer sidetidenes lastetider.

2. Brukerspesifikke data

For brukerspesifikke data (f.eks. brukerprofiler, handlekurver), kan du bruke unstable_cache med buffernøkler som inkluderer bruker-ID. Dette sikrer at hver bruker ser sine egne data, og at cachen blir invalidert når brukerens data endres.

3. Sanntidsdata med toleranse for utdaterte data

For applikasjoner som viser sanntidsdata (f.eks. aksjekurser, sosiale medier-feeder), kan du bruke unstable_cache med en kort TTL for å gi nesten sanntidsoppdateringer. Dette balanserer behovet for oppdaterte data med ytelsesfordelene ved caching.

4. A/B-testing

Under A/B-testing er det viktig å cache eksperimentvarianten som er tildelt en bruker for å sikre en konsistent opplevelse. `unstable_cache` kan brukes til å cache den valgte varianten ved å bruke brukerens ID som en del av buffernøkkelen.

Fordeler med å bruke `unstable_cache`

• Forbedret ytelse: Ved å cache data reduserer unstable_cache belastningen på backend-systemet ditt og forbedrer sidetidenes lastetider.
• Reduserte backend-kostnader: Caching reduserer antall forespørsler til backend-systemet, noe som kan senke infrastrukturkostnadene dine.
• Forbedret brukeropplevelse: Raskere sidetider og smidigere interaksjoner fører til en bedre brukeropplevelse.
• Finkornet kontroll: unstable_cache gir granulær kontroll over caching-atferd, slik at du kan skreddersy den til de spesifikke behovene i applikasjonen din.

Hensyn og beste praksis

• Strategi for invalidering av cache: Utvikle en veldefinert strategi for invalidering av cache for å sikre at cachen din oppdateres når data endres.
• Valg av TTL: Velg passende TTL-verdier basert på hvor ofte data oppdateres og hvor sensitiv applikasjonen din er for utdaterte data.
• Design av buffernøkkel: Design buffernøklene dine nøye for å sikre at de er unike og konsistente.
• Overvåking og logging: Overvåk ytelsen til cachen din og logg cache-treff og -bommer for å identifisere potensielle problemer.
• Edge- vs. nettleser-caching: Vurder forskjellene mellom edge-caching (CDN) og nettleser-caching. Edge-caching deles mellom alle brukere, mens nettleser-caching er spesifikk for hver bruker. Velg riktig caching-strategi basert på datatypen og applikasjonens krav.
• Feilhåndtering: Implementer robust feilhåndtering for å håndtere cache-bommer elegant og forhindre at feil forplanter seg til brukeren. Vurder å bruke en reservemekanisme for å hente data fra backend-systemet hvis cachen ikke er tilgjengelig.
• Testing: Test caching-implementeringen din grundig for å sikre at den fungerer som forventet. Bruk automatiserte tester for å verifisere logikken for invalidering og revalidering av cache.

`unstable_cache` vs. `fetch`-API-ets caching

Next.js tilbyr også innebygde caching-muligheter gjennom fetch-API-et. Som standard cacher Next.js automatisk resultatene av fetch-forespørsler. Imidlertid tilbyr unstable_cache mer fleksibilitet og kontroll enn fetch-API-ets caching.

Her er en sammenligning av de to tilnærmingene:

Funksjon	`unstable_cache`	`fetch` API
Kontroll over TTL	Eksplisitt konfigurerbar med revalidate-alternativet.	Implisitt håndtert av Next.js, men kan påvirkes med revalidate-alternativet i fetch-opsjonene.
Buffer-tags	Støtter buffer-tags for å invalidere relaterte data.	Ingen innebygd støtte for buffer-tags.
Tilpasning av buffernøkkel	Lar deg tilpasse buffernøkkelen med en array av verdier som brukes til å bygge nøkkelen.	Begrensede tilpasningsmuligheter. Nøkkelen utledes fra fetch-URL-en.
Manuell revalidering	Støtter manuell revalidering med revalidateTag.	Begrenset støtte for manuell revalidering.
Granularitet i caching	Tillater caching av individuelle datahentingsoperasjoner.	Hovedsakelig fokusert på caching av HTTP-responser.

Generelt sett, bruk fetch-API-ets caching for enkle datahentingsscenarier der standard caching-atferd er tilstrekkelig. Bruk unstable_cache for mer komplekse scenarier der du trenger finkornet kontroll over caching-atferden.

Fremtiden for caching i Next.js

unstable_cache-API-et representerer et viktig skritt fremover i Next.js' caching-kapabiliteter. Etter hvert som API-et utvikler seg, kan vi forvente å se enda kraftigere funksjoner og større fleksibilitet i håndteringen av data-caching. Å holde seg oppdatert på den nyeste utviklingen innen Next.js-caching er avgjørende for å bygge høytytende og skalerbare applikasjoner.

Konklusjon

Next.js' unstable_cache-API gir utviklere enestående kontroll over data-caching, noe som gjør dem i stand til å optimalisere ytelse og brukeropplevelse i dynamiske applikasjoner. Ved å forstå funksjonene og fordelene med unstable_cache, kan du utnytte kraften til å bygge raskere, mer skalerbare og mer responsive webapplikasjoner. Husk å vurdere caching-strategien din nøye, velge passende TTL-verdier, designe buffernøklene dine effektivt og overvåke ytelsen til cachen for å sikre optimale resultater. Omfavn fremtiden for caching i Next.js og lås opp det fulle potensialet i webapplikasjonene dine.