Agrupamento de Requisições em Funções de Borda no Frontend: Potencializando o Processamento de Múltiplas Requisições

No cenário atual de desenvolvimento web, o desempenho é fundamental. Os usuários esperam tempos de resposta ultrarrápidos, e mesmo pequenos atrasos podem levar à frustração и ao abandono. As funções de borda (edge functions) no frontend oferecem uma maneira poderosa de otimizar o desempenho, movendo a computação para mais perto do usuário. No entanto, implementar ingenuamente múltiplas requisições a essas funções pode introduzir uma sobrecarga significativa. É aqui que entra o agrupamento de requisições. Este artigo explora o conceito de agrupamento de requisições em funções de borda no frontend, seus benefícios, estratégias de implementação e melhores práticas para alcançar um desempenho ótimo.

O que são Funções de Borda (Edge Functions)?

Funções de borda são funções sem servidor (serverless) que rodam em uma rede global de servidores, aproximando a computação dos seus usuários. Essa proximidade reduz a latência, pois as requisições não precisam viajar tão longe para serem processadas. Elas são ideais para tarefas como:

• Teste A/B: Direcionar dinamicamente os usuários para diferentes versões do seu site ou aplicativo.
• Personalização: Adaptar o conteúdo com base na localização, preferências ou outros fatores do usuário.
• Autenticação: Verificar as credenciais do usuário e controlar o acesso aos recursos.
• Otimização de imagens: Redimensionar e comprimir imagens em tempo real para otimizá-las para diferentes dispositivos e condições de rede.
• Reescrita de conteúdo: Modificar o conteúdo com base no contexto da requisição.

Plataformas populares que oferecem funções de borda incluem Netlify Functions, Vercel Edge Functions, Cloudflare Workers e AWS Lambda@Edge.

O Problema: Processamento Ineficiente de Múltiplas Requisições

Considere um cenário em que seu frontend precisa buscar múltiplos dados de uma função de borda – por exemplo, obter detalhes de vários produtos em um carrinho de compras ou buscar recomendações personalizadas para múltiplos usuários. Se cada requisição for feita individualmente, a sobrecarga associada ao estabelecimento de uma conexão, à transmissão da requisição e ao seu processamento na função de borda pode aumentar rapidamente. Essa sobrecarga inclui:

• Latência de Rede: Cada requisição incorre em latência de rede, que pode ser significativa, especialmente para usuários localizados longe do servidor da função de borda.
• Cold Starts da Função: As funções de borda podem sofrer "cold starts" (partidas a frio), onde a instância da função precisa ser inicializada antes de poder lidar com a requisição. Essa inicialização pode adicionar um atraso significativo, especialmente se a função não for invocada com frequência.
• Sobrecarga de estabelecer múltiplas conexões: Criar e encerrar conexões para cada requisição consome muitos recursos.

Fazer chamadas separadas para cada requisição pode reduzir drasticamente o desempenho geral e aumentar a latência percebida pelo usuário.

A Solução: Agrupamento de Requisições (Request Batching)

O agrupamento de requisições é uma técnica que combina múltiplas requisições individuais em uma única requisição maior. Em vez de enviar requisições separadas para cada produto em um carrinho de compras, o frontend envia uma única requisição contendo todos os IDs dos produtos. A função de borda então processa essa requisição em lote e retorna os detalhes dos produtos correspondentes em uma única resposta.

Ao agrupar as requisições, podemos reduzir significativamente a sobrecarga associada à latência de rede, aos "cold starts" das funções e ao estabelecimento de conexões. Isso leva a um melhor desempenho e a uma melhor experiência do usuário.

Benefícios do Agrupamento de Requisições

O agrupamento de requisições oferece várias vantagens significativas:

• Latência de Rede Reduzida: Menos requisições significam menos sobrecarga de rede, o que é especialmente benéfico para usuários geograficamente dispersos.
• Minimização de "Cold Starts" da Função: Uma única requisição pode lidar com múltiplas operações, reduzindo o impacto dos "cold starts".
• Melhor Utilização do Servidor: O agrupamento reduz o número de conexões que o servidor precisa lidar, levando a uma melhor utilização dos recursos.
• Custos Menores: Muitos provedores de funções de borda cobram com base no número de invocações. O agrupamento reduz o número de invocações, potencialmente diminuindo os custos.
• Experiência do Usuário Aprimorada: Tempos de resposta mais rápidos levam a uma experiência do usuário mais fluida e responsiva.

Estratégias de Implementação

Existem várias maneiras de implementar o agrupamento de requisições na arquitetura de sua função de borda no frontend:

1. Agrupamento no Frontend com um Único Endpoint

Esta é a abordagem mais simples, onde o frontend agrega múltiplas requisições em uma única requisição e a envia para um único endpoint de função de borda. A função de borda então processa a requisição em lote e retorna uma resposta em lote.

Implementação no Frontend:

O frontend precisa coletar as requisições individuais e combiná-las em uma única estrutura de dados, geralmente um array ou objeto JSON. Em seguida, ele envia esses dados em lote para a função de borda.

Exemplo (JavaScript):

async function fetchProductDetails(productIds) {
 const response = await fetch('/.netlify/functions/getProductDetails', {
 method: 'POST',
 headers: {
 'Content-Type': 'application/json'
 },
 body: JSON.stringify({ productIds })
 });

 const data = await response.json();
 return data;
}

// Example usage:
const productIds = ['product1', 'product2', 'product3'];
const productDetails = await fetchProductDetails(productIds);
console.log(productDetails);

Implementação da Função de Borda:

A função de borda precisa analisar a requisição em lote, processar cada requisição individual dentro do lote e construir uma resposta em lote.

Exemplo (Função Netlify - JavaScript):

exports.handler = async (event) => {
 try {
 const { productIds } = JSON.parse(event.body);

 // Simulate fetching product details from a database
 const productDetails = productIds.map(id => ({
 id: id,
 name: `Product ${id}`,
 price: Math.random() * 100
 }));

 return {
 statusCode: 200,
 body: JSON.stringify(productDetails)
 };
 } catch (error) {
 return {
 statusCode: 500,
 body: JSON.stringify({ error: error.message })
 };
 }
};

2. Agrupamento Orientado pelo Backend com Filas

Em cenários mais complexos, onde as requisições chegam de forma assíncrona ou são geradas de diferentes partes da aplicação, uma abordagem baseada em filas pode ser mais adequada. O frontend adiciona requisições a uma fila, e um processo separado (por exemplo, uma tarefa em segundo plano ou outra função de borda) agrupa periodicamente as requisições na fila e as envia para a função de borda.

Implementação no Frontend:

Em vez de chamar diretamente a função de borda, o frontend adiciona requisições a uma fila (por exemplo, uma fila Redis ou um message broker como o RabbitMQ). A fila atua como um buffer, permitindo que as requisições se acumulem antes de serem processadas.

Implementação no Backend:

Um processo separado ou uma função de borda monitora a fila. Quando um certo limite (por exemplo, um tamanho máximo de lote ou um intervalo de tempo) é atingido, ele recupera as requisições da fila, as agrupa e as envia para a função de borda principal para processamento.

Essa abordagem é mais complexa, mas oferece maior flexibilidade e escalabilidade, especialmente ao lidar com requisições de alto volume e assíncronas.

3. Agrupamento com GraphQL

Se você estiver usando GraphQL, o agrupamento de requisições é frequentemente tratado automaticamente pelos servidores e clientes GraphQL. O GraphQL permite que você busque múltiplos dados relacionados em uma única consulta. O servidor GraphQL pode então otimizar a execução da consulta agrupando as requisições para as fontes de dados subjacentes.

Bibliotecas GraphQL como o Apollo Client fornecem mecanismos integrados para agrupar consultas GraphQL, simplificando ainda mais a implementação.

Melhores Práticas para o Agrupamento de Requisições

Para implementar eficazmente o agrupamento de requisições, considere as seguintes melhores práticas:

• Determine o Tamanho Ótimo do Lote: O tamanho ótimo do lote depende de fatores como latência de rede, tempo de execução da função e a natureza dos dados sendo processados. Experimente com diferentes tamanhos de lote para encontrar o ponto ideal que maximiza o desempenho sem sobrecarregar a função de borda. Um lote muito pequeno anulará os benefícios de desempenho. Um lote muito grande pode levar a timeouts ou problemas de memória.
• Implemente o Tratamento de Erros: Lide adequadamente com erros que possam ocorrer durante o processamento em lote. Considere estratégias como respostas de sucesso parcial, onde a função de borda retorna os resultados das requisições processadas com sucesso e indica quais requisições falharam. Isso permite que o frontend tente novamente apenas as requisições que falharam.
• Monitore o Desempenho: Monitore continuamente o desempenho de suas requisições em lote. Acompanhe métricas como latência da requisição, taxas de erro e tempo de execução da função para identificar possíveis gargalos e otimizar sua implementação. As plataformas de funções de borda geralmente fornecem ferramentas de monitoramento para ajudar com isso.
• Considere a Serialização e Desserialização de Dados: A serialização e desserialização de dados em lote pode adicionar sobrecarga. Escolha formatos de serialização eficientes como JSON ou MessagePack para minimizar essa sobrecarga.
• Implemente Timeouts: Defina timeouts apropriados para as requisições em lote para evitar que fiquem presas indefinidamente. O timeout deve ser longo o suficiente para permitir que a função de borda processe o lote inteiro, mas curto o suficiente para evitar atrasos excessivos se algo der errado.
• Considerações de Segurança: Garanta que suas requisições em lote sejam devidamente autenticadas e autorizadas para impedir o acesso não autorizado aos dados. Implemente medidas de segurança para proteger contra ataques de injeção e outras vulnerabilidades de segurança. Higienize e valide todos os dados de entrada.
• Idempotência: Considere a importância da idempotência, especialmente se as requisições em lote fazem parte de transações críticas. Em casos onde um erro de rede possa causar o envio de uma requisição mais de uma vez, garanta que processá-la mais de uma vez não causará problemas.

Exemplos e Casos de Uso

Aqui estão alguns exemplos práticos e casos de uso onde o agrupamento de requisições pode ser particularmente benéfico:

• E-commerce: Obter detalhes de produtos para múltiplos itens em um carrinho de compras, recuperar avaliações de clientes para uma lista de produtos, processar múltiplos pedidos em uma única transação. Por exemplo, um site de e-commerce no Japão usando uma CDN global e funções de borda poderia agrupar requisições de detalhes de produtos para minimizar a latência para usuários em todo o país.
• Mídias Sociais: Obter postagens de múltiplos usuários em um feed de notícias, recuperar comentários para uma lista de postagens, atualizar as contagens de curtidas para múltiplos itens em uma única operação. Uma plataforma de mídia social global poderia utilizar o agrupamento quando um usuário carrega seu feed de notícias para renderizar o conteúdo rapidamente, independentemente de sua localização.
• Análise em Tempo Real: Agregar e processar múltiplos pontos de dados de várias fontes em tempo real, calcular estatísticas agregadas para um lote de eventos, enviar atualizações em lote para um data warehouse. Uma empresa europeia de fintech que analisa o comportamento do usuário em tempo real pode agrupar pontos de dados antes de enviá-los para um painel de análise.
• Mecanismos de Personalização: Obter recomendações personalizadas para múltiplos usuários, atualizar perfis de usuários com base em um lote de eventos, entregar conteúdo personalizado a um grupo de usuários. Um serviço de streaming que oferece conteúdo na América do Norte, América do Sul, Europa, Ásia e Oceania pode se beneficiar de requisições de personalização em lote.
• Jogos: Obter perfis de jogadores para múltiplos usuários em um lobby de jogo, atualizar o estado do jogo para um grupo de jogadores, processar múltiplos eventos de jogo em uma única operação. Para jogos online multiplayer onde a baixa latência é crucial, o agrupamento de requisições pode fazer uma diferença significativa na experiência do jogador.

Conclusão

O agrupamento de requisições em funções de borda no frontend é uma técnica poderosa para otimizar o desempenho e melhorar a experiência do usuário. Ao combinar múltiplas requisições em um único lote, você pode reduzir significativamente a latência de rede, minimizar os "cold starts" das funções e melhorar a utilização do servidor. Seja construindo uma plataforma de e-commerce, uma aplicação de mídia social ou um sistema de análise em tempo real, o agrupamento de requisições pode ajudá-lo a entregar soluções mais rápidas, responsivas e econômicas.

Ao considerar cuidadosamente as estratégias de implementação e as melhores práticas descritas neste artigo, você pode aproveitar o poder do agrupamento de requisições para potencializar o processamento de múltiplas requisições e oferecer uma experiência de usuário superior ao seu público global.

Recursos Adicionais

Aqui estão alguns recursos adicionais que podem ser úteis:

• Documentação do seu provedor específico de funções de borda (por exemplo, Netlify Functions, Vercel Edge Functions, Cloudflare Workers, AWS Lambda@Edge).
• Artigos e tutoriais sobre técnicas de agrupamento de requisições em geral.
• Documentação e tutoriais sobre GraphQL, se você estiver usando GraphQL.
• Blogs e fóruns relacionados à otimização de desempenho de frontend.