unstable_cache в Next.js: Детальный контроль над кэшированием для динамических приложений

Next.js произвел революцию в веб-разработке, предложив мощные функции для создания производительных и масштабируемых приложений. Одной из его ключевых сильных сторон является надежный механизм кэширования, который позволяет разработчикам оптимизировать получение данных и рендеринг для более плавного пользовательского опыта. Хотя Next.js предоставляет различные стратегии кэширования, API unstable_cache предлагает новый уровень детального контроля, позволяя разработчикам настраивать поведение кэширования в соответствии с конкретными потребностями их динамических приложений. В этой статье мы подробно рассмотрим API unstable_cache, его возможности, преимущества и практическое применение.

Понимание кэширования в Next.js

Прежде чем углубляться в unstable_cache, важно понять различные уровни кэширования в Next.js. Next.js использует несколько механизмов кэширования для повышения производительности:

• Кэш полного маршрута: Next.js может кэшировать целые маршруты, включая HTML и данные JSON, на пограничных серверах (edge) или в CDN. Это гарантирует, что последующие запросы к тому же маршруту будут быстро обслуживаться из кэша.
• Кэш данных: Next.js автоматически кэширует результаты операций по получению данных. Это предотвращает избыточную загрузку данных, значительно повышая производительность.
• Кэш React (useMemo, useCallback): Встроенные механизмы кэширования React, такие как useMemo и useCallback, могут использоваться для мемоизации дорогостоящих вычислений и рендеринга компонентов.

Хотя эти механизмы кэширования мощны, они не всегда могут обеспечить необходимый уровень контроля для сложных, динамических приложений. Именно здесь на помощь приходит unstable_cache.

Представляем API `unstable_cache`

API unstable_cache в Next.js позволяет разработчикам определять пользовательские стратегии кэширования для отдельных операций по получению данных. Он обеспечивает детальный контроль над:

• Продолжительность кэширования (TTL): Укажите, как долго данные должны кэшироваться перед инвалидацией.
• Теги кэша: Присваивайте теги кэшированным данным, что позволяет инвалидировать определенные наборы данных.
• Генерация ключа кэша: Настройте ключ, используемый для идентификации кэшированных данных.
• Ревалидация кэша: Контролируйте, когда кэш должен быть ревалидирован.

API считается "нестабильным" (unstable), потому что он все еще находится в разработке и может измениться в будущих версиях Next.js. Тем не менее, он предлагает ценную функциональность для продвинутых сценариев кэширования.

Как работает `unstable_cache`

Функция unstable_cache принимает два основных аргумента:

1. Функция, которая получает или вычисляет данные: Эта функция выполняет фактическое получение или вычисление данных.
2. Объект опций: Этот объект определяет опции кэширования, такие как TTL, теги и ключ.

Вот простой пример использования unstable_cache:

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Имитация получения данных из 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}
;
}

В этом примере:

• Функция getData использует unstable_cache для кэширования операции получения данных.
• Первый аргумент unstable_cache — это асинхронная функция, которая имитирует получение данных из API. Мы добавили задержку в 1 секунду, чтобы продемонстрировать преимущества кэширования.
• Второй аргумент — это массив, используемый в качестве ключа. Изменения элементов в массиве приведут к инвалидации кэша.
• Третий аргумент — это объект, который устанавливает опцию tags в значение ["data", `item:${id}`].

Ключевые возможности и опции `unstable_cache`

1. Время жизни (Time-to-Live, TTL)

Опция revalidate (ранее `ttl` в более ранних экспериментальных версиях) указывает максимальное время (в секундах), в течение которого кэшированные данные считаются действительными. По истечении этого времени кэш ревалидируется при следующем запросе.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Имитация получения данных из 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 } // Кэшировать на 60 секунд
  )();
}

В этом примере данные будут кэшироваться в течение 60 секунд. Через 60 секунд следующий запрос вызовет ревалидацию, получив свежие данные из API и обновив кэш.

Общее соображение: При установке значений TTL учитывайте частоту обновления данных. Для данных, которые часто меняются, подходит более короткий TTL. Для относительно статичных данных более длительный TTL может значительно повысить производительность.

2. Теги кэша

Теги кэша позволяют группировать связанные кэшированные данные и инвалидировать их коллективно. Это полезно, когда обновления одной части данных влияют на другие связанные данные.

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

async function getProduct(id: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Имитация получения данных о продукте из 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 () => {
      // Имитация получения продуктов по категории из 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}`] }
  )();
}

// Инвалидация кэша для всех продуктов и конкретного продукта
async function updateProduct(id: string, newPrice: number) {
  // Имитация обновления продукта в базе данных
  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500));

  // Инвалидация кэша для продукта и категории продуктов
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${id}`);

  return { success: true };
}

В этом примере:

• Обе функции, getProduct и getCategoryProducts, используют тег "products".
• getProduct также использует специфический тег `product:${id}`.
• При вызове updateProduct происходит инвалидация кэша для всех данных с тегом "products" и для конкретного продукта с помощью revalidateTag.

Общее соображение: Используйте осмысленные и последовательные имена тегов. Рассмотрите возможность создания стратегии тегирования, которая соответствует вашей модели данных.

3. Генерация ключа кэша

Ключ кэша используется для идентификации кэшированных данных. По умолчанию unstable_cache генерирует ключ на основе аргументов, переданных в функцию. Однако вы можете настроить процесс генерации ключа, используя второй аргумент `unstable_cache` — массив, который действует как ключ. Когда любой из элементов в массиве изменяется, кэш инвалидируется.

import { unstable_cache } from 'next/cache';

async function getData(userId: string, sortBy: string) {
  return unstable_cache(
    async () => {
      // Имитация получения данных из 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}`] }
  )();
}

В этом примере ключ кэша основан на параметрах userId и sortBy. Это гарантирует, что кэш будет инвалидирован при изменении любого из этих параметров.

Общее соображение: Убедитесь, что ваша стратегия генерации ключей кэша последовательна и учитывает все релевантные факторы, влияющие на данные. Рассмотрите возможность использования функции хэширования для создания уникального ключа из сложных структур данных.

4. Ручная ревалидация

Функция `revalidateTag` позволяет вручную инвалидировать кэш для данных, связанных с определенными тегами. Это полезно, когда необходимо обновить кэш в ответ на события, которые не инициируются напрямую запросом пользователя, например, фоновая задача или веб-хук.

import { revalidateTag } from 'next/cache';

async function handleWebhook(payload: any) {
  // Обработка данных веб-хука

  // Инвалидация кэша для связанных данных
  revalidateTag("products");
  revalidateTag(`product:${payload.productId}`);
}

Общее соображение: Используйте ручную ревалидацию стратегически. Чрезмерная инвалидация может свести на нет преимущества кэширования, в то время как недостаточная инвалидация может привести к устаревшим данным.

Практические сценарии использования `unstable_cache`

1. Динамический контент с редкими обновлениями

Для веб-сайтов с динамическим контентом, который меняется не очень часто (например, посты в блоге, новостные статьи), вы можете использовать unstable_cache с более длительным TTL для кэширования данных на продолжительные периоды. Это снижает нагрузку на ваш бэкенд и улучшает время загрузки страниц.

2. Данные, специфичные для пользователя

Для данных, специфичных для пользователя (например, профили пользователей, корзины покупок), вы можете использовать unstable_cache с ключами кэша, включающими идентификатор пользователя. Это гарантирует, что каждый пользователь видит свои собственные данные и что кэш инвалидируется при изменении данных пользователя.

3. Данные в реальном времени с допуском к устаревшим данным

Для приложений, отображающих данные в реальном времени (например, курсы акций, ленты социальных сетей), вы можете использовать unstable_cache с коротким TTL для предоставления обновлений, близких к реальному времени. Это уравновешивает потребность в актуальных данных с преимуществами производительности от кэширования.

4. A/B тестирование

Во время A/B тестирования важно кэшировать вариант эксперимента, назначенный пользователю, чтобы обеспечить последовательный опыт. `unstable_cache` можно использовать для кэширования выбранного варианта, используя ID пользователя как часть ключа кэша.

Преимущества использования `unstable_cache`

• Повышение производительности: Кэшируя данные, unstable_cache снижает нагрузку на ваш бэкенд и улучшает время загрузки страниц.
• Снижение затрат на бэкенд: Кэширование уменьшает количество запросов к вашему бэкенду, что может снизить ваши затраты на инфраструктуру.
• Улучшенный пользовательский опыт: Более быстрая загрузка страниц и более плавные взаимодействия приводят к лучшему пользовательскому опыту.
• Детальный контроль: unstable_cache обеспечивает гранулярный контроль над поведением кэширования, позволяя вам настраивать его в соответствии с конкретными потребностями вашего приложения.

Рекомендации и лучшие практики

• Стратегия инвалидации кэша: Разработайте четко определенную стратегию инвалидации кэша, чтобы гарантировать его обновление при изменении данных.
• Выбор TTL: Выбирайте подходящие значения TTL в зависимости от частоты обновления данных и чувствительности вашего приложения к устаревшим данным.
• Проектирование ключей кэша: Тщательно проектируйте ключи кэша, чтобы они были уникальными и последовательными.
• Мониторинг и логирование: Отслеживайте производительность вашего кэша и логируйте попадания и промахи кэша для выявления потенциальных проблем.
• Кэширование на Edge vs. в браузере: Учитывайте различия между кэшированием на пограничных серверах (CDN) и кэшированием в браузере. Кэширование на Edge является общим для всех пользователей, в то время как кэширование в браузере специфично для каждого пользователя. Выбирайте подходящую стратегию кэширования в зависимости от типа данных и требований вашего приложения.
• Обработка ошибок: Реализуйте надежную обработку ошибок для корректной обработки промахов кэша и предотвращения распространения ошибок до пользователя. Рассмотрите возможность использования механизма отката для получения данных с бэкенда, если кэш недоступен.
• Тестирование: Тщательно тестируйте вашу реализацию кэширования, чтобы убедиться, что она работает как ожидается. Используйте автоматизированные тесты для проверки логики инвалидации и ревалидации кэша.

Сравнение `unstable_cache` и кэширования `fetch` API

Next.js также предоставляет встроенные возможности кэширования через fetch API. По умолчанию Next.js автоматически кэширует результаты запросов fetch. Однако unstable_cache предлагает больше гибкости и контроля, чем кэширование `fetch` API.

Вот сравнение двух подходов:

Возможность	`unstable_cache`	`fetch` API
Контроль над TTL	Явно настраивается с помощью опции revalidate.	Неявно управляется Next.js, но можно повлиять с помощью опции revalidate в параметрах fetch.
Теги кэша	Поддерживает теги кэша для инвалидации связанных данных.	Нет встроенной поддержки тегов кэша.
Настройка ключа кэша	Позволяет настраивать ключ кэша с помощью массива значений, которые используются для его создания.	Ограниченные возможности настройки. Ключ формируется из URL-адреса `fetch`.
Ручная ревалидация	Поддерживает ручную ревалидацию с помощью revalidateTag.	Ограниченная поддержка ручной ревалидации.
Гранулярность кэширования	Позволяет кэшировать отдельные операции по получению данных.	В основном ориентирован на кэширование HTTP-ответов.

В общем, используйте кэширование `fetch` API для простых сценариев получения данных, где стандартного поведения кэширования достаточно. Используйте unstable_cache для более сложных сценариев, где вам нужен детальный контроль над поведением кэширования.

Будущее кэширования в Next.js

API unstable_cache представляет собой важный шаг вперед в возможностях кэширования Next.js. По мере развития API мы можем ожидать появления еще более мощных функций и большей гибкости в управлении кэшированием данных. Быть в курсе последних разработок в области кэширования в Next.js крайне важно для создания высокопроизводительных и масштабируемых приложений.

Заключение

API unstable_cache в Next.js предлагает разработчикам беспрецедентный контроль над кэшированием данных, позволяя им оптимизировать производительность и пользовательский опыт в динамических приложениях. Понимая возможности и преимущества unstable_cache, вы можете использовать его мощь для создания более быстрых, масштабируемых и отзывчивых веб-приложений. Не забывайте тщательно продумывать свою стратегию кэширования, выбирать подходящие значения TTL, эффективно проектировать ключи кэша и отслеживать производительность кэша для достижения оптимальных результатов. Примите будущее кэширования в Next.js и раскройте весь потенциал ваших веб-приложений.