JavaScript Async Local Storage: İstek Bağlamı Yönetiminde Uzmanlaşma

Modern JavaScript geliştirmelerinde, özellikle çok sayıda eşzamanlı isteği işleyen Node.js ortamlarında, eşzamansız operasyonlar boyunca bağlamı etkili bir şekilde yönetmek büyük önem taşır. Geleneksel yaklaşımlar genellikle yetersiz kalır, bu da karmaşık kodlara ve potansiyel veri tutarsızlıklarına yol açar. İşte bu noktada JavaScript Async Local Storage (ALS) devreye girer ve belirli bir eşzamansız yürütme bağlamına özgü verileri depolamak ve geri almak için güçlü bir mekanizma sunar. Bu makale, JavaScript uygulamalarınızda sağlam istek bağlamı yönetimi için ALS'yi anlama ve kullanma konusunda kapsamlı bir rehber sunmaktadır.

Async Local Storage (ALS) Nedir?

Node.js'in temel bir modülü olarak sunulan (v13.10.0'da tanıtılıp daha sonra kararlı hale getirilen) Async Local Storage, bir web isteğini işlemek gibi eşzamansız bir operasyonun ömrü boyunca erişilebilir olan verileri depolamanızı sağlar. Bunu, JavaScript'in eşzamansız doğasına uyarlanmış bir iş parçacığı-yerel depolama mekanizması olarak düşünebilirsiniz. Her fonksiyona bir argüman olarak açıkça geçirmeden, birden fazla eşzamansız çağrı boyunca bir bağlamı sürdürmenin bir yolunu sunar.

Temel fikir, bir eşzamansız operasyon başladığında (örneğin, bir HTTP isteği alındığında), o operasyona bağlı bir depolama alanı başlatabilmenizdir. O operasyon tarafından doğrudan veya dolaylı olarak tetiklenen sonraki tüm eşzamansız çağrılar aynı depolama alanına erişebilecektir. Bu, uygulamanızın farklı bölümlerinden geçerken belirli bir isteğe veya işleme bağlı durumu korumak için çok önemlidir.

Neden Async Local Storage Kullanmalısınız?

Birkaç temel fayda, ALS'yi istek bağlamı yönetimi için cazip bir çözüm haline getirir:

• Basitleştirilmiş Kod: Bağlam nesnelerini her fonksiyona argüman olarak geçirmekten kaçınarak daha temiz ve okunabilir kod elde edilmesini sağlar. Bu, özellikle tutarlı bağlam yayılımını sürdürmenin önemli bir yük haline gelebileceği büyük kod tabanlarında değerlidir.
• Geliştirilmiş Sürdürülebilirlik: Bağlamı yanlışlıkla atlama veya hatalı geçirme riskini azaltarak daha sürdürülebilir ve güvenilir uygulamalara yol açar. Bağlam yönetimini ALS içinde merkezileştirerek, bağlamdaki değişikliklerin yönetimi kolaylaşır ve hataya daha az eğilimli olur.
• Gelişmiş Hata Ayıklama: Belirli bir istekle ilişkili bağlamı incelemek için merkezi bir konum sağlayarak hata ayıklamayı basitleştirir. Veri akışını kolayca izleyebilir ve bağlam tutarsızlıklarıyla ilgili sorunları belirleyebilirsiniz.
• Veri Tutarlılığı: Eşzamansız operasyon boyunca verilerin tutarlı bir şekilde kullanılabilir olmasını sağlayarak yarış koşullarını ve diğer veri bütünlüğü sorunlarını önler. Bu, karmaşık işlemler veya veri işleme hatları gerçekleştiren uygulamalarda özellikle önemlidir.
• İzleme ve Gözetleme: ALS içine isteğe özgü bilgileri (örneğin, istek ID'si, kullanıcı ID'si) depolayarak isteklerin izlenmesini ve gözetlenmesini kolaylaştırır. Bu bilgiler, isteklerin sistemin farklı bölümlerinden geçerken izlenmesi için kullanılabilir ve performans ile hata oranları hakkında değerli bilgiler sağlar.

Async Local Storage'ın Temel Kavramları

ALS'yi etkili bir şekilde kullanmak için aşağıdaki temel kavramları anlamak esastır:

• AsyncLocalStorage: ALS örnekleri oluşturmak ve yönetmek için kullanılan ana sınıftır. Eşzamansız operasyonlara özgü bir depolama alanı sağlamak için bir AsyncLocalStorage örneği oluşturursunuz.
• run(store, fn, ...args): Sağlanan fn fonksiyonunu verilen store bağlamında yürütür. store, fn içinde başlatılan tüm eşzamansız operasyonlar için kullanılabilir olacak rastgele bir değerdir. fn ve onun eşzamansız alt süreçlerinin yürütülmesi sırasında getStore()'a yapılan sonraki çağrılar bu store değerini döndürecektir.
• enterWith(store): Belirli bir store ile bağlama açıkça girer. Bu, `run`'dan daha az yaygındır ancak belirli senaryolarda, özellikle başlangıçtaki operasyon tarafından doğrudan tetiklenmeyen eşzamansız geri çağrılarla uğraşırken kullanışlı olabilir. Yanlış kullanım bağlam sızıntısına yol açabileceğinden, bunu kullanırken dikkatli olunmalıdır.
• exit(fn): Mevcut bağlamdan çıkar. `enterWith` ile birlikte kullanılır.
• getStore(): Aktif eşzamansız bağlamla ilişkili mevcut mağaza değerini alır. Aktif bir mağaza yoksa undefined döner.
• disable(): AsyncLocalStorage örneğini devre dışı bırakır. Devre dışı bırakıldıktan sonra, `run` veya `enterWith`'e yapılan sonraki çağrılar bir hata fırlatır. Bu genellikle test veya temizleme sırasında kullanılır.

Async Local Storage Kullanımına Yönelik Pratik Örnekler

ALS'nin çeşitli senaryolarda nasıl kullanılacağını gösteren bazı pratik örnekleri inceleyelim.

Örnek 1: Bir Web Sunucusunda İstek ID'si Takibi

Bu örnek, bir web isteği içindeki tüm eşzamansız operasyonlar boyunca benzersiz bir istek ID'sini izlemek için ALS'nin nasıl kullanılacağını gösterir.

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

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

app.use((req, res, next) => {
  const requestId = uuid.v4();
  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('requestId', requestId);
    next();
  });
});

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

app.get('/another-route', async (req, res) => {
  const requestId = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Handling another route with ID: ${requestId}`);

  // Simulate an asynchronous operation
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));

  const requestIdAfterAsync = asyncLocalStorage.getStore().get('requestId');
  console.log(`Request ID after async operation: ${requestIdAfterAsync}`);

  res.send(`Another route - Request ID: ${requestId}`);
});

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

            

              
                Copy
              
            
          

Bu örnekte:

• Bir AsyncLocalStorage örneği oluşturulur.
• Gelen her istek için benzersiz bir istek ID'si oluşturmak üzere bir ara yazılım (middleware) fonksiyonu kullanılır.
• asyncLocalStorage.run() metodu, istek işleyicisini yeni bir Map bağlamında yürütür ve istek ID'sini saklar.
• İstek ID'si, eşzamansız operasyonlardan sonra bile, rota işleyicileri içinde asyncLocalStorage.getStore().get('requestId') aracılığıyla erişilebilir durumdadır.

Örnek 2: Kullanıcı Kimlik Doğrulama ve Yetkilendirme

ALS, kimlik doğrulamasından sonra kullanıcı bilgilerini depolamak için kullanılabilir, bu da bilgileri istek yaşam döngüsü boyunca yetkilendirme kontrolleri için kullanılabilir hale getirir.

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

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

// Mock authentication middleware
const authenticateUser = (req, res, next) => {
  // Simulate user authentication
  const userId = 123; // Example user ID
  const userRoles = ['admin', 'editor']; // Example user roles

  asyncLocalStorage.run(new Map(), () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('userId', userId);
    asyncLocalStorage.getStore().set('userRoles', userRoles);
    next();
  });
};

// Mock authorization middleware
const authorizeUser = (requiredRole) => {
  return (req, res, next) => {
    const userRoles = asyncLocalStorage.getStore().get('userRoles') || [];

    if (userRoles.includes(requiredRole)) {
      next();
    } else {
      res.status(403).send('Unauthorized');
    }
  };
};

app.use(authenticateUser);

app.get('/admin', authorizeUser('admin'), (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Admin page - User ID: ${userId}`);
});

app.get('/editor', authorizeUser('editor'), (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Editor page - User ID: ${userId}`);
});

app.get('/public', (req, res) => {
  const userId = asyncLocalStorage.getStore().get('userId');
  res.send(`Public page - User ID: ${userId}`); // Still accessible
});

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

            

              
                Copy
              
            
          

Bu örnekte:

• authenticateUser ara yazılımı, kullanıcı kimlik doğrulamasını simüle eder ve kullanıcı ID'sini ve rollerini ALS'de saklar.
• authorizeUser ara yazılımı, ALS'den kullanıcı rollerini alarak kullanıcının gerekli role sahip olup olmadığını kontrol eder.
• Kullanıcı ID'si, kimlik doğrulamasından sonra tüm rotalarda erişilebilir durumdadır.

Örnek 3: Veritabanı İşlem Yönetimi

ALS, veritabanı işlemlerini yönetmek için kullanılabilir ve bir istek içindeki tüm veritabanı operasyonlarının aynı işlem içinde gerçekleştirilmesini sağlar.

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

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

// Configure Sequelize
const sequelize = new Sequelize('database', 'user', 'password', {
  dialect: 'sqlite',
  storage: ':memory:', // Use in-memory database for example
  logging: false,
});

// Define a model
const User = sequelize.define('User', {
  username: Sequelize.STRING,
});

// Middleware to manage transactions
const transactionMiddleware = async (req, res, next) => {
  const transaction = await sequelize.transaction();

  asyncLocalStorage.run(new Map(), async () => {
    asyncLocalStorage.getStore().set('transaction', transaction);
    try {
      await next();
      await transaction.commit();
    } catch (error) {
      await transaction.rollback();
      console.error('Transaction rolled back:', error);
      res.status(500).send('Transaction failed');
    }
  });
};

app.use(transactionMiddleware);

app.post('/users', async (req, res) => {
  const transaction = asyncLocalStorage.getStore().get('transaction');

  try {
    // Example: Create a user
    const user = await User.create({
      username: 'testuser',
    }, { transaction });

    res.status(201).send(`User created with ID: ${user.id}`);
  } catch (error) {
    console.error('Error creating user:', error);
    throw error; // Propagate the error to trigger rollback
  }
});

// Sync the database and start the server
sequelize.sync().then(() => {
  app.listen(3000, () => {
    console.log('Server listening on port 3000');
  });
});

            

              
                Copy
              
            
          

Bu örnekte:

• transactionMiddleware bir Sequelize işlemi oluşturur ve bunu ALS'de saklar.
• İstek işleyici içindeki tüm veritabanı operasyonları, işlemi ALS'den alır ve kullanır.
• Herhangi bir hata oluşursa, işlem geri alınır ve veri tutarlılığı sağlanır.

İleri Düzey Kullanım ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Temel örneklerin ötesinde, ALS kullanırken bu ileri düzey kullanım modellerini ve önemli hususları göz önünde bulundurun:

• İç İçe ALS Örnekleri: Hiyerarşik bağlamlar oluşturmak için ALS örneklerini iç içe kullanabilirsiniz. Ancak, potansiyel karmaşıklığın farkında olun ve bağlam sınırlarının net bir şekilde tanımlandığından emin olun. İç içe ALS örnekleri kullanırken uygun testler yapmak esastır.
• Performans Etkileri: ALS önemli faydalar sunsa da, potansiyel performans yükünün farkında olmak önemlidir. Depolama alanı oluşturmak ve erişmek performans üzerinde küçük bir etkiye sahip olabilir. ALS'nin bir darboğaz olmadığından emin olmak için uygulamanızı profilleyin.
• Bağlam Sızıntısı: Bağlamı yanlış yönetmek, bir istekten gelen verilerin yanlışlıkla diğerine maruz kaldığı bağlam sızıntısına yol açabilir. Bu, özellikle enterWith ve exit kullanırken geçerlidir. Dikkatli kodlama uygulamaları ve kapsamlı testler, bağlam sızıntısını önlemek için çok önemlidir. Potansiyel sorunları tespit etmek için linting kuralları veya statik analiz araçları kullanmayı düşünün.
• Günlükleme ve Gözetleme ile Entegrasyon: ALS, uygulamanızın davranışı hakkında değerli bilgiler sağlamak için günlükleme ve gözetleme sistemleriyle sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir. Hata ayıklama ve sorun gidermeyi kolaylaştırmak için günlük mesajlarınıza istek ID'sini veya diğer ilgili bağlam bilgilerini ekleyin. Bağlamı hizmetler arasında otomatik olarak yaymak için OpenTelemetry gibi araçları kullanmayı düşünün.
• ALS'ye Alternatifler: ALS güçlü bir araç olsa da, her senaryo için her zaman en iyi çözüm değildir. Uygulamanızın ihtiyaçlarına daha uygunsa, bağlam nesnelerini açıkça geçirme veya bağımlılık enjeksiyonu kullanma gibi alternatif yaklaşımları düşünün. Bir bağlam yönetimi stratejisi seçerken karmaşıklık, performans ve sürdürülebilirlik arasındaki dengeleri değerlendirin.

Küresel Perspektifler ve Uluslararası Hususlar

Küresel bir kitle için uygulama geliştirirken, ALS kullanırken aşağıdaki uluslararası hususları göz önünde bulundurmak çok önemlidir:

• Saat Dilimleri: Tarihlerin ve saatlerin farklı saat dilimlerindeki kullanıcılara doğru şekilde gösterilmesini sağlamak için saat dilimi bilgilerini ALS'de saklayın. Saat dilimi dönüşümlerini yönetmek için Moment.js veya Luxon gibi bir kütüphane kullanın. Örneğin, kullanıcı giriş yaptıktan sonra tercih ettiği saat dilimini ALS'de saklayabilirsiniz.
• Yerelleştirme: Uygulamanın doğru dilde görüntülenmesini sağlamak için kullanıcının tercih ettiği dili ve yerel ayarı ALS'de saklayın. Çevirileri yönetmek için i18next gibi bir yerelleştirme kütüphanesi kullanın. Kullanıcının yerel ayarı, sayıları, tarihleri ve para birimlerini kültürel tercihlerine göre biçimlendirmek için kullanılabilir.
• Para Birimi: Fiyatların doğru şekilde gösterilmesini sağlamak için kullanıcının tercih ettiği para birimini ALS'de saklayın. Para birimi dönüşümlerini yönetmek için bir para birimi dönüştürme kütüphanesi kullanın. Fiyatları kullanıcının yerel para biriminde göstermek, kullanıcı deneyimini iyileştirebilir ve dönüşüm oranlarını artırabilir.
• Veri Gizliliği Düzenlemeleri: ALS'de kullanıcı verilerini saklarken GDPR gibi veri gizliliği düzenlemelerine dikkat edin. Yalnızca uygulamanın çalışması için gerekli olan verileri sakladığınızdan ve verileri güvenli bir şekilde işlediğinizden emin olun. Kullanıcı verilerini yetkisiz erişime karşı korumak için uygun güvenlik önlemlerini uygulayın.

Sonuç

JavaScript Async Local Storage, eşzamansız JavaScript uygulamalarında istek bağlamını yönetmek için sağlam ve şık bir çözüm sunar. Bağlama özgü verileri ALS içinde saklayarak kodunuzu basitleştirebilir, sürdürülebilirliği artırabilir ve hata ayıklama yeteneklerini geliştirebilirsiniz. Bu kılavuzda özetlenen temel kavramları ve en iyi uygulamaları anlamak, modern eşzamansız programlamanın karmaşıklıklarıyla başa çıkabilen ölçeklenebilir ve güvenilir uygulamalar oluşturmanız için size güç verecektir. Uygulamanızın en iyi performansı ve güvenliğini sağlamak için performans etkilerini ve potansiyel bağlam sızıntısı sorunlarını her zaman göz önünde bulundurun. ALS'yi benimsemek, eşzamansız iş akışlarını yönetmede yeni bir netlik ve kontrol seviyesinin kilidini açar ve sonuç olarak daha verimli ve sürdürülebilir bir kod yapısına yol açar.