Web Locks API: Kaynak Senkronizasyonu ve Eş Zamanlı Erişim Kontrolü

Modern web geliştirme dünyasında, sağlam ve duyarlı uygulamalar oluşturmak genellikle paylaşılan kaynakları yönetmeyi ve eş zamanlı erişimi ele almayı gerektirir. Uygulamanızın birden fazla bölümü, hatta birden fazla tarayıcı sekmesi veya penceresi, aynı veriye aynı anda erişmeye ve değiştirmeye çalıştığında, yarış koşulları ve veri bozulması meydana gelebilir. Web Locks API'si, bu kaynaklara erişimi senkronize etmek için bir mekanizma sağlayarak veri bütünlüğünü sağlar ve beklenmedik davranışları önler.

Kaynak Senkronizasyonu İhtiyacını Anlamak

Bir kullanıcının bir web uygulamasında bir belgeyi düzenlediği bir senaryoyu düşünün. Aynı belgeyle birden fazla tarayıcı sekmesi açık olabilir veya uygulamanın belgeyi periyodik olarak kaydeden arka plan işlemleri olabilir. Uygun senkronizasyon olmadan, bir sekmede yapılan değişiklikler başka bir sekmede yapılan değişiklikler tarafından üzerine yazılabilir, bu da veri kaybına ve sinir bozucu bir kullanıcı deneyimine yol açar. Benzer şekilde, e-ticaret uygulamalarında, birden fazla kullanıcı stoktaki son ürünü aynı anda satın almaya çalışabilir. Aşırı satışı önleyecek bir mekanizma olmadan, yerine getirilemeyecek siparişler verilebilir ve bu da müşteri memnuniyetsizliğine yol açar.

Eş zamanlılığı yönetmeye yönelik yalnızca sunucu tarafı kilitleme mekanizmalarına dayanan geleneksel yaklaşımlar, önemli gecikmelere ve karmaşıklığa neden olabilir. Web Locks API'si, geliştiricilerin doğrudan tarayıcı içinde kaynaklara erişimi koordine etmelerine olanak tanıyan, performansı artıran ve sunucu üzerindeki yükü azaltan istemci tarafı bir çözüm sunar.

Web Locks API'sine Giriş

Web Locks API'si, bir web uygulaması içinde adlandırılmış kaynaklar üzerinde kilit almanıza ve serbest bırakmanıza olanak tanıyan bir JavaScript API'sidir. Bu kilitler özeldir, yani belirli bir kaynak üzerinde aynı anda yalnızca bir kod parçası kilit tutabilir. Bu özellik, paylaşılan verilere erişen ve bunları değiştiren kritik kod bölümlerinin kontrollü ve öngörülebilir bir şekilde yürütülmesini sağlar.

API, bir kilidin ne zaman alındığını veya serbest bırakıldığını bildirmek için Promise'leri kullanarak asenkron olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu engellemeyen doğası, bir kilit beklenirken kullanıcı arayüzünün donmasını önleyerek duyarlı bir kullanıcı deneyimi sağlar.

Anahtar Kavramlar ve Terminoloji

• Kilit Adı: Kilitle korunan kaynağı tanımlayan bir dizedir. Bu ad, aynı kaynak üzerindeki kilitleri almak ve serbest bırakmak için kullanılır. Kilit adı büyük/küçük harfe duyarlıdır.
• Kilit Modu: Talep edilen kilidin türünü belirtir. API iki modu destekler:
• `exclusive` (varsayılan): Aynı anda yalnızca bir kilit sahibine izin verilir.
• `shared`: Başka bir sahip aynı kaynak üzerinde özel bir kilide sahip olmadığı sürece, aynı anda birden fazla kilit sahibine izin verir.
• Kilit Talebi: Bir kilit almaya çalışan asenkron bir işlemdir. Talep, kilit başarıyla alındığında çözümlenir veya kilit alınamazsa (örneğin, başka bir kod parçası zaten özel bir kilit tutuyorsa) reddedilir.
• Kilit Bırakma: Bir kilidi serbest bırakan ve diğer kodların alması için uygun hale getiren bir işlemdir.

Web Locks API'sini Kullanma: Pratik Örnekler

Web uygulamalarında kaynaklara erişimi senkronize etmek için Web Locks API'sinin nasıl kullanılabileceğine dair bazı pratik örnekleri inceleyelim.

Örnek 1: Eş Zamanlı Belge Düzenlemelerini Önleme

Birden fazla kullanıcının aynı belgeyi aynı anda düzenleyebildiği işbirlikçi bir belge düzenleme uygulaması hayal edin. Çakışmaları önlemek için, Web Locks API'sini kullanarak belirli bir zamanda yalnızca bir kullanıcının belgeyi değiştirebilmesini sağlayabiliriz.

async function saveDocument(documentId, content) {
  try {
    await navigator.locks.request(documentId, async () => {
      // Kritik bölüm: Belge içeriğini sunucuya kaydet
      console.log(`${documentId} belgesi için kilit alındı. Kaydediliyor...`);
      await saveToServer(documentId, content);
      console.log(`${documentId} belgesi başarıyla kaydedildi.`);
    });
  } catch (error) {
    console.error(`${documentId} belgesi kaydedilemedi:`, error);
  }
}

async function saveToServer(documentId, content) {
  // Sunucuya kaydetmeyi simüle et (gerçek API çağrısıyla değiştir)
  return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000));
}

Bu örnekte, `saveDocument` fonksiyonu belgenin kimliğini kilit adı olarak kullanarak belge üzerinde bir kilit almaya çalışır. `navigator.locks.request` yöntemi iki argüman alır: kilit adı ve bir geri çağırma fonksiyonu. Geri çağırma fonksiyonu, yalnızca kilit başarıyla alındıktan sonra yürütülür. Geri çağırma fonksiyonu içinde, belge içeriği sunucuya kaydedilir. Geri çağırma fonksiyonu tamamlandığında, kilit otomatik olarak serbest bırakılır. Fonksiyonun başka bir örneği aynı `documentId` ile çalışmaya çalışırsa, kilit serbest bırakılana kadar bekler. Bir hata oluşursa, yakalanır ve günlüğe kaydedilir.

Örnek 2: Yerel Depolamaya Erişimi Kontrol Etme

Yerel Depolama (Local Storage), tarayıcıda veri depolamak için yaygın bir mekanizmadır. Ancak, uygulamanızın birden fazla bölümü Yerel Depolamaya aynı anda erişmeye ve değiştirmeye çalışırsa, veri bozulması meydana gelebilir. Web Locks API'si, Yerel Depolamaya erişimi senkronize ederek veri bütünlüğünü sağlamak için kullanılabilir.

async function updateLocalStorage(key, value) {
  try {
    await navigator.locks.request('localStorage', async () => {
      // Kritik bölüm: Yerel Depolamayı güncelle
      console.log(`localStorage için kilit alındı. ${key} anahtarı güncelleniyor...`);
      localStorage.setItem(key, value);
      console.log(`${key} anahtarı localStorage'da güncellendi.`);
    });
  } catch (error) {
    console.error(`localStorage güncellenemedi:`, error);
  }
}

Bu örnekte, `updateLocalStorage` fonksiyonu 'localStorage' kaynağı üzerinde bir kilit almaya çalışır. Geri çağırma fonksiyonu daha sonra Yerel Depolamadaki belirtilen anahtarı günceller. Kilit, aynı anda yalnızca bir kod parçasının Yerel Depolamaya erişebilmesini sağlayarak yarış koşullarını önler.

Örnek 3: Web Worker'larda Paylaşılan Kaynakları Yönetme

Web Worker'lar, ana iş parçacığını (main thread) engellemeden arka planda JavaScript kodu çalıştırmanıza olanak tanır. Ancak, bir Web Worker'ın ana iş parçacığı veya diğer Web Worker'larla paylaşılan kaynaklara erişmesi gerekiyorsa, senkronizasyon esastır. Web Locks API'si, bu kaynaklara erişimi koordine etmek için kullanılabilir.

Öncelikle, ana iş parçacığınızda:

async function mainThreadFunction() {
    try {
        await navigator.locks.request('sharedResource', async () => {
            console.log('Ana iş parçacığı sharedResource üzerinde kilidi aldı');
            // Paylaşılan kaynağa eriş ve değiştir
            await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000)); // İşi simüle et
            console.log('Ana iş parçacığı sharedResource üzerindeki kilidi bırakıyor');
        });
    } catch (error) {
        console.error('Ana iş parçacığı kilidi alamadı:', error);
    }
}

mainThreadFunction();

Ardından, Web Worker'ınızda:

self.addEventListener('message', async (event) => {
    if (event.data.type === 'accessSharedResource') {
        try {
            await navigator.locks.request('sharedResource', async () => {
                console.log('Web Worker sharedResource üzerinde kilidi aldı');
                // Paylaşılan kaynağa eriş ve değiştir
                await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 3000)); // İşi simüle et
                console.log('Web Worker sharedResource üzerindeki kilidi bırakıyor');
                self.postMessage({ type: 'sharedResourceAccessed', success: true });
            });
        } catch (error) {
            console.error('Web Worker kilidi alamadı:', error);
            self.postMessage({ type: 'sharedResourceAccessed', success: false, error: error.message });
        }
    }
});

Bu örnekte, hem ana iş parçacığı hem de Web Worker `sharedResource` üzerinde bir kilit almaya çalışır. `navigator.locks` nesnesi Web Worker'larda mevcuttur ve onların ana iş parçacığı ile aynı kilitleme mekanizmasına katılmalarına olanak tanır. Mesajlar, ana iş parçacığı ve worker arasında iletişim kurmak için kullanılır ve kilit alma girişimini tetikler.

Kilit Modları: Özel ve Paylaşılan

Web Locks API'si iki kilit modunu destekler: `exclusive` ve `shared`. Kilit modu seçimi, uygulamanızın özel gereksinimlerine bağlıdır.

Özel Kilitler

Özel bir kilit, bir kaynağa özel erişim sağlar. Belirli bir kaynak üzerinde aynı anda yalnızca bir kod parçası özel bir kilit tutabilir. Bu mod, bir kaynağı aynı anda yalnızca bir işlemin değiştirmesi gereken senaryolar için uygundur. Örneğin, bir dosyaya veri yazmak, bir veritabanı kaydını güncellemek veya bir kullanıcı arayüzü bileşeninin durumunu değiştirmek.

Yukarıdaki tüm örnekler varsayılan olarak özel kilitler kullandı. `exclusive` varsayılan olduğu için modu belirtmeniz gerekmez.

Paylaşılan Kilitler

Paylaşılan bir kilit, başka hiçbir kodun aynı kaynak üzerinde özel bir kilidi olmaması koşuluyla, birden fazla kod parçasının bir kaynak üzerinde aynı anda kilit tutmasına izin verir. Bu mod, birden fazla işlemin bir kaynağı eş zamanlı olarak okuması gereken, ancak hiçbir işlemin onu değiştirmesi gerekmeyen senaryolar için uygundur. Örneğin, bir dosyadan veri okumak, bir veritabanını sorgulamak veya bir kullanıcı arayüzü bileşenini oluşturmak.

Paylaşılan bir kilit talep etmek için, `navigator.locks.request` yönteminde `mode` seçeneğini belirtmeniz gerekir.

async function readData(resourceId) {
  try {
    await navigator.locks.request(resourceId, { mode: 'shared' }, async () => {
      // Kritik bölüm: Kaynaktan veri oku
      console.log(`${resourceId} kaynağı için paylaşılan kilit alındı. Okunuyor...`);
      const data = await readFromResource(resourceId);
      console.log(`${resourceId} kaynağından okunan veri:`, data);
      return data;
    });
  } catch (error) {
    console.error(`${resourceId} kaynağından veri okunamadı:`, error);
  }
}

async function readFromResource(resourceId) {
  // Bir kaynaktan okumayı simüle et (gerçek API çağrısıyla değiştir)
  return new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve({ value: 'Some data' }), 500));
}

Bu örnekte, `readData` fonksiyonu belirtilen kaynak üzerinde paylaşılan bir kilit talep eder. Başka hiçbir kod aynı kaynak üzerinde özel bir kilit tutmadığı sürece, bu fonksiyonun birden çok örneği eş zamanlı olarak çalışabilir.

Küresel Uygulamalar için Dikkat Edilmesi Gerekenler

Küresel bir kitle için web uygulamaları geliştirirken, çeşitli ortamlarda kaynak senkronizasyonu ve eş zamanlı erişim kontrolünün sonuçlarını dikkate almak çok önemlidir.

• Ağ Gecikmesi: Yüksek ağ gecikmesi, eş zamanlılık sorunlarının etkisini şiddetlendirebilir. Sunucu tarafı kilitleme mekanizmaları önemli gecikmelere neden olabilir ve bu da kötü bir kullanıcı deneyimine yol açabilir. Web Locks API'si, kaynaklara erişimi senkronize etmek için istemci tarafı bir çözüm sunarak bu durumu hafifletmeye yardımcı olabilir.
• Zaman Dilimleri: Etkinlik planlama veya işlem yapma gibi zamana duyarlı verilerle uğraşırken, farklı zaman dilimlerini hesaba katmak esastır. Uygun senkronizasyon mekanizmaları, çakışmaları önlemeye ve coğrafi olarak dağıtılmış sistemlerde veri tutarlılığını sağlamaya yardımcı olabilir.
• Kültürel Farklılıklar: Farklı kültürlerin veri erişimi ve değişikliği konusunda farklı beklentileri olabilir. Örneğin, bazı kültürler gerçek zamanlı işbirliğine öncelik verirken, diğerleri daha asenkron bir yaklaşımı tercih edebilir. Uygulamanızı bu çeşitli ihtiyaçları karşılayacak şekilde tasarlamak önemlidir.
• Dil ve Yerelleştirme: Web Locks API'si doğrudan dil veya yerelleştirme ile ilgili değildir. Ancak, senkronize edilen kaynaklar yerelleştirilmiş içerik barındırabilir. Senkronizasyon mekanizmalarınızın yerelleştirme stratejinizle uyumlu olduğundan emin olun.

Web Locks API'sini Kullanmak için En İyi Uygulamalar

• Kritik Bölümleri Kısa Tutun: Bir kilit ne kadar uzun süre tutulursa, çekişme ve gecikme potansiyeli o kadar artar. Paylaşılan verilere erişen ve bunları değiştiren kritik kod bölümlerini mümkün olduğunca kısa tutun.
• Kilitlenmelerden Kaçının: Kilitlenmeler (deadlock), iki veya daha fazla kod parçasının birbirlerinin kilitleri serbest bırakmasını bekleyerek süresiz olarak engellendiğinde meydana gelir. Kilitlenmeleri önlemek için, kilitlerin her zaman tutarlı bir sırayla alındığından ve serbest bırakıldığından emin olun.
• Hataları Zarif Bir Şekilde Ele Alın: `navigator.locks.request` yöntemi, kilit alınamazsa reddedilebilir. Bu hataları zarif bir şekilde ele alarak kullanıcıya bilgilendirici geri bildirim sağlayın.
• Anlamlı Kilit Adları Kullanın: Korunan kaynakları açıkça tanımlayan kilit adları seçin. Bu, kodunuzun anlaşılmasını ve bakımını kolaylaştıracaktır.
• Kilit Kapsamını Düşünün: Kilitleriniz için uygun kapsamı belirleyin. Kilit küresel mi olmalı (tüm tarayıcı sekmeleri ve pencereleri arasında), yoksa belirli bir sekme veya pencereyle mi sınırlı olmalı? Web Locks API'si, kilitlerinizin kapsamını kontrol etmenize olanak tanır.
• Kapsamlı Test Edin: Kodunuzun eş zamanlılığı doğru bir şekilde ele aldığından ve yarış koşullarını önlediğinden emin olmak için kapsamlı bir şekilde test edin. Birden çok kullanıcının aynı anda paylaşılan kaynaklara erişip bunları değiştirmesini simüle etmek için eş zamanlılık test araçları kullanın.

Web Locks API'sinin Sınırlamaları

Web Locks API'si, web uygulamalarındaki kaynaklara erişimi senkronize etmek için güçlü bir mekanizma sunsa da, sınırlamalarının farkında olmak önemlidir.

• Tarayıcı Desteği: Web Locks API'si tüm tarayıcılar tarafından desteklenmemektedir. API'yi üretim kodunuzda kullanmadan önce tarayıcı uyumluluğunu kontrol edin. Eski tarayıcılar için destek sağlamak üzere polyfill'ler mevcut olabilir.
• Kalıcılık: Kilitler tarayıcı oturumları arasında kalıcı değildir. Tarayıcı kapatıldığında veya yenilendiğinde, tüm kilitler serbest bırakılır.
• Dağıtık Kilit Yok: Web Locks API'si yalnızca tek bir tarayıcı örneği içinde senkronizasyon sağlar. Birden çok makine veya sunucu arasında kaynaklara erişimi senkronize etmek için bir mekanizma sağlamaz. Dağıtık kilitleme için, sunucu tarafı kilitleme mekanizmalarına güvenmeniz gerekecektir.
• İşbirlikçi Kilitleme: Web Locks API'si işbirlikçi kilitlemeye dayanır. Paylaşılan kaynaklara erişen kodun kilitleme protokolüne uymasını sağlamak geliştiricilere kalmıştır. API, kodun önce bir kilit almadan kaynaklara erişmesini engelleyemez.

Web Locks API'sine Alternatifler

Web Locks API'si kaynak senkronizasyonu için değerli bir araç sunarken, her birinin kendi güçlü ve zayıf yönleri olan birkaç alternatif yaklaşım mevcuttur.

• Sunucu Tarafı Kilitleme: Sunucuda kilitleme mekanizmalarını uygulamak, eş zamanlılığı yönetmek için geleneksel bir yaklaşımdır. Bu, paylaşılan kaynakları korumak için veritabanı işlemleri, iyimser kilitleme veya kötümser kilitleme kullanmayı içerir. Sunucu tarafı kilitleme, dağıtık eş zamanlılık için daha sağlam ve güvenilir bir çözüm sunar, ancak gecikmeye neden olabilir ve sunucu üzerindeki yükü artırabilir.
• Atomik İşlemler: Bazı veri yapıları ve API'ler, bir dizi işlemin tek ve bölünmez bir birim olarak yürütülmesini garanti eden atomik işlemler sağlar. Bu, açık kilitlere ihtiyaç duymadan basit veri yapılarına erişimi senkronize etmek için faydalı olabilir.
• Mesajlaşma: Değişebilir durumu paylaşmak yerine, uygulamanızın farklı bölümleri arasında iletişim kurmak için mesajlaşma kullanmayı düşünün. Bu yaklaşım, paylaşılan kilitlere olan ihtiyacı ortadan kaldırarak eş zamanlılık yönetimini basitleştirebilir.
• Değişmezlik: Değişmez veri yapılarını kullanmak da eş zamanlılık yönetimini basitleştirebilir. Değişmez veriler oluşturulduktan sonra değiştirilemez, bu da yarış koşulları olasılığını ortadan kaldırır.

Sonuç

Web Locks API'si, web uygulamalarında kaynaklara erişimi senkronize etmek ve eş zamanlı erişimi yönetmek için değerli bir araçtır. İstemci tarafı bir kilitleme mekanizması sağlayarak, API performansı artırabilir, veri bozulmasını önleyebilir ve kullanıcı deneyimini iyileştirebilir. Ancak, API'nin sınırlamalarını anlamak ve uygun şekilde kullanmak önemlidir. Web Locks API'sini uygulamadan önce uygulamanızın özel gereksinimlerini, tarayıcı uyumluluğunu ve kilitlenme potansiyelini göz önünde bulundurun.

Bu kılavuzda belirtilen en iyi uygulamaları takip ederek, Web Locks API'sini eş zamanlılığı zarif bir şekilde ele alan ve çeşitli küresel ortamlarda veri bütünlüğünü sağlayan sağlam ve duyarlı web uygulamaları oluşturmak için kullanabilirsiniz.