JavaScript Async Local Storage: So'rov doirasidagi kontekstni boshqarishni o'zlashtirish

Asinxron JavaScript dunyosida turli operatsiyalar bo'yicha kontekstni boshqarish murakkab vazifaga aylanishi mumkin. Kontekst obyektlarini funksiya chaqiruvlari orqali uzatish kabi an'anaviy usullar ko'pincha ortiqcha va noqulay kodga olib keladi. Yaxshiyamki, JavaScript Async Local Storage (ALS) asinxron muhitlarda so'rov doirasidagi kontekstni boshqarish uchun nafis yechimni taqdim etadi. Ushbu maqola ALSning murakkabliklarini o'rganib, uning afzalliklari, amalga oshirilishi va real hayotdagi qo'llanilish holatlarini ko'rib chiqadi.

Async Local Storage nima?

Async Local Storage (ALS) - bu ma'lum bir asinxron bajarilish kontekstiga xos bo'lgan ma'lumotlarni saqlashga imkon beruvchi mexanizm. Bu kontekst odatda so'rov yoki tranzaksiya bilan bog'liq bo'ladi. Buni Node.js kabi asinxron JavaScript muhitlari uchun oqimga-mahalliy saqlash (thread-local storage) ekvivalentini yaratish usuli deb o'ylang. An'anaviy oqimga-mahalliy saqlashdan (bu bir oqimli JavaScript uchun to'g'ridan-to'g'ri qo'llanilmaydi) farqli o'laroq, ALS kontekstni argument sifatida aniq uzatmasdan asinxron chaqiruvlar bo'ylab tarqatish uchun asinxron primitivlardan foydalanadi.

ALS ortidagi asosiy g'oya shundaki, ma'lum bir asinxron operatsiya doirasida (masalan, veb-so'rovni qayta ishlash) siz o'sha operatsiyaga tegishli ma'lumotlarni saqlashingiz va olishingiz mumkin, bu esa turli bir vaqtda bajariladigan asinxron vazifalar o'rtasida izolyatsiyani ta'minlaydi va kontekstning ifloslanishini oldini oladi.

Nima uchun Async Local Storage'dan foydalanish kerak?

Zamonaviy JavaScript ilovalarida Async Local Storage'ni qabul qilishga undaydigan bir nechta muhim sabablar mavjud:

• Soddalashtirilgan Kontekst Boshqaruvi: Kontekst obyektlarini bir nechta funksiya chaqiruvlari orqali uzatishdan saqlaning, bu kodning hajmini kamaytiradi va o'qilishini yaxshilaydi.
• Kodning Qo'llab-quvvatlanuvchanligini Yaxshilash: Kontekstni boshqarish mantig'ini markazlashtiring, bu esa ilova kontekstini o'zgartirish va saqlashni osonlashtiradi.
• Kengaytirilgan Nosozliklarni Tuzatish va Treysing: So'rovlarni ilovangizning turli qatlamlari orqali kuzatish uchun so'rovga xos ma'lumotlarni tarqating.
• Middleware bilan Uzluksiz Integratsiya: ALS Express.js kabi freymvorklardagi middleware naqshlari bilan yaxshi integratsiyalashadi, bu sizga so'rov hayotiy siklining boshida kontekstni ushlash va tarqatish imkonini beradi.
• Shablon Kodni Kamaytirish: Kontekstni talab qiladigan har bir funksiyada uni aniq boshqarish zaruratini yo'q qiling, bu esa toza va aniqroq kodga olib keladi.

Asosiy tushunchalar va API

Node.js da (13.10.0 va undan yuqori versiyalarda) `async_hooks` moduli orqali mavjud bo'lgan Async Local Storage API quyidagi asosiy komponentlarni taqdim etadi:

• `AsyncLocalStorage` Klassi: Asinxron saqlash namunalarini yaratish va boshqarish uchun markaziy klass.
• `run(store, callback, ...args)` Metodi: Funksiyani ma'lum bir asinxron kontekst ichida bajaradi. `store` argumenti kontekst bilan bog'liq ma'lumotlarni ifodalaydi, `callback` esa bajariladigan funksiyadir.
• `getStore()` Metodi: Joriy asinxron kontekst bilan bog'liq ma'lumotlarni oladi. Agar faol kontekst bo'lmasa, `undefined` qiymatini qaytaradi.
• `enterWith(store)` Metodi: Taqdim etilgan saqlash ombori bilan kontekstga aniq kiradi. Ehtiyotkorlik bilan foydalaning, chunki bu kodni tushunishni qiyinlashtirishi mumkin.
• `disable()` Metodi: AsyncLocalStorage namunasini o'chirib qo'yadi.

Amaliy misollar va kod parchalari

Keling, JavaScript ilovalarida Async Local Storage'dan qanday foydalanish bo'yicha ba'zi amaliy misollarni ko'rib chiqaylik.

Asosiy foydalanish

Ushbu misol asinxron kontekst ichida so'rov identifikatorini saqlash va olishning oddiy stsenariysini namoyish etadi.

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function processRequest(req, res) {
  const requestId = Math.random().toString(36).substring(2, 15);

  asyncLocalStorage.run({ requestId }, () => {
    // Simulate asynchronous operations
    setTimeout(() => {
      const currentContext = asyncLocalStorage.getStore();
      console.log(`Request ID: ${currentContext.requestId}`);
      res.end(`Request processed with ID: ${currentContext.requestId}`);
    }, 100);
  });
}

// Simulate incoming requests
const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  processRequest(req, res);
});

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

ALS'ni Express.js Middleware bilan ishlatish

Ushbu misol so'rovga xos ma'lumotlarni ushlash va uni so'rov hayotiy sikli davomida mavjud qilish uchun ALS'ni Express.js middleware bilan qanday integratsiya qilishni ko'rsatadi.

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

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

// Middleware to capture request ID
app.use((req, res, next) => {
  const requestId = Math.random().toString(36).substring(2, 15);
  asyncLocalStorage.run({ requestId }, () => {
    next();
  });
});

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

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

Murakkab qo'llanilish holati: Taqsimlangan treysing

ALS, ayniqsa, bir nechta servislar va asinxron operatsiyalar bo'ylab treys (iz) identifikatorlarini tarqatish kerak bo'lgan taqsimlangan treysing stsenariylarida foydali bo'lishi mumkin. Ushbu misol ALS yordamida treys identifikatorini yaratish va tarqatishni ko'rsatadi.

const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks');
const { v4: uuidv4 } = require('uuid');

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

function generateTraceId() {
  return uuidv4();
}

function withTrace(callback) {
  const traceId = generateTraceId();
  asyncLocalStorage.run({ traceId }, callback);
}

function getTraceId() {
  const store = asyncLocalStorage.getStore();
  return store ? store.traceId : null;
}

// Example Usage
withTrace(() => {
  const traceId = getTraceId();
  console.log(`Trace ID: ${traceId}`);

  // Simulate asynchronous operation
  setTimeout(() => {
    const nestedTraceId = getTraceId();
    console.log(`Nested Trace ID: ${nestedTraceId}`); // Should be the same trace ID
  }, 50);
});

Real hayotdagi qo'llanilish holatlari

Async Local Storage turli stsenariylarda qo'llanilishi mumkin bo'lgan ko'p qirrali vositadir:

• Logging (Jurnal yuritish): Log xabarlarini so'rov IDsi, foydalanuvchi IDsi yoki treys IDsi kabi so'rovga xos ma'lumotlar bilan boyitish.
• Autentifikatsiya va Avtorizatsiya: Foydalanuvchi autentifikatsiyasi kontekstini saqlash va unga so'rov hayotiy sikli davomida kirish.
• Ma'lumotlar bazasi tranzaksiyalari: Ma'lumotlar bazasi tranzaksiyalarini ma'lum so'rovlar bilan bog'lash, ma'lumotlar yaxlitligi va izolyatsiyasini ta'minlash.
• Xatolarni qayta ishlash: So'rovga xos xatolik kontekstini ushlash va undan batafsil xato hisobotlari va nosozliklarni tuzatish uchun foydalanish.
• A/B Testlash: Tajriba topshiriqlarini saqlash va ularni foydalanuvchi sessiyasi davomida izchil qo'llash.

E'tiborga olish kerak bo'lgan jihatlar va eng yaxshi amaliyotlar

Async Local Storage sezilarli afzalliklarni taqdim etsa-da, undan oqilona foydalanish va eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish muhim:

• Ishlash unumdorligiga yuklama: ALS asinxron kontekstlarni yaratish va boshqarish tufayli kichik ishlash unumdorligiga yuklama yaratadi. Ilovangizga ta'sirini o'lchang va shunga muvofiq optimallashtiring.
• Kontekstning ifloslanishi: Xotira sizib chiqishi va ishlash unumdorligining pasayishini oldini olish uchun ALSda haddan tashqari ko'p ma'lumotlarni saqlashdan saqlaning.
• Aniq Kontekst Boshqaruvi: Ba'zi hollarda, ayniqsa murakkab yoki chuqur joylashgan operatsiyalar uchun kontekst obyektlarini aniq uzatish maqsadga muvofiqroq bo'lishi mumkin.
• Freymvork bilan integratsiya: Logging va treysing kabi umumiy vazifalar uchun ALS-ni qo'llab-quvvatlaydigan mavjud freymvork integratsiyalari va kutubxonalaridan foydalaning.
• Xatolarni qayta ishlash: Kontekst sizib chiqishini oldini olish va ALS kontekstlarining to'g'ri tozalanishini ta'minlash uchun to'g'ri xatolarni qayta ishlashni joriy qiling.

Async Local Storage'ga alternativlar

ALS kuchli vosita bo'lsa-da, u har doim ham har qanday vaziyat uchun eng yaxshi yechim emas. Quyida ko'rib chiqish mumkin bo'lgan ba'zi alternativlar mavjud:

• Kontekstni aniq uzatish: Kontekst obyektlarini argument sifatida uzatishning an'anaviy usuli. Bu aniqroq va tushunish uchun osonroq bo'lishi mumkin, lekin ayni paytda ortiqcha kodga olib kelishi mumkin.
• Bog'liqliklarni kiritish (Dependency Injection): Kontekst va bog'liqliklarni boshqarish uchun bog'liqliklarni kiritish freymvorklaridan foydalaning. Bu kodning modulligini va testlanuvchanligini yaxshilashi mumkin.
• Kontekst o'zgaruvchilari (TC39 taklifi): Kontekstni boshqarishning standartlashtirilgan usulini ta'minlaydigan taklif etilgan ECMAScript xususiyati. Hali ishlab chiqilmoqda va keng qo'llab-quvvatlanmaydi.
• Maxsus kontekstni boshqarish yechimlari: O'zingizning maxsus ilova talablaringizga moslashtirilgan kontekstni boshqarish yechimlarini ishlab chiqing.

AsyncLocalStorage.enterWith() metodi

`enterWith()` metodi ALS kontekstini o'rnatishning to'g'ridan-to'g'ri usuli bo'lib, `run()` tomonidan ta'minlanadigan avtomatik tarqatishni chetlab o'tadi. Biroq, undan ehtiyotkorlik bilan foydalanish kerak. Kontekstni boshqarish uchun odatda `run()` dan foydalanish tavsiya etiladi, chunki u asinxron operatsiyalar bo'ylab kontekst tarqalishini avtomatik ravishda boshqaradi. `enterWith()` ehtiyotkorlik bilan ishlatilmasa, kutilmagan xatti-harakatlarga olib kelishi mumkin.

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

const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage();

const store = { data: 'Some Data' };

// Setting the store using enterWith
asyncLocalStorage.enterWith(store);

// Accessing the store (Should work immediately after enterWith)
console.log(asyncLocalStorage.getStore());

// Executing an asynchronous function that will NOT inherit the context automatically
setTimeout(() => {
  // The context is STILL active here because we set it manually with enterWith.
  console.log(asyncLocalStorage.getStore());
}, 1000);

// To properly clear the context, you'd need a try...finally block
// This demonstrates why run() is usually preferred, as it handles cleanup automatically.

Umumiy xatolar va ulardan qanday qochish kerak

• `run()` dan foydalanishni unutish: Agar siz AsyncLocalStorage'ni ishga tushirsangiz, lekin so'rovni qayta ishlash mantig'ingizni `asyncLocalStorage.run()` ichiga o'rashni unutsangiz, kontekst to'g'ri tarqatilmaydi va `getStore()` ni chaqirganda `undefined` qiymatlariga olib keladi.
• Promise'lar bilan kontekstning noto'g'ri tarqalishi: Promise'lardan foydalanganda, `run()` callback'i ichidagi asinxron operatsiyalarni `await` qilayotganingizga ishonch hosil qiling. Agar siz `await` qilmasangiz, kontekst to'g'ri tarqalmasligi mumkin.
• Xotira sizib chiqishi: AsyncLocalStorage kontekstida katta obyektlarni saqlashdan saqlaning, chunki kontekst to'g'ri tozalanmasa, ular xotira sizib chiqishiga olib kelishi mumkin.
• AsyncLocalStorage'ga haddan tashqari ishonish: AsyncLocalStorage'ni global holatni boshqarish yechimi sifatida ishlatmang. U so'rov doirasidagi kontekstni boshqarish uchun eng mos keladi.

JavaScript'da kontekstni boshqarishning kelajagi

JavaScript ekotizimi doimiy ravishda rivojlanmoqda va kontekstni boshqarishga yangi yondashuvlar paydo bo'lmoqda. Taklif etilayotgan Kontekst o'zgaruvchilari xususiyati (TC39 taklifi) kontekstni boshqarish uchun standartlashtirilgan va til darajasidagi yechimni taqdim etishni maqsad qilgan. Ushbu xususiyatlar rivojlanib, kengroq qo'llanila boshlagach, ular JavaScript ilovalarida kontekstni boshqarishning yanada nafis va samarali usullarini taklif qilishi mumkin.

Xulosa

JavaScript Async Local Storage asinxron muhitlarda so'rov doirasidagi kontekstni boshqarish uchun kuchli va nafis yechimni taqdim etadi. Kontekstni boshqarishni soddalashtirish, kodning qo'llab-quvvatlanuvchanligini yaxshilash va nosozliklarni tuzatish imkoniyatlarini kengaytirish orqali ALS Node.js ilovalari uchun ishlab chiqish tajribasini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Biroq, loyihalaringizda ALS'ni joriy qilishdan oldin asosiy tushunchalarni anglash, eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish va potentsial ishlash unumdorligi yuklamasini hisobga olish juda muhimdir. JavaScript ekotizimi rivojlanishda davom etar ekan, kontekstni boshqarishga yangi va takomillashtirilgan yondashuvlar paydo bo'lishi mumkin, bu esa murakkab asinxron stsenariylarni boshqarish uchun yanada mukammal yechimlarni taklif qiladi.