JavaScript Asinxron Kontekst Xotirasini Boshqarish: Kontekst Hayot Siklini Optimallashtirish

Asinxron dasturlash zamonaviy JavaScript ishlab chiqishning asosiy tamoyillaridan biri bo'lib, bizga sezgir va samarali ilovalar yaratish imkonini beradi. Biroq, asinxron operatsiyalarda kontekstni boshqarish murakkablashishi mumkin, bu esa ehtiyotkorlik bilan ishlanmasa, xotira sizib chiqishi va samaradorlik muammolariga olib keladi. Ushbu maqola JavaScript-ning asinxron kontekstining nozikliklarini o'rganib, mustahkam va kengaytiriladigan ilovalar uchun uning hayot siklini optimallashtirishga qaratilgan.

JavaScript-da Asinxron Kontekstni Tushunish

Sinxron JavaScript kodida kontekstni (o'zgaruvchilar, funksiya chaqiruvlari va bajarilish holati) boshqarish oson. Funksiya tugagach, uning konteksti odatda bo'shatiladi, bu esa axlat yig'uvchiga xotirani qaytarib olishga imkon beradi. Biroq, asinxron operatsiyalar murakkablik qatlamini qo'shadi. API'dan ma'lumotlarni olish yoki foydalanuvchi hodisalarini qayta ishlash kabi asinxron vazifalar darhol yakunlanishi shart emas. Ular ko'pincha "callback"lar, "promise"lar yoki async/await'ni o'z ichiga oladi, bu esa "closure"lar yaratishi va atrofdagi doiradagi o'zgaruvchilarga havolalarni saqlab qolishi mumkin. Bu beixtiyor kontekstning qismlarini kerak bo'lgandan ko'ra uzoqroq vaqt davomida saqlab qolishi mumkin, bu esa xotira sizib chiqishiga olib keladi.

Closure'larning Roli

Closure'lar asinxron JavaScript-da muhim rol o'ynaydi. Closure - bu funksiyaning o'z atrofidagi holatga (leksik muhitga) havolalar bilan birga to'plangan (o'ralgan) kombinatsiyasidir. Boshqacha qilib aytganda, closure sizga ichki funksiyadan tashqi funksiya doirasiga kirish imkonini beradi. Asinxron operatsiya "callback" yoki "promise"ga tayanilganda, u ko'pincha ota-ona doirasidagi o'zgaruvchilarga kirish uchun "closure"lardan foydalanadi. Agar bu "closure"lar endi kerak bo'lmagan katta obyektlar yoki ma'lumotlar tuzilmalariga havolalarni saqlab qolsa, bu xotira sarfiga sezilarli darajada ta'sir qilishi mumkin.

Ushbu misolni ko'rib chiqing:

            function fetchData(url) {
  const largeData = new Array(1000000).fill('some data'); // Katta ma'lumotlar to'plamini simulyatsiya qilish

  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      // API'dan ma'lumotlarni olishni simulyatsiya qilish
      const result = `Data from ${url}`;  // Tashqi doiradan url'dan foydalanadi
      resolve(result);
    }, 1000);
  });
}

async function processData() {
  const data = await fetchData('https://example.com/api/data');
  console.log(data);
  // largeData to'g'ridan-to'g'ri ishlatilmasa ham, bu yerda hali ham doirada
}

processData();
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `processData` olingan ma'lumotlarni jurnalga yozganidan keyin ham, `largeData` `fetchData` ichidagi `setTimeout` "callback"i tomonidan yaratilgan "closure" tufayli doirada qoladi. Agar `fetchData` bir necha marta chaqirilsa, `largeData`ning bir nechta nusxalari xotirada saqlanib qolishi mumkin, bu esa potentsial xotira sizib chiqishiga olib kelishi mumkin.

Asinxron JavaScript-da Xotira Sizib Chiqishini Aniqlash

Asinxron JavaScript-da xotira sizib chiqishini aniqlash qiyin bo'lishi mumkin. Quyida ba'zi umumiy vositalar va usullar keltirilgan:

• Brauzer Dasturchi Vositalari: Ko'pgina zamonaviy brauzerlar xotira ishlatilishini tahlil qilish uchun kuchli dasturchi vositalarini taqdim etadi. Masalan, Chrome DevTools sizga "heap" suratlarni olish, xotira ajratish vaqt jadvallarini yozib olish va axlat yig'uvchi tomonidan tozalanmayotgan obyektlarni aniqlash imkonini beradi. Potensial sizib chiqishlarni tekshirayotganda saqlangan hajm va konstruktor turlariga e'tibor bering.
• Node.js Xotira Profilerlari: Node.js ilovalari uchun siz `heapdump` va `v8-profiler` kabi vositalardan foydalanib, "heap" suratlarini olishingiz va xotira ishlatilishini tahlil qilishingiz mumkin. Node.js inspektori (`node --inspect`) ham Chrome DevTools'ga o'xshash nosozliklarni tuzatish interfeysini taqdim etadi.
• Samaradorlikni Monitoring Qilish Vositalari: New Relic, Datadog va Sentry kabi Ilova Samaradorligini Monitoring qilish (APM) vositalari vaqt o'tishi bilan xotira ishlatilishi tendensiyalari haqida tushuncha berishi mumkin. Bu vositalar sizga naqshlarni aniqlash va kodingizda xotira sizib chiqishiga hissa qo'shishi mumkin bo'lgan joylarni topishga yordam beradi.
• Kodni Ko'rib Chiqish: Muntazam kodni ko'rib chiqish potensial xotirani boshqarish muammolarini muammoga aylanishidan oldin aniqlashga yordam beradi. "Closure"lar, hodisa tinglovchilari va asinxron operatsiyalarda ishlatiladigan ma'lumotlar tuzilmalariga alohida e'tibor bering.

Xotira Sizib Chiqishining Umumiy Belgilari

JavaScript ilovangizda xotira sizib chiqishi mumkinligini ko'rsatadigan ba'zi belgilar:

• Xotira Ishlatilishining Asta-sekin O'sishi: Ilovaning xotira iste'moli vaqt o'tishi bilan, hatto u faol vazifalarni bajarmayotganida ham, barqaror ravishda o'sib boradi.
• Samaradorlikning Pasayishi: Ilova uzoqroq vaqt ishlagani sari sekinlashadi va kamroq sezgir bo'lib qoladi.
• Tez-tez Axlat Yig'ish Sikllari: Axlat yig'uvchi tez-tez ishlaydi, bu uning xotirani qaytarib olishda qiynalayotganini ko'rsatadi.
• Ilovaning Ishdan Chiqishi: Ekstremal holatlarda, xotira sizib chiqishi xotira yetishmasligi xatolari tufayli ilovaning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin.

Asinxron Kontekst Hayot Siklini Optimallashtirish

Endi biz asinxron kontekst xotirasini boshqarish qiyinchiliklarini tushunganimizdan so'ng, keling, kontekst hayot siklini optimallashtirish uchun ba'zi strategiyalarni o'rganamiz:

1. Closure Doirasini Minimallashtirish

Closure doirasi qanchalik kichik bo'lsa, u shunchalik kam xotira sarflaydi. Closure'larda keraksiz o'zgaruvchilarni qamrab olishdan saqlaning. Buning o'rniga, faqat asinxron operatsiya uchun qat'iy talab qilinadigan ma'lumotlarni uzating.

Misol:

Yomon:

            function processUserData(user) {
  const userData = { ...user, extraData: 'some extra info' }; // Yangi obyekt yaratish
  setTimeout(() => {
    console.log(`Processing user: ${userData.name}`); // userData'ga kirish
  }, 1000);
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `setTimeout` "callback"i ichida faqat `name` xususiyati ishlatilgan bo'lsa ham, butun `userData` obyekti "closure"da qamrab olingan.

Yaxshi:

            function processUserData(user) {
  const userData = { ...user, extraData: 'some extra info' };
  const userName = userData.name; // Ismni ajratib olish
  setTimeout(() => {
    console.log(`Processing user: ${userName}`); // Faqat userName'ga kirish
  }, 1000);
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu optimallashtirilgan versiyada faqat `userName` "closure"da qamrab olingan, bu esa xotira izini kamaytiradi.

2. Aylanma Havolalarni Uzish

Aylanma havolalar ikki yoki undan ortiq obyektlar bir-biriga havola qilganda yuzaga keladi, bu ularning axlat yig'uvchi tomonidan tozalanishiga to'sqinlik qiladi. Bu asinxron JavaScript-da, ayniqsa hodisa tinglovchilari yoki murakkab ma'lumotlar tuzilmalari bilan ishlashda keng tarqalgan muammo bo'lishi mumkin.

Misol:

            class MyObject {
  constructor() {
    this.eventListeners = [];
  }

  addListener(listener) {
    this.eventListeners.push(listener);
  }

  removeListener(listener) {
    this.eventListeners = this.eventListeners.filter(l => l !== listener);
  }

  doSomethingAsync() {
    const listener = () => {
      console.log('Something happened!');
      this.doSomethingElse(); // Aylanma havola: tinglovchi "this"ga havola qiladi
    };

    this.addListener(listener);

    setTimeout(() => {
      this.removeListener(listener);
    }, 1000);
  }

  doSomethingElse() {
    console.log('Doing something else.');
  }
}

const myObject = new MyObject();
myObject.doSomethingAsync();
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `doSomethingAsync` ichidagi `listener` funksiyasi `this`ga (`MyObject` nusxasiga) havolani qamrab oladi. `MyObject` nusxasi ham `eventListeners` massivi orqali `listener`ga havolani saqlaydi. Bu aylanma havola yaratadi va `setTimeout` "callback"i bajarilganidan keyin ham `MyObject` nusxasi va `listener`ning axlat yig'uvchi tomonidan tozalanishiga to'sqinlik qiladi. Tinglovchi `eventListeners` massividan olib tashlangan bo'lsa-da, "closure"ning o'zi `this`ga havolani saqlab qoladi.

Yechim: Aylanma havolani endi kerak bo'lmaganda havolani aniq `null` yoki `undefined` ga o'rnatish orqali uzing.

            class MyObject {
  constructor() {
    this.eventListeners = [];
  }

  addListener(listener) {
    this.eventListeners.push(listener);
  }

  removeListener(listener) {
    this.eventListeners = this.eventListeners.filter(l => l !== listener);
  }

  doSomethingAsync() {
    let listener = () => {
      console.log('Something happened!');
      this.doSomethingElse();
      listener = null; // Aylanma havolani uzish
    };

    this.addListener(listener);

    setTimeout(() => {
      this.removeListener(listener);
    }, 1000);
  }

  doSomethingElse() {
    console.log('Doing something else.');
  }
}

const myObject = new MyObject();
myObject.doSomethingAsync();
            

              
                Copy
              
            
          

Yuqoridagi yechim aylanma havolani uzganday tuyulishi mumkin bo'lsa-da, `setTimeout` ichidagi tinglovchi hali ham asl `listener` funksiyasiga havola qiladi, bu esa o'z navbatida `this`ga havola qiladi. Yanada ishonchli yechim - tinglovchi ichida `this`ni to'g'ridan-to'g'ri qamrab olishdan qochishdir.

            class MyObject {
  constructor() {
    this.eventListeners = [];
  }

  addListener(listener) {
    this.eventListeners.push(listener);
  }

  removeListener(listener) {
    this.eventListeners = this.eventListeners.filter(l => l !== listener);
  }

  doSomethingAsync() {
    const self = this; // 'this'ni alohida o'zgaruvchiga qamrab olish
    const listener = () => {
      console.log('Something happened!');
      self.doSomethingElse(); // Qamrab olingan 'self'ni ishlatish
    };

    this.addListener(listener);

    setTimeout(() => {
      this.removeListener(listener);
    }, 1000);
  }

  doSomethingElse() {
    console.log('Doing something else.');
  }
}

const myObject = new MyObject();
myObject.doSomethingAsync();
            

              
                Copy
              
            
          

Agar hodisa tinglovchisi uzoq vaqt davomida biriktirilgan bo'lib qolsa, bu hali ham muammoni to'liq hal qilmaydi. Eng ishonchli yondashuv - `MyObject` nusxasiga to'g'ridan-to'g'ri havola qiluvchi "closure"lardan butunlay voz kechish va hodisa chiqarish mexanizmidan foydalanishdir.

3. Hodisa Tinglovchilarini Boshqarish

Hodisa tinglovchilari to'g'ri olib tashlanmasa, ular xotira sizib chiqishining keng tarqalgan manbai hisoblanadi. Hodisa tinglovchisini elementga yoki obyektga biriktirganingizda, tinglovchi aniq olib tashlanmaguncha yoki element/obyekt yo'q qilinmaguncha faol bo'lib qoladi. Agar tinglovchilarni olib tashlashni unutsangiz, ular vaqt o'tishi bilan to'planib, xotirani iste'mol qilishi va potentsial ravishda samaradorlik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.

Misol:

            const button = document.getElementById('myButton');

function handleClick() {
  console.log('Button clicked!');
}

button.addEventListener('click', handleClick);

// MUAMMO: Hodisa tinglovchisi hech qachon olib tashlanmaydi!
            

              
                Copy
              
            
          

Yechim: Hodisa tinglovchilari endi kerak bo'lmaganda ularni har doim olib tashlang.

            const button = document.getElementById('myButton');

function handleClick() {
  console.log('Button clicked!');
  button.removeEventListener('click', handleClick); // Tinglovchini olib tashlash
}

button.addEventListener('click', handleClick);

// Shu bilan bir qatorda, tinglovchini ma'lum bir shartdan keyin olib tashlash:

setTimeout(() => {
    button.removeEventListener('click', handleClick);
}, 5000);
            

              
                Copy
              
            
          

Agar DOM elementlari bilan bog'liq ma'lumotlarni saqlash kerak bo'lsa va bu elementlarning axlat yig'ilishiga to'sqinlik qilmaslik uchun `WeakMap` dan foydalanishni ko'rib chiqing.

4. WeakRef va FinalizationRegistry'dan Foydalanish (Ilg'or)

Murakkabroq stsenariylar uchun siz obyektning hayot siklini kuzatish va obyektlar axlat yig'uvchi tomonidan tozalanganda tozalash vazifalarini bajarish uchun `WeakRef` va `FinalizationRegistry` dan foydalanishingiz mumkin. `WeakRef` sizga obyektga havola saqlashga imkon beradi, ammo uning axlat yig'ilishiga to'sqinlik qilmaydi. `FinalizationRegistry` sizga obyekt axlat yig'uvchi tomonidan tozalanganda bajariladigan "callback"ni ro'yxatdan o'tkazishga imkon beradi.

Misol:

            const registry = new FinalizationRegistry(heldValue => {
  console.log(`Object with value ${heldValue} was garbage collected.`);
});

let obj = { data: 'some data' };
const weakRef = new WeakRef(obj);

registry.register(obj, obj.data); // Obyektni reyestrda ro'yxatdan o'tkazish

obg = null; // Obyektga kuchli havolani olib tashlash

// Kelajakda qachondir axlat yig'uvchi obyekt tomonidan ishlatilgan xotirani qaytarib oladi,
// va FinalizationRegistry'dagi "callback" bajariladi.
            

              
                Copy
              
            
          

Qo'llash Holatlari:

• Kesh Boshqaruvi: Siz `WeakRef` dan foydalanib, mos keluvchi obyektlar endi ishlatilmayotganda yozuvlarni avtomatik ravishda chiqarib yuboradigan keshni amalga oshirishingiz mumkin.
• Resurslarni Tozalash: Siz `FinalizationRegistry` dan foydalanib, obyektlar axlat yig'uvchi tomonidan tozalanganda resurslarni (masalan, fayl dastaklari, tarmoq ulanishlari) bo'shatishingiz mumkin.

Muhim Mulohazalar:

• Axlat yig'ish deterministik emas, shuning uchun `FinalizationRegistry` "callback"larining ma'lum bir vaqtda bajarilishiga ishonib bo'lmaydi.
• `WeakRef` va `FinalizationRegistry` ni tejamkorlik bilan ishlating, chunki ular kodingizga murakkablik qo'shishi mumkin.

5. Global O'zgaruvchilardan Qochish

Global o'zgaruvchilar uzoq umr ko'radi va ilova tugamaguncha hech qachon axlat yig'uvchi tomonidan tozalanmaydi. Faqat vaqtincha kerak bo'lgan katta obyektlar yoki ma'lumotlar tuzilmalarini saqlash uchun global o'zgaruvchilardan foydalanishdan saqlaning. Buning o'rniga, funksiyalar yoki modullar ichidagi mahalliy o'zgaruvchilardan foydalaning, ular doiradan chiqqandan keyin axlat yig'uvchi tomonidan tozalanadi.

Misol:

Yomon:

            // Global o'zgaruvchi
let myLargeArray = new Array(1000000).fill('some data');

function processData() {
  // ... myLargeArray'dan foydalanish
}

processData();
            

              
                Copy
              
            
          

Yaxshi:

            function processData() {
  // Mahalliy o'zgaruvchi
  const myLargeArray = new Array(1000000).fill('some data');
  // ... myLargeArray'dan foydalanish
}

processData();
            

              
                Copy
              
            
          

Ikkinchi misolda, `myLargeArray` `processData` ichidagi mahalliy o'zgaruvchi bo'lgani uchun, `processData` bajarilishini tugatgandan so'ng u axlat yig'uvchi tomonidan tozalanadi.

6. Resurslarni Aniq Bo'shatish

Ba'zi hollarda siz asinxron operatsiyalar tomonidan ushlab turilgan resurslarni aniq bo'shatishingiz kerak bo'lishi mumkin. Masalan, agar siz ma'lumotlar bazasi ulanishi yoki fayl dastagidan foydalanayotgan bo'lsangiz, uni tugatganingizdan so'ng yopishingiz kerak. Bu resurs sizib chiqishini oldini olishga va ilovangizning umumiy barqarorligini yaxshilashga yordam beradi.

Misol:

            const fs = require('fs');

async function readFileAsync(filePath) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    fs.readFile(filePath, (err, data) => {
      if (err) {
        reject(err);
        return;
      }
      resolve(data);
    });
  });
}

async function processFile(filePath) {
  let fileHandle = null;
  try {
    fileHandle = await fs.promises.open(filePath, 'r');
    const data = await readFileAsync(filePath);  // Yoki fileHandle.readFile()
    console.log(data.toString());
  } catch (error) {
    console.error('Error reading file:', error);
  } finally {
    if (fileHandle) {
      await fileHandle.close(); // Fayl dastagini aniq yopish
      console.log('File handle closed.');
    }
  }
}

processFile('myFile.txt');
            

              
                Copy
              
            
          

`finally` bloki faylni qayta ishlash paytida xato yuz bergan taqdirda ham fayl dastagining har doim yopilishini ta'minlaydi.

7. Asinxron Iteratorlar va Generatorlardan Foydalanish

Asinxron iteratorlar va generatorlar katta hajmdagi ma'lumotlarni asinxron tarzda qayta ishlashning samaraliroq usulini ta'minlaydi. Ular sizga ma'lumotlarni qismlarga bo'lib qayta ishlashga imkon beradi, bu esa xotira sarfini kamaytiradi va sezgirlikni yaxshilaydi.

Misol:

            async function* generateData() {
  for (let i = 0; i < 100; i++) {
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 10)); // Asinxron operatsiyani simulyatsiya qilish
    yield i;
  }
}

async function processData() {
  for await (const item of generateData()) {
    console.log(item);
  }
}

processData();
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `generateData` funksiyasi ma'lumotlarni asinxron tarzda beradigan asinxron generatordir. `processData` funksiyasi `for await...of` tsikli yordamida yaratilgan ma'lumotlarni iteratsiya qiladi. Bu sizga ma'lumotlarni qismlarga bo'lib qayta ishlashga imkon beradi va butun ma'lumotlar to'plamining bir vaqtning o'zida xotiraga yuklanishini oldini oladi.

8. Asinxron Operatsiyalarni Throttling va Debouncing qilish

Foydalanuvchi kiritishini qayta ishlash yoki API'dan ma'lumotlarni olish kabi tez-tez uchraydigan asinxron operatsiyalar bilan ishlashda, "throttling" va "debouncing" xotira sarfini kamaytirish va samaradorlikni oshirishga yordam beradi. "Throttling" funksiyaning bajarilish tezligini cheklaydi, "debouncing" esa funksiyaning bajarilishini oxirgi chaqiruvdan keyin ma'lum bir vaqt o'tguncha kechiktiradi.

Misol (Debouncing):

            function debounce(func, delay) {
  let timeoutId;
  return function(...args) {
    clearTimeout(timeoutId);
    timeoutId = setTimeout(() => {
      func.apply(this, args);
    }, delay);
  };
}

function handleInputChange(event) {
  console.log('Input changed:', event.target.value);
  // Bu yerda asinxron operatsiyani bajaring (masalan, qidiruv API chaqiruvi)
}

const debouncedHandleInputChange = debounce(handleInputChange, 300); // 300ms uchun debounce

const inputElement = document.getElementById('myInput');
inputElement.addEventListener('input', debouncedHandleInputChange);
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `debounce` funksiyasi `handleInputChange` funksiyasini o'rab oladi. "Debounced" funksiya faqat 300 millisekundlik harakatsizlikdan so'ng bajariladi. Bu ortiqcha API chaqiruvlarini oldini oladi va xotira sarfini kamaytiradi.

9. Kutubxona yoki Freymvorkdan Foydalanishni Ko'rib Chiqing

Ko'pgina JavaScript kutubxonalari va freymvorklari asinxron operatsiyalarni boshqarish va xotira sizib chiqishini oldini olish uchun o'rnatilgan mexanizmlarni taqdim etadi. Masalan, React'ning `useEffect` hook'i yon ta'sirlarni osonlikcha boshqarish va komponentlar demontaj qilinganda ularni tozalash imkonini beradi. Shunga o'xshab, Angular'ning RxJS kutubxonasi asinxron ma'lumotlar oqimlarini qayta ishlash va obunalarni boshqarish uchun kuchli operatorlar to'plamini taqdim etadi.

Misol (React useEffect):

            import React, { useState, useEffect } from 'react';

function MyComponent() {
  const [data, setData] = useState(null);

  useEffect(() => {
    let isMounted = true; // Komponentning montaj holatini kuzatish

    async function fetchData() {
      const response = await fetch('https://example.com/api/data');
      const result = await response.json();
      if (isMounted) {
        setData(result);
      }
    }

    fetchData();

    return () => {
      // Tozalash funksiyasi
      isMounted = false; // Demontaj qilingan komponentda holat yangilanishlarini oldini olish
      // Bu yerda kutilayotgan har qanday asinxron operatsiyalarni bekor qiling
    };
  }, []); // Bo'sh bog'liqliklar massivi bu effektning faqat bir marta montajda ishlashini bildiradi

  return (
    

      {data ? 
Data: {data.value}
 : 
Loading...
}
    
  );
}

export default MyComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

`useEffect` hook'i komponentning faqat montaj qilingan bo'lsa, o'z holatini yangilashini ta'minlaydi. Tozalash funksiyasi `isMounted`ni `false` ga o'rnatadi, bu esa komponent demontaj qilinganidan keyin har qanday keyingi holat yangilanishlarini oldini oladi. Bu asinxron operatsiyalar komponent yo'q qilinganidan keyin tugallanganda yuzaga kelishi mumkin bo'lgan xotira sizib chiqishini oldini oladi.

Xulosa

Samarali xotirani boshqarish mustahkam va kengaytiriladigan JavaScript ilovalarini yaratish uchun, ayniqsa asinxron operatsiyalar bilan ishlashda, juda muhimdir. Asinxron kontekstning nozikliklarini tushunish, potentsial xotira sizib chiqishini aniqlash va ushbu maqolada tasvirlangan optimallashtirish usullarini qo'llash orqali siz ilovalaringizning samaradorligi va ishonchliligini sezilarli darajada oshirishingiz mumkin. Ilovalaringiz xotira jihatidan samarali va yuqori unumdorlikka ega bo'lishini ta'minlash uchun tahlil vositalaridan foydalanishni, puxta kodni ko'rib chiqishni o'tkazishni va `WeakRef` va `FinalizationRegistry` kabi zamonaviy JavaScript xususiyatlaridan foydalanishni unutmang.