Web Locks API: Zamonaviy veb-ilovalar uchun resurslarni sinxronlash primitivlari

Zamonaviy veb-ilovalarni ishlab chiqish sohasida umumiy resurslarni boshqarish va poyga holatlarining oldini olish ma'lumotlar yaxlitligini va foydalanuvchi tajribasining silliqligini ta'minlash uchun juda muhimdir. Web Locks API ushbu resurslarga kirishni muvofiqlashtirish uchun kuchli mexanizmni taqdim etadi, bu kooperativ ko'p vazifalilikni amalga oshirish va umumiy parallelizm xatolaridan qochish imkonini beradi. Ushbu to'liq qo'llanma Web Locks API-ning murakkabliklarini, uning imkoniyatlarini, foydalanish holatlarini va eng yaxshi amaliyotlarini o'rganadi.

Resurslarni sinxronlashni tushunish

Web Locks API-ning o'ziga xos xususiyatlariga sho'ng'ishdan oldin, resurslarni sinxronlashning asosiy tushunchalarini tushunish muhimdir. Ko'p oqimli yoki ko'p jarayonli muhitda bir nechta bajarish kontekstlari bir vaqtning o'zida bir xil resursga kirishga va uni o'zgartirishga harakat qilishi mumkin. To'g'ri sinxronizatsiya mexanizmlarisiz, bu quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• Poyga holatlari: Operatsiya natijasi turli bajarish kontekstlarining resursga kirishining oldindan aytib bo'lmaydigan tartibiga bog'liq.
• Ma'lumotlarning buzilishi: Bir vaqtning o'zida qilingan o'zgartirishlar nomuvofiq yoki noto'g'ri ma'lumotlarga olib kelishi mumkin.
• Turg'unliklar (Deadlocks): Ikki yoki undan ortiq bajarish kontekstlari bir-birining kerakli resurslarni bo'shatishini kutib, cheksiz bloklanadi.

Myutekslar va semaforlar kabi an'anaviy qulflash mexanizmlari odatda server tomonidagi dasturlashda ushbu muammolarni hal qilish uchun ishlatiladi. Biroq, brauzerdagi JavaScript-ning bir oqimli tabiati boshqa turdagi qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Haqiqiy ko'p oqimlilik mavjud bo'lmasa-da, veb-ilovalarning asinxron tabiati, Web Workers-dan foydalanish bilan birga, ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladigan parallelizm muammolariga olib kelishi mumkin.

Web Locks API bilan tanishuv

Web Locks API veb-ilovalar uchun maxsus ishlab chiqilgan kooperativ qulflash mexanizmini taklif qiladi. U dasturchilarga nomlangan resurslarga eksklyuziv yoki umumiy kirishni so'rashga imkon beradi, bu bir vaqtning o'zida kirishni oldini oladi va ma'lumotlar barqarorligini ta'minlaydi. An'anaviy qulflash mexanizmlaridan farqli o'laroq, Web Locks API kooperativ ko'p vazifalilikka tayanadi, ya'ni bajarish kontekstlari boshqalarga qulflangan resursga kirishga ruxsat berish uchun ixtiyoriy ravishda boshqaruvni topshiradi.

Quyida asosiy tushunchalarning tahlili keltirilgan:

• Qulf nomi: Qulflanayotgan resursni aniqlaydigan satr. Bu ilovaning turli qismlariga bir xil resursga kirishni muvofiqlashtirishga imkon beradi.
• Qulf rejimi: Qulf eksklyuziv yoki umumiy ekanligini belgilaydi.
  • Eksklyuziv: Bir vaqtning o'zida faqat bitta bajarish konteksti qulfni ushlab turishi mumkin. Bu resursni o'zgartiradigan operatsiyalar uchun mos keladi.
  • Umumiy: Bir vaqtning o'zida bir nechta bajarish kontekstlari qulfni ushlab turishi mumkin. Bu faqat resursni o'qiydigan operatsiyalar uchun mos keladi.
• Qulfni olish: Qulfni so'rash jarayoni. API qulflarni olish uchun asinxron usullarni taqdim etadi, bu ilovaga qulf mavjud bo'lishini kutayotganda boshqa vazifalarni bajarishni davom ettirishga imkon beradi.
• Qulfni bo'shatish: Qulfni bo'shatish jarayoni, uni boshqa bajarish kontekstlari uchun mavjud qilish.

Web Locks API-dan foydalanish: Amaliy misollar

Web Locks API-ning veb-ilovalarda qanday ishlatilishini ko'rsatish uchun ba'zi amaliy misollarni ko'rib chiqamiz.

1-misol: Ma'lumotlar bazasining bir vaqtda yangilanishini oldini olish

Bir nechta foydalanuvchi birgalikda tahrirlash ilovasida bir xil hujjatni tahrirlayotgan stsenariyni ko'rib chiqing. To'g'ri sinxronizatsiyasiz, bir vaqtning o'zida yangilanishlar ma'lumotlar yo'qolishiga yoki nomuvofiqliklarga olib kelishi mumkin. Web Locks API-dan hujjatni yangilashdan oldin eksklyuziv qulf olish orqali buning oldini olish uchun foydalanish mumkin.

            
async function updateDocument(documentId, newContent) {
  try {
    await navigator.locks.request(`document-${documentId}`, async (lock) => {
      // Qulf muvaffaqiyatli olindi.
      console.log(`Hujjat uchun qulf olindi: ${documentId}`);

      // Ma'lumotlar bazasini yangilash operatsiyasini simulyatsiya qilish.
      await simulateDatabaseUpdate(documentId, newContent);

      console.log(`Hujjat ${documentId} muvaffaqiyatli yangilandi`);
    });
  } catch (error) {
    console.error(`Hujjatni yangilashda xatolik ${documentId}: ${error}`);
  }
}

async function simulateDatabaseUpdate(documentId, newContent) {
  // Ma'lumotlar bazasi operatsiyasini ifodalash uchun kechikishni simulyatsiya qilish.
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000));
  // Haqiqiy ilovada bu ma'lumotlar bazasini yangilaydi.
  console.log(`Hujjat uchun simulyatsiya qilingan ma'lumotlar bazasi yangilanishi: ${documentId}`);
}

// Foydalanish misoli:
updateDocument("123", "Hujjat uchun yangi tarkib");

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda `navigator.locks.request()` usuli `document-${documentId}` nomli eksklyuziv qulfni olish uchun ishlatiladi. Taqdim etilgan qayta chaqiruv funksiyasi faqat qulf muvaffaqiyatli olinganidan keyin bajariladi. Qayta chaqiruv ichida ma'lumotlar bazasini yangilash operatsiyasi amalga oshiriladi. Yangilash tugagach, qayta chaqiruv funksiyasi tugashi bilan qulf avtomatik ravishda bo'shatiladi.

2-misol: Web Workers-da umumiy resurslarga kirishni boshqarish

Web Workers sizga JavaScript kodini asosiy oqimdan alohida, fonda ishga tushirishga imkon beradi. Bu hisoblash intensiv vazifalarni yuklab olish orqali ilovangizning ishlashini yaxshilashi mumkin. Biroq, Web Workers umumiy resurslarga kirishlari kerak bo'lsa, parallelizm muammolarini ham keltirib chiqarishi mumkin.

Web Locks API ushbu umumiy resurslarga kirishni muvofiqlashtirish uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, Web Worker umumiy hisoblagichni yangilashi kerak bo'lgan stsenariyni ko'rib chiqing.

Asosiy oqim:

            
const worker = new Worker('worker.js');

worker.postMessage({ action: 'incrementCounter', lockName: 'shared-counter' });
worker.postMessage({ action: 'incrementCounter', lockName: 'shared-counter' });

worker.onmessage = function(event) {
  console.log('Hisoblagich qiymati:', event.data.counter);
};

            

              
                Copy
              
            
          

Worker oqimi (worker.js):

            
let counter = 0;

self.onmessage = async function(event) {
  const { action, lockName } = event.data;

  if (action === 'incrementCounter') {
    try {
      await navigator.locks.request(lockName, async (lock) => {
        // Qulf muvaffaqiyatli olindi.
        console.log('Workerdagi qulf olindi');

        // Hisoblagichni oshirish.
        counter++;

        console.log('Workerdagi hisoblagich oshirildi:', counter);

        // Yangilangan hisoblagich qiymatini asosiy oqimga qaytarib yuborish.
        self.postMessage({ counter: counter });
      });
    } catch (error) {
      console.error('Workerdagi hisoblagichni oshirishda xatolik:', error);
    }
  }
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda Web Worker asosiy oqimdan kelgan xabarlarni tinglaydi. Hisoblagichni oshirish haqida xabar olganda, u hisoblagichni yangilashdan oldin `shared-counter` nomli eksklyuziv qulfni oladi. Bu bir vaqtning o'zida faqat bitta worker hisoblagichni oshirishi mumkinligini ta'minlaydi va poyga holatlarining oldini oladi.

Web Locks API-dan foydalanish bo'yicha eng yaxshi amaliyotlar

Web Locks API-dan samarali foydalanish uchun quyidagi eng yaxshi amaliyotlarni ko'rib chiqing:

• Tavsiflovchi qulf nomlarini tanlang: Himoyalanayotgan resursni aniq belgilaydigan mazmunli va tavsiflovchi qulf nomlaridan foydalaning. Bu qulfning maqsadini tushunishni va yuzaga kelishi mumkin bo'lgan muammolarni tuzatishni osonlashtiradi.
• Qulf muddatini minimallashtiring: Ishlashga ta'sirni minimallashtirish uchun qulflarni imkon qadar qisqa muddat ushlab turing. Uzoq davom etadigan operatsiyalar qulf ostida bajarilishi mumkin bo'lgan kichikroq, atomik operatsiyalarga bo'linishi kerak.
• Xatoliklarni ohista hal qiling: Qulfni olish imkoni bo'lmagan vaziyatlarni ohista hal qilish uchun to'g'ri xatoliklarni qayta ishlashni amalga oshiring. Bu qulfni olishga qayta urinish, foydalanuvchiga xato xabarini ko'rsatish yoki boshqa tegishli choralarni ko'rishni o'z ichiga olishi mumkin.
• Turg'unliklardan (Deadlocks) saqlaning: Ayniqsa, bir nechta qulflar bilan ishlaganda, turg'unliklar ehtimolidan ehtiyot bo'ling. Har bir bajarish konteksti boshqasi tomonidan ushlab turilgan qulfni kutayotgan doiraviy bog'liqlikda qulflarni olishdan saqlaning.
• Qulf doirasini ko'rib chiqing: Qulf doirasini diqqat bilan ko'rib chiqing. Qulf global bo'lishi kerakmi yoki u ma'lum bir foydalanuvchi yoki sessiyaga xos bo'lishi kerakmi? Tegishli doirani tanlash to'g'ri sinxronizatsiyani ta'minlash va kutilmagan oqibatlarning oldini olish uchun juda muhimdir.
• IndexedDB tranzaksiyalari bilan foydalaning: IndexedDB bilan ishlaganda, Web Locks API-ni IndexedDB tranzaksiyalari bilan birgalikda ishlatishni ko'rib chiqing. Bu ma'lumotlar bazasiga bir vaqtda kirish bilan shug'ullanganda ma'lumotlar buzilishidan qo'shimcha himoya qatlamini ta'minlashi mumkin.

Ilg'or mulohazalar

Qulf sozlamalari

`navigator.locks.request()` usuli ixtiyoriy `options` ob'ektini qabul qiladi, bu sizga qulfni olish jarayonini yanada sozlash imkonini beradi. Asosiy sozlamalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• mode: Qulf rejimini belgilaydi, 'exclusive' yoki 'shared' (yuqorida muhokama qilinganidek).
• ifAvailable: Mantiqiy qiymat. Agar `true` bo'lsa, va'da (promise) qulf mavjud bo'lsa, darhol `Lock` ob'ekti bilan, aks holda `null` bilan yakunlanadi. Bu qulfni olish uchun bloklanmaydigan urinishlarga imkon beradi.
• steal: Mantiqiy qiymat. Agar `true` bo'lsa, joriy hujjat faol bo'lsa va qulf hozirda fonda ishlayotgan skript tomonidan ushlab turilgan bo'lsa, u holda fon skripti qulfdan majburan bo'shatiladi. Bu ehtiyotkorlik bilan ishlatilishi kerak bo'lgan kuchli xususiyatdir, chunki u davom etayotgan operatsiyalarni to'xtatishi mumkin.

Qulf ziddiyatini aniqlash

Web Locks API qulf ziddiyatini (ya'ni, qulf hozirda boshqa bajarish konteksti tomonidan ushlab turilganligini aniqlash) to'g'ridan-to'g'ri aniqlash mexanizmini ta'minlamaydi. Biroq, qulf mavjudligini vaqti-vaqti bilan tekshirish uchun `ifAvailable` opsiyasidan foydalanib oddiy so'rov mexanizmini amalga oshirishingiz mumkin.

            
async function attemptLockAcquisition(lockName) {
  const lock = await navigator.locks.request(lockName, { ifAvailable: true });
  return lock !== null;
}

async function monitorLockContention(lockName) {
  while (true) {
    const lockAcquired = await attemptLockAcquisition(lockName);
    if (lockAcquired) {
      console.log(`Qulf ${lockName} raqobatdan so'ng olindi`);
      // Qulfni talab qiladigan operatsiyani bajarish.
      break;
    } else {
      console.log(`Qulf ${lockName} hozirda raqobatda`);
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100)); // 100ms kutish
    }
  }
}

// Foydalanish misoli:
monitorLockContention("my-resource-lock");

            

              
                Copy
              
            
          

Web Locks API-ga alternativlar

Web Locks API resurslarni sinxronlash uchun qimmatli vositani taqdim etsa-da, ba'zi stsenariylarda yanada mos kelishi mumkin bo'lgan muqobil yondashuvlardan xabardor bo'lish muhimdir.

• Atomics va SharedArrayBuffer: Ushbu texnologiyalar umumiy xotira va atomik operatsiyalar uchun past darajali primitivlarni ta'minlaydi, bu parallelizm ustidan yanada nozik nazoratni amalga oshirishga imkon beradi. Biroq, ular ehtiyotkorlik bilan ishlashni talab qiladi va Web Locks API-ga qaraganda foydalanish murakkabroq bo'lishi mumkin. Ular, shuningdek, xavfsizlik muammolari tufayli ma'lum HTTP sarlavhalarini o'rnatishni talab qiladi.
• Xabar almashish: Turli bajarish kontekstlari o'rtasida (masalan, asosiy oqim va Web Workers o'rtasida) xabar almashishdan foydalanish umumiy xotira va qulflash mexanizmlariga nisbatan oddiyroq va ishonchliroq muqobil bo'lishi mumkin. Ushbu yondashuv xotirani to'g'ridan-to'g'ri bo'lishish o'rniga, qayta ishlanadigan ma'lumotlarni o'z ichiga olgan xabarlarni yuborishni o'z ichiga oladi.
• Idempotent operatsiyalar: Operatsiyalarni idempotent (ya'ni, bir xil operatsiyani bir necha marta bajarish uni bir marta bajarish bilan bir xil ta'sirga ega) qilib loyihalash ba'zi hollarda sinxronizatsiya zaruratini yo'q qilishi mumkin.
• Optimistik qulflash: Operatsiyani bajarishdan oldin qulfni olish o'rniga, optimistik qulflash resurs oxirgi marta o'qilganidan beri o'zgartirilganligini tekshirishni o'z ichiga oladi. Agar o'zgartirilgan bo'lsa, operatsiya qayta uriniladi.

Turli mintaqalardagi foydalanish holatlari

Web Locks API turli mintaqalar va sohalarda qo'llanilishi mumkin. Mana bir nechta misollar:

• Elektron tijorat (Global): Onlayn tranzaksiyalarda ikki marta sarflashni oldini olish. Tokiodagi foydalanuvchi va Nyu-Yorkdagi boshqa bir foydalanuvchi bir vaqtning o'zida ombordagi oxirgi mahsulotni sotib olishga harakat qilayotganini tasavvur qiling. Web Locks API faqat bitta tranzaksiya muvaffaqiyatli bo'lishini ta'minlaydi.
• Hamkorlikda hujjat tahrirlash (Dunyo bo'ylab): London, Sidney va San-Fransiskodagi jamoalar tomonidan ishlatiladigan real vaqt rejimida hujjatlar bilan hamkorlik qilish platformalarida barqarorlikni ta'minlash.
• Onlayn bank (Bir nechta mamlakatlar): Turli vaqt mintaqalaridagi foydalanuvchilar bir vaqtning o'zida bir xil hisob qaydnomasiga kirganda, bir vaqtda hisob yangilanishlaridan himoya qilish.
• Sog'liqni saqlash ilovalari (Turli mamlakatlar): Bir nechta tibbiyot xodimlarining bir-biriga zid yangilanishlarini oldini olish uchun bemor yozuvlariga kirishni boshqarish.
• O'yinlar (Global): Aldashni oldini olish va adolatni ta'minlash uchun ommaviy ko'p o'yinchi onlayn o'yinida (MMO) bir nechta o'yinchilar o'rtasida o'yin holatini sinxronlashtirish.

Xulosa

Web Locks API veb-ilovalarda resurslarni sinxronlash uchun kuchli va ko'p qirrali mexanizmni taklif qiladi. Kooperativ qulflash mexanizmini taqdim etish orqali u dasturchilarga poyga holatlarining oldini olish, umumiy resurslarga kirishni boshqarish va mustahkam hamda ishonchli veb-tajribalar yaratish imkonini beradi. Garchi bu yagona yechim bo'lmasa va muqobillari mavjud bo'lsa-da, Web Locks API-ni tushunish va undan foydalanish zamonaviy veb-ilovalarning sifati va barqarorligini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Veb-ilovalar tobora murakkablashib, asinxron operatsiyalar va Web Workers-ga tayanganligi sababli, to'g'ri resurs sinxronizatsiyasiga bo'lgan ehtiyoj faqat o'sishda davom etadi, bu esa Web Locks API-ni butun dunyo bo'ylab veb-dasturchilar uchun muhim vositaga aylantiradi.