React experimental_useCache: Làm chủ Caching phía Client để Nâng cao Hiệu suất

React, một thế lực thống trị trong lĩnh vực phát triển front-end, liên tục phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng web hiện đại. Một trong những bổ sung thử nghiệm gần đây và thú vị nhất vào kho vũ khí của nó là experimental_useCache, một hook được thiết kế để tối ưu hóa việc caching phía client. Hook này, đặc biệt phù hợp trong bối cảnh của React Server Components (RSC) và tìm nạp dữ liệu, cung cấp một cơ chế mạnh mẽ để tối ưu hóa hiệu suất và trải nghiệm người dùng. Hướng dẫn toàn diện này sẽ khám phá chi tiết về experimental_useCache, bao gồm các lợi ích, trường hợp sử dụng, chiến lược triển khai và những cân nhắc khi áp dụng.

Tìm hiểu về Caching phía Client

Trước khi đi sâu vào chi tiết của experimental_useCache, chúng ta hãy cùng tìm hiểu một cách vững chắc về caching phía client và tầm quan trọng của nó trong phát triển web.

Caching phía Client là gì?

Caching phía client liên quan đến việc lưu trữ dữ liệu trực tiếp trong trình duyệt hoặc thiết bị của người dùng. Dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm này sau đó có thể được truy xuất nhanh chóng mà không cần thực hiện các yêu cầu lặp đi lặp lại đến máy chủ. Điều này làm giảm đáng kể độ trễ, cải thiện khả năng phản hồi của ứng dụng và giảm tải cho máy chủ.

Lợi ích của Caching phía Client

• Cải thiện hiệu suất: Giảm yêu cầu mạng đồng nghĩa với thời gian tải nhanh hơn và trải nghiệm người dùng mượt mà hơn.
• Giảm tải cho máy chủ: Caching giảm bớt việc truy xuất dữ liệu từ máy chủ, giải phóng tài nguyên cho các tác vụ khác.
• Chức năng ngoại tuyến: Trong một số trường hợp, dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm có thể cho phép chức năng ngoại tuyến bị hạn chế, cho phép người dùng tương tác với ứng dụng ngay cả khi không có kết nối internet.
• Tiết kiệm chi phí: Giảm tải cho máy chủ có thể dẫn đến chi phí cơ sở hạ tầng thấp hơn, đặc biệt đối với các ứng dụng có lưu lượng truy cập cao.

Giới thiệu React experimental_useCache

experimental_useCache là một hook của React được thiết kế đặc biệt để đơn giản hóa và tăng cường caching phía client, đặc biệt là trong React Server Components. Nó cung cấp một cách tiện lợi và hiệu quả để lưu vào bộ nhớ đệm kết quả của các hoạt động tốn kém, chẳng hạn như tìm nạp dữ liệu, đảm bảo rằng cùng một dữ liệu không bị tìm nạp lặp đi lặp lại cho cùng một đầu vào.

Các tính năng và lợi ích chính của experimental_useCache

• Tự động Caching: Hook tự động lưu vào bộ nhớ đệm kết quả của hàm được truyền vào dựa trên các đối số của nó.
• Vô hiệu hóa Cache: Mặc dù bản thân hook useCache cốt lõi không cung cấp cơ chế vô hiệu hóa cache tích hợp, nó có thể được kết hợp với các chiến lược khác (sẽ được thảo luận sau) để quản lý cập nhật cache.
• Tích hợp với React Server Components: useCache được thiết kế để hoạt động liền mạch với React Server Components, cho phép lưu trữ dữ liệu được tìm nạp trên máy chủ.
• Đơn giản hóa việc tìm nạp dữ liệu: Nó đơn giản hóa logic tìm nạp dữ liệu bằng cách trừu tượng hóa sự phức tạp của việc quản lý các khóa cache và lưu trữ.

Cách experimental_useCache hoạt động

Hook experimental_useCache nhận một hàm làm đối số. Hàm này thường chịu trách nhiệm tìm nạp hoặc tính toán một số dữ liệu. Khi hook được gọi với cùng các đối số, nó trước tiên sẽ kiểm tra xem kết quả của hàm đã có trong bộ nhớ đệm chưa. Nếu có, giá trị trong bộ nhớ đệm sẽ được trả về. Nếu không, hàm sẽ được thực thi, kết quả của nó được lưu vào bộ nhớ đệm và sau đó kết quả được trả về.

Sử dụng cơ bản experimental_useCache

Hãy minh họa cách sử dụng cơ bản của experimental_useCache với một ví dụ đơn giản về việc tìm nạp dữ liệu người dùng từ một API:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchUserData(userId: string): Promise<{ id: string; name: string }> {
  // Mô phỏng một lệnh gọi API
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 500)); // Mô phỏng độ trễ
  return { id: userId, name: `User ${userId}` };
}

function UserProfile({ userId }: { userId: string }) {
  const userData = useCache(fetchUserData, userId);

  if (!userData) {
    return <p>Đang tải dữ liệu người dùng...</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>Hồ sơ người dùng</h2>
      <p><strong>ID:</strong> {userData.id}</p>
      <p><strong>Tên:</strong> {userData.name}</p>
    </div>
  );
}

export default UserProfile;

Trong ví dụ này:

• Chúng ta nhập experimental_useCache từ gói react.
• Chúng ta định nghĩa một hàm bất đồng bộ fetchUserData mô phỏng việc tìm nạp dữ liệu người dùng từ một API (với độ trễ nhân tạo).
• Trong component UserProfile, chúng ta sử dụng useCache để tìm nạp và lưu vào bộ nhớ đệm dữ liệu người dùng dựa trên prop userId.
• Lần đầu tiên component render với một userId cụ thể, fetchUserData sẽ được gọi. Các lần render tiếp theo với cùng userId sẽ truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ đệm, tránh một lệnh gọi API khác.

Các trường hợp sử dụng nâng cao và những cân nhắc

Mặc dù cách sử dụng cơ bản khá đơn giản, experimental_useCache có thể được áp dụng trong các kịch bản phức tạp hơn. Dưới đây là một số trường hợp sử dụng nâng cao và những cân nhắc quan trọng:

Caching các cấu trúc dữ liệu phức tạp

experimental_useCache có thể lưu trữ hiệu quả các cấu trúc dữ liệu phức tạp, chẳng hạn như mảng và đối tượng. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các đối số được truyền cho hàm được lưu trong bộ nhớ đệm được tuần tự hóa đúng cách để tạo khóa cache. Nếu các đối số chứa các đối tượng có thể thay đổi, những thay đổi đối với các đối tượng đó sẽ không được phản ánh trong khóa cache, có khả năng dẫn đến dữ liệu cũ.

Caching các phép biến đổi dữ liệu

Thông thường, bạn có thể cần biến đổi dữ liệu được tìm nạp từ API trước khi hiển thị nó. experimental_useCache có thể được sử dụng để lưu vào bộ nhớ đệm dữ liệu đã biến đổi, ngăn chặn các phép biến đổi dư thừa trong các lần render tiếp theo. Ví dụ:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchProducts(): Promise<{ id: string; name: string; price: number }[]> {
  // Mô phỏng việc tìm nạp sản phẩm từ một API
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 300));
  return [
    { id: '1', name: 'Sản phẩm A', price: 20 },
    { id: '2', name: 'Sản phẩm B', price: 30 },
  ];
}

function formatCurrency(price: number, currency: string = 'USD'): string {
  return new Intl.NumberFormat('en-US', { style: 'currency', currency }).format(price);
}

function ProductList() {
  const products = useCache(fetchProducts);

  const formattedProducts = useCache(
    (prods: { id: string; name: string; price: number }[]) => {
      return prods.map(product => ({
        ...product,
        formattedPrice: formatCurrency(product.price),
      }));
    },
    products || [] // Truyền sản phẩm làm đối số
  );

  if (!formattedProducts) {
    return <p>Đang tải sản phẩm...</p>;
  }

  return (
    <ul>
      {formattedProducts.map(product => (
        <li key={product.id}>
          <strong>{product.name}</strong> - {product.formattedPrice}
        </li>
      ))}
    </ul>
  );
}

export default ProductList;

Trong ví dụ này, chúng ta tìm nạp một danh sách sản phẩm và sau đó định dạng giá của mỗi sản phẩm bằng hàm formatCurrency. Chúng ta sử dụng useCache để lưu vào bộ nhớ đệm cả dữ liệu sản phẩm thô và dữ liệu sản phẩm đã được định dạng, ngăn chặn các lệnh gọi API và định dạng giá dư thừa.

Các chiến lược vô hiệu hóa Cache

experimental_useCache không cung cấp các cơ chế vô hiệu hóa cache tích hợp sẵn. Do đó, bạn cần phải tự triển khai các chiến lược của riêng mình để đảm bảo rằng bộ nhớ đệm được cập nhật khi dữ liệu cơ bản thay đổi. Dưới đây là một số cách tiếp cận phổ biến:

• Vô hiệu hóa Cache thủ công: Bạn có thể vô hiệu hóa cache thủ công bằng cách sử dụng một biến trạng thái hoặc một context để theo dõi các thay đổi đối với dữ liệu cơ bản. Khi dữ liệu thay đổi, bạn có thể cập nhật biến trạng thái hoặc context, điều này sẽ kích hoạt một lần render lại và khiến useCache tìm nạp lại dữ liệu.
• Hết hạn dựa trên thời gian: Bạn có thể triển khai một chiến lược hết hạn dựa trên thời gian bằng cách lưu trữ một dấu thời gian cùng với dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm. Khi truy cập vào bộ nhớ đệm, bạn có thể kiểm tra xem dấu thời gian có cũ hơn một ngưỡng nhất định không. Nếu có, bạn có thể vô hiệu hóa cache và tìm nạp lại dữ liệu.
• Vô hiệu hóa dựa trên sự kiện: Nếu ứng dụng của bạn sử dụng hệ thống pub/sub hoặc một cơ chế tương tự, bạn có thể vô hiệu hóa cache khi một sự kiện liên quan được công bố. Ví dụ, nếu một người dùng cập nhật thông tin hồ sơ của họ, bạn có thể công bố một sự kiện vô hiệu hóa cache hồ sơ người dùng.

Xử lý lỗi

Khi sử dụng experimental_useCache với việc tìm nạp dữ liệu, việc xử lý các lỗi tiềm ẩn một cách nhẹ nhàng là rất cần thiết. Bạn có thể sử dụng một khối try...catch để bắt bất kỳ lỗi nào xảy ra trong quá trình tìm nạp dữ liệu và hiển thị một thông báo lỗi thích hợp cho người dùng. Hãy cân nhắc việc bọc các hàm như `fetchUserData` bằng try/catch.

Tích hợp với React Server Components (RSC)

experimental_useCache tỏa sáng khi được sử dụng trong React Server Components (RSC). RSC thực thi trên máy chủ, cho phép bạn tìm nạp dữ liệu và render các component trước khi gửi chúng đến client. Bằng cách sử dụng experimental_useCache trong RSC, bạn có thể lưu vào bộ nhớ đệm kết quả của các hoạt động tìm nạp dữ liệu trên máy chủ, cải thiện đáng kể hiệu suất của ứng dụng của bạn. Kết quả có thể được truyền trực tuyến đến client.

Dưới đây là một ví dụ về việc sử dụng experimental_useCache trong một RSC:

// app/components/ServerComponent.tsx (Đây là một RSC)
import { experimental_useCache as useCache } from 'react';
import { cookies } from 'next/headers'

async function getSessionData() {
  // Mô phỏng việc đọc phiên từ cơ sở dữ liệu hoặc dịch vụ bên ngoài
  const cookieStore = cookies()
  const token = cookieStore.get('sessionToken')

  await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 100));
  return { user: 'authenticatedUser', token: token?.value };
}

export default async function ServerComponent() {
  const session = await useCache(getSessionData);

  return (
    <div>
      <h2>Server Component</h2>
      <p>Người dùng: {session?.user}</p>
      <p>Session Token: {session?.token}</p>
    </div>
  );
}

Trong ví dụ này, hàm getSessionData được gọi trong Server Component và kết quả của nó được lưu vào bộ nhớ đệm bằng useCache. Các yêu cầu tiếp theo sẽ tận dụng dữ liệu phiên được lưu trong bộ nhớ đệm, giảm tải cho máy chủ. Lưu ý từ khóa `async` trên chính component đó.

Những cân nhắc về hiệu suất và sự đánh đổi

Mặc dù experimental_useCache mang lại những lợi ích đáng kể về hiệu suất, điều quan trọng là phải nhận thức được những sự đánh đổi tiềm ẩn:

• Kích thước Cache: Kích thước của bộ nhớ đệm có thể tăng theo thời gian, có khả năng tiêu tốn một lượng bộ nhớ đáng kể. Điều quan trọng là phải theo dõi kích thước cache và thực hiện các chiến lược để loại bỏ dữ liệu ít được sử dụng.
• Chi phí vô hiệu hóa Cache: Việc triển khai các chiến lược vô hiệu hóa cache có thể làm tăng thêm độ phức tạp cho ứng dụng của bạn. Điều quan trọng là phải chọn một chiến lược cân bằng giữa độ chính xác và hiệu suất.
• Dữ liệu cũ: Nếu bộ nhớ đệm không được vô hiệu hóa đúng cách, nó có thể phục vụ dữ liệu cũ, dẫn đến kết quả không chính xác hoặc hành vi không mong muốn.

Các phương pháp hay nhất để sử dụng experimental_useCache

Để tối đa hóa lợi ích của experimental_useCache và giảm thiểu các nhược điểm tiềm ẩn, hãy tuân theo các phương pháp hay nhất sau:

• Chỉ cache các hoạt động tốn kém: Chỉ lưu vào bộ nhớ đệm các hoạt động tốn kém về mặt tính toán hoặc liên quan đến yêu cầu mạng. Việc caching các phép tính đơn giản hoặc các phép biến đổi dữ liệu không có khả năng mang lại lợi ích đáng kể.
• Chọn khóa cache phù hợp: Sử dụng các khóa cache phản ánh chính xác các đầu vào của hàm được lưu trong bộ nhớ đệm. Tránh sử dụng các đối tượng có thể thay đổi hoặc các cấu trúc dữ liệu phức tạp làm khóa cache.
• Triển khai chiến lược vô hiệu hóa Cache: Chọn một chiến lược vô hiệu hóa cache phù hợp với yêu cầu của ứng dụng của bạn. Cân nhắc sử dụng vô hiệu hóa thủ công, hết hạn dựa trên thời gian hoặc vô hiệu hóa dựa trên sự kiện.
• Theo dõi hiệu suất Cache: Theo dõi kích thước cache, tỷ lệ truy cập thành công (hit rate) và tần suất vô hiệu hóa để xác định các tắc nghẽn hiệu suất tiềm ẩn.
• Cân nhắc một giải pháp quản lý trạng thái toàn cục: Đối với các kịch bản caching phức tạp, hãy cân nhắc sử dụng các thư viện như TanStack Query (React Query), SWR, hoặc Zustand với trạng thái được duy trì. Các thư viện này cung cấp các cơ chế caching mạnh mẽ, chiến lược vô hiệu hóa và khả năng đồng bộ hóa trạng thái máy chủ.

Các lựa chọn thay thế cho experimental_useCache

Mặc dù experimental_useCache cung cấp một cách tiện lợi để triển khai caching phía client, một số lựa chọn khác cũng có sẵn, mỗi lựa chọn đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng:

• Kỹ thuật Memoization (useMemo, useCallback): Các hook này có thể được sử dụng để ghi nhớ kết quả của các phép tính tốn kém hoặc các lệnh gọi hàm. Tuy nhiên, chúng không cung cấp cơ chế vô hiệu hóa cache tự động hoặc tính bền vững.
• Thư viện Caching của bên thứ ba: Các thư viện như TanStack Query (React Query) và SWR cung cấp các giải pháp caching toàn diện hơn, bao gồm vô hiệu hóa cache tự động, tìm nạp dữ liệu nền và đồng bộ hóa trạng thái máy chủ.
• Lưu trữ trình duyệt (LocalStorage, SessionStorage): Các API này có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trực tiếp trong trình duyệt. Tuy nhiên, chúng không được thiết kế để caching các cấu trúc dữ liệu phức tạp hoặc quản lý việc vô hiệu hóa cache.
• IndexedDB: Một cơ sở dữ liệu phía client mạnh mẽ hơn cho phép bạn lưu trữ lượng lớn dữ liệu có cấu trúc. Nó phù hợp cho các khả năng ngoại tuyến và các kịch bản caching phức tạp.

Ví dụ thực tế về việc sử dụng experimental_useCache

Hãy cùng khám phá một số kịch bản thực tế nơi experimental_useCache có thể được sử dụng hiệu quả:

• Ứng dụng thương mại điện tử: Caching chi tiết sản phẩm, danh sách danh mục và kết quả tìm kiếm để cải thiện thời gian tải trang và giảm tải cho máy chủ.
• Nền tảng mạng xã hội: Caching hồ sơ người dùng, bảng tin và các chuỗi bình luận để nâng cao trải nghiệm người dùng và giảm số lượng lệnh gọi API.
• Hệ thống quản lý nội dung (CMS): Caching nội dung thường xuyên được truy cập, chẳng hạn như bài viết, bài đăng blog và hình ảnh, để cải thiện hiệu suất trang web.
• Bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu: Caching kết quả của các phép tổng hợp và tính toán dữ liệu phức tạp để cải thiện khả năng phản hồi của bảng điều khiển.

Ví dụ: Caching Tùy chọn của Người dùng

Hãy xem xét một ứng dụng web nơi người dùng có thể tùy chỉnh các tùy chọn của họ, chẳng hạn như chủ đề, ngôn ngữ và cài đặt thông báo. Những tùy chọn này có thể được tìm nạp từ một máy chủ và được lưu vào bộ nhớ đệm bằng experimental_useCache:

import { experimental_useCache as useCache } from 'react';

async function fetchUserPreferences(userId: string): Promise<{
  theme: string;
  language: string;
  notificationsEnabled: boolean;
}> {
  // Mô phỏng việc tìm nạp tùy chọn người dùng từ một API
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
  return {
    theme: 'sáng',
    language: 'vi',
    notificationsEnabled: true,
  };
}

function UserPreferences({ userId }: { userId: string }) {
  const preferences = useCache(fetchUserPreferences, userId);

  if (!preferences) {
    return <p>Đang tải tùy chọn...</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>Tùy chọn Người dùng</h2>
      <p><strong>Chủ đề:</strong> {preferences.theme}</p>
      <p><strong>Ngôn ngữ:</strong> {preferences.language}</p>
      <p><strong>Thông báo được bật:</strong> {preferences.notificationsEnabled ? 'Có' : 'Không'}</p>
    </div>
  );
}

export default UserPreferences;

Điều này đảm bảo rằng các tùy chọn của người dùng chỉ được tìm nạp một lần và sau đó được lưu vào bộ nhớ đệm để truy cập các lần sau, cải thiện hiệu suất và khả năng phản hồi của ứng dụng. Khi người dùng cập nhật tùy chọn của họ, bạn sẽ cần phải vô hiệu hóa cache để phản ánh các thay đổi.

Kết luận

experimental_useCache cung cấp một cách mạnh mẽ và tiện lợi để triển khai caching phía client trong các ứng dụng React, đặc biệt khi làm việc với React Server Components. Bằng cách lưu vào bộ nhớ đệm kết quả của các hoạt động tốn kém, chẳng hạn như tìm nạp dữ liệu, bạn có thể cải thiện đáng kể hiệu suất, giảm tải cho máy chủ và nâng cao trải nghiệm người dùng. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét cẩn thận những sự đánh đổi tiềm ẩn và triển khai các chiến lược vô hiệu hóa cache phù hợp để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu. Khi experimental_useCache trưởng thành và trở thành một phần ổn định của hệ sinh thái React, nó chắc chắn sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của các ứng dụng web hiện đại. Hãy nhớ cập nhật tài liệu React mới nhất và các phương pháp hay nhất của cộng đồng để tận dụng toàn bộ tiềm năng của tính năng mới thú vị này.

Hook này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Luôn tham khảo tài liệu chính thức của React để có thông tin cập nhật nhất và chi tiết về API. Ngoài ra, lưu ý rằng API có thể thay đổi trước khi nó trở nên ổn định.