React experimental_useMemoCacheInvalidation: Làm chủ Kiểm soát Bộ nhớ Cache để Tối ưu Hiệu suất

React tiếp tục phát triển, giới thiệu các tính năng mạnh mẽ nhằm nâng cao hiệu suất và trải nghiệm nhà phát triển. Một trong những tính năng đó, hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm, là experimental_useMemoCacheInvalidation. API này cung cấp khả năng kiểm soát chi tiết đối với bộ nhớ cache ghi nhớ, cho phép các nhà phát triển vô hiệu hóa các mục nhập bộ nhớ cache cụ thể dựa trên logic tùy chỉnh. Bài đăng trên blog này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về experimental_useMemoCacheInvalidation, khám phá các trường hợp sử dụng, lợi ích và chiến lược triển khai của nó.

Tìm hiểu về Ghi nhớ trong React

Ghi nhớ là một kỹ thuật tối ưu hóa mạnh mẽ mà React tận dụng để tránh việc kết xuất lại không cần thiết và các tính toán tốn kém. Các hàm như useMemo và useCallback cho phép ghi nhớ bằng cách lưu vào bộ nhớ cache kết quả của các tính toán dựa trên các phụ thuộc của chúng. Nếu các phụ thuộc vẫn giữ nguyên, kết quả được lưu trong bộ nhớ cache sẽ được trả về, bỏ qua nhu cầu tính toán lại.

Hãy xem xét ví dụ sau:

const expensiveCalculation = (a, b) => {
  console.log('Performing expensive calculation...');
  // Simulate a time-consuming operation
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
    result += a * b;
  }
  return result;
};

const MyComponent = ({ a, b }) => {
  const result = React.useMemo(() => expensiveCalculation(a, b), [a, b]);

  return (
    

      
Result: {result}
    
  );
};

Trong trường hợp này, expensiveCalculation sẽ chỉ được thực thi khi giá trị của a hoặc b thay đổi. Tuy nhiên, việc ghi nhớ truyền thống đôi khi có thể quá thô. Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn cần vô hiệu hóa bộ nhớ cache dựa trên một điều kiện phức tạp hơn không được phản ánh trực tiếp trong các phụ thuộc?

Giới thiệu experimental_useMemoCacheInvalidation

experimental_useMemoCacheInvalidation giải quyết hạn chế này bằng cách cung cấp một cơ chế để vô hiệu hóa rõ ràng các bộ nhớ cache ghi nhớ. Điều này cho phép kiểm soát chính xác hơn khi nào các tính toán được thực hiện lại, dẫn đến cải thiện hiệu suất hơn nữa trong các tình huống cụ thể. Nó đặc biệt hữu ích khi xử lý:

• Các tình huống quản lý trạng thái phức tạp
• Các tình huống mà các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến tính hợp lệ của dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache
• Cập nhật lạc quan hoặc đột biến dữ liệu nơi các giá trị được lưu trong bộ nhớ cache trở nên cũ

Cách experimental_useMemoCacheInvalidation Hoạt động

API xoay quanh việc tạo bộ nhớ cache và sau đó vô hiệu hóa nó dựa trên các khóa hoặc điều kiện cụ thể. Dưới đây là phân tích các thành phần chính:

1. Tạo Bộ nhớ Cache: Bạn tạo một phiên bản bộ nhớ cache bằng cách sử dụng React.unstable_useMemoCache().
2. Tính toán Ghi nhớ: Bạn sử dụng React.unstable_useMemoCache() trong các hàm được ghi nhớ của bạn (ví dụ: trong một callback useMemo) để lưu trữ và truy xuất các giá trị từ bộ nhớ cache.
3. Vô hiệu hóa Bộ nhớ Cache: Bạn vô hiệu hóa bộ nhớ cache bằng cách gọi một hàm vô hiệu hóa đặc biệt được trả về khi tạo bộ nhớ cache. Bạn có thể vô hiệu hóa các mục nhập cụ thể bằng cách sử dụng các khóa hoặc vô hiệu hóa toàn bộ bộ nhớ cache.

Một Ví dụ Thực tế: Lưu trữ Phản hồi API vào Bộ nhớ Cache

Hãy minh họa điều này bằng một kịch bản mà chúng ta đang lưu trữ các phản hồi API vào bộ nhớ cache. Hãy tưởng tượng chúng ta đang xây dựng một bảng điều khiển hiển thị dữ liệu được tìm nạp từ các API khác nhau. Chúng ta muốn lưu trữ các phản hồi API vào bộ nhớ cache để cải thiện hiệu suất, nhưng chúng ta cũng cần vô hiệu hóa bộ nhớ cache khi dữ liệu cơ bản thay đổi (ví dụ: người dùng cập nhật bản ghi, kích hoạt thay đổi cơ sở dữ liệu).

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

const fetchData = async (endpoint) => {
  console.log(`Fetching data from ${endpoint}...`);
  const response = await fetch(endpoint);
  if (!response.ok) {
    throw new Error(`HTTP error! Status: ${response.status}`);
  }
  return response.json();
};

const Dashboard = () => {
  const [userId, setUserId] = useState(1);
  const [refresh, setRefresh] = useState(false);

  // Create a cache using experimental_useMemoCache
  const cache = React.unstable_useMemoCache(10); // Limit to 10 entries

  const invalidateCache = () => {
    console.log("Invalidating cache...");
    setRefresh(prev => !prev); // Toggle refresh state to trigger re-renders
  };

  // Memoized data fetching function
  const userData = React.useMemo(() => {
    const endpoint = `https://jsonplaceholder.typicode.com/users/${userId}`;

    // Try to get the data from the cache
    const cachedData = cache.read(() => endpoint, () => {
      // If not in the cache, fetch it
      console.log("Cache miss. Fetching data...");
      return fetchData(endpoint);
    });

    return cachedData;
  }, [userId, cache, refresh]);

  const handleUserIdChange = (event) => {
    setUserId(parseInt(event.target.value));
  };

  return (
    

      
User Dashboard
      User ID:
      
      Refresh Data
      {userData ? (
        

          
User Details
          
Name: {userData.name}
          
Email: {userData.email}
        
      ) : (
        
Loading...
      )}
    
  );
};

export default Dashboard;

Giải thích:

• Chúng ta sử dụng React.unstable_useMemoCache(10) để tạo một bộ nhớ cache có thể chứa tối đa 10 mục nhập.
• Biến userData sử dụng React.useMemo để ghi nhớ quá trình tìm nạp dữ liệu. Các phụ thuộc bao gồm userId, cache và refresh. Trạng thái refresh được chuyển đổi bởi hàm invalidateCache, buộc kết xuất lại và đánh giá lại useMemo.
• Bên trong callback useMemo, chúng ta sử dụng cache.read để kiểm tra xem dữ liệu cho endpoint hiện tại đã có trong bộ nhớ cache hay chưa.
• Nếu dữ liệu nằm trong bộ nhớ cache (cache hit), cache.read sẽ trả về dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache. Nếu không (cache miss), nó sẽ thực thi callback được cung cấp, callback này sẽ tìm nạp dữ liệu từ API bằng cách sử dụng fetchData và lưu trữ nó trong bộ nhớ cache.
• Hàm invalidateCache cho phép chúng ta tự vô hiệu hóa bộ nhớ cache khi cần. Trong ví dụ này, nó được kích hoạt bằng một cú nhấp chuột. Việc chuyển đổi trạng thái refresh buộc React đánh giá lại callback useMemo, xóa bộ nhớ cache một cách hiệu quả cho endpoint API tương ứng.

Những cân nhắc quan trọng:

• Kích thước Bộ nhớ Cache: Đối số cho React.unstable_useMemoCache(size) xác định số lượng mục nhập tối đa mà bộ nhớ cache có thể chứa. Chọn kích thước phù hợp dựa trên nhu cầu của ứng dụng của bạn.
• Khóa Bộ nhớ Cache: Đối số đầu tiên cho cache.read đóng vai trò là khóa bộ nhớ cache. Nó phải là một giá trị xác định duy nhất dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache. Trong ví dụ của chúng ta, chúng ta sử dụng endpoint API làm khóa.
• Chiến lược Vô hiệu hóa: Hãy xem xét cẩn thận chiến lược vô hiệu hóa của bạn. Việc vô hiệu hóa bộ nhớ cache quá thường xuyên có thể phủ nhận những lợi ích về hiệu suất của việc ghi nhớ. Việc vô hiệu hóa nó quá không thường xuyên có thể dẫn đến dữ liệu cũ.

Các Trường hợp Sử dụng và Kịch bản Nâng cao

1. Cập nhật Lạc quan

Trong các ứng dụng có cập nhật lạc quan (ví dụ: cập nhật một phần tử UI trước khi máy chủ xác nhận thay đổi), experimental_useMemoCacheInvalidation có thể được sử dụng để vô hiệu hóa bộ nhớ cache khi máy chủ trả về lỗi hoặc xác nhận bản cập nhật.

Ví dụ: Hãy tưởng tượng một ứng dụng quản lý tác vụ, nơi người dùng có thể đánh dấu các tác vụ là đã hoàn thành. Khi người dùng nhấp vào nút "Hoàn thành", giao diện người dùng sẽ cập nhật ngay lập tức (cập nhật lạc quan). Đồng thời, một yêu cầu được gửi đến máy chủ để cập nhật trạng thái của tác vụ trong cơ sở dữ liệu. Nếu máy chủ phản hồi bằng lỗi (ví dụ: do sự cố mạng), chúng ta cần hoàn nguyên thay đổi giao diện người dùng và vô hiệu hóa bộ nhớ cache để đảm bảo giao diện người dùng phản ánh trạng thái chính xác.

2. Vô hiệu hóa Dựa trên Ngữ cảnh

Khi dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache phụ thuộc vào các giá trị từ React Context, những thay đổi đối với ngữ cảnh có thể kích hoạt việc vô hiệu hóa bộ nhớ cache. Điều này đảm bảo rằng các thành phần luôn có quyền truy cập vào dữ liệu cập nhật nhất dựa trên các giá trị ngữ cảnh hiện tại.

Ví dụ: Hãy xem xét một nền tảng thương mại điện tử quốc tế, nơi giá sản phẩm được hiển thị bằng các loại tiền tệ khác nhau dựa trên loại tiền tệ đã chọn của người dùng. Tùy chọn tiền tệ của người dùng được lưu trữ trong React Context. Khi người dùng thay đổi loại tiền tệ, chúng ta cần vô hiệu hóa bộ nhớ cache chứa giá sản phẩm để tìm nạp giá bằng loại tiền tệ mới.

3. Kiểm soát Bộ nhớ Cache Chi tiết với Nhiều Khóa

Đối với các kịch bản phức tạp hơn, bạn có thể tạo nhiều bộ nhớ cache hoặc sử dụng cấu trúc khóa phức tạp hơn để đạt được khả năng vô hiệu hóa bộ nhớ cache chi tiết. Ví dụ: bạn có thể sử dụng khóa tổng hợp kết hợp nhiều yếu tố ảnh hưởng đến dữ liệu, cho phép bạn vô hiệu hóa các tập hợp con cụ thể của dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache mà không ảnh hưởng đến những tập hợp con khác.

Lợi ích của việc Sử dụng experimental_useMemoCacheInvalidation

• Cải thiện Hiệu suất: Bằng cách cung cấp khả năng kiểm soát chi tiết đối với bộ nhớ cache ghi nhớ, bạn có thể giảm thiểu các tính toán lại và kết xuất lại không cần thiết, dẫn đến cải thiện hiệu suất đáng kể, đặc biệt là trong các ứng dụng phức tạp có dữ liệu thay đổi thường xuyên.
• Nâng cao Khả năng Kiểm soát: Bạn có được quyền kiểm soát nhiều hơn đối với thời điểm và cách dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache bị vô hiệu hóa, cho phép bạn điều chỉnh hành vi lưu vào bộ nhớ cache theo nhu cầu cụ thể của ứng dụng của bạn.
• Giảm Tiêu thụ Bộ nhớ: Bằng cách vô hiệu hóa các mục nhập bộ nhớ cache cũ, bạn có thể giảm dấu chân bộ nhớ của ứng dụng của mình, ngăn nó tăng lên quá mức theo thời gian.
• Đơn giản hóa Quản lý Trạng thái: Trong một số trường hợp, experimental_useMemoCacheInvalidation có thể đơn giản hóa việc quản lý trạng thái bằng cách cho phép bạn lấy các giá trị trực tiếp từ bộ nhớ cache thay vì quản lý các biến trạng thái phức tạp.

Cân nhắc và Nhược điểm Tiềm ẩn

• Độ phức tạp: Việc triển khai experimental_useMemoCacheInvalidation có thể làm tăng độ phức tạp cho mã của bạn, đặc biệt nếu bạn không quen thuộc với các kỹ thuật ghi nhớ và lưu vào bộ nhớ cache.
• Chi phí phát sinh: Mặc dù việc ghi nhớ thường cải thiện hiệu suất, nhưng nó cũng giới thiệu một số chi phí phát sinh do cần phải quản lý bộ nhớ cache. Nếu được sử dụng không đúng cách, experimental_useMemoCacheInvalidation có thể làm giảm hiệu suất.
• Gỡ lỗi: Việc gỡ lỗi các sự cố liên quan đến bộ nhớ cache có thể gây khó khăn, đặc biệt khi xử lý logic vô hiệu hóa phức tạp.
• Trạng thái Thử nghiệm: Hãy nhớ rằng experimental_useMemoCacheInvalidation hiện là một API thử nghiệm. API và hành vi của nó có thể thay đổi trong các phiên bản React trong tương lai.

Các Phương pháp hay nhất để Sử dụng experimental_useMemoCacheInvalidation

• Hiểu Dữ liệu của Bạn: Trước khi triển khai experimental_useMemoCacheInvalidation, hãy phân tích kỹ lưỡng dữ liệu của bạn và xác định các yếu tố ảnh hưởng đến tính hợp lệ của nó.
• Chọn Khóa Bộ nhớ Cache Thích hợp: Chọn các khóa bộ nhớ cache xác định duy nhất dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache và phản ánh chính xác các phụ thuộc ảnh hưởng đến tính hợp lệ của nó.
• Triển khai Chiến lược Vô hiệu hóa Rõ ràng: Phát triển một chiến lược được xác định rõ để vô hiệu hóa bộ nhớ cache, đảm bảo rằng dữ liệu cũ sẽ bị xóa kịp thời trong khi giảm thiểu việc vô hiệu hóa không cần thiết.
• Giám sát Hiệu suất: Giám sát cẩn thận hiệu suất của ứng dụng của bạn sau khi triển khai experimental_useMemoCacheInvalidation để đảm bảo rằng nó thực sự cải thiện hiệu suất và không gây ra hồi quy.
• Ghi lại Logic Lưu vào Bộ nhớ Cache của Bạn: Ghi lại rõ ràng logic lưu vào bộ nhớ cache của bạn để giúp các nhà phát triển khác (và bản thân bạn trong tương lai) dễ dàng hiểu và duy trì mã.
• Bắt đầu Nhỏ: Bắt đầu bằng cách triển khai experimental_useMemoCacheInvalidation trong một phần nhỏ, biệt lập của ứng dụng của bạn và dần dần mở rộng việc sử dụng nó khi bạn có được kinh nghiệm.

Các Giải pháp Thay thế cho experimental_useMemoCacheInvalidation

Mặc dù experimental_useMemoCacheInvalidation cung cấp một cách mạnh mẽ để quản lý bộ nhớ cache ghi nhớ, nhưng các kỹ thuật khác có thể đạt được kết quả tương tự trong một số tình huống nhất định. Một số lựa chọn thay thế bao gồm:

• Các Thư viện Quản lý Trạng thái Toàn cục (Redux, Zustand, Recoil): Các thư viện này cung cấp các giải pháp quản lý trạng thái tập trung với các khả năng ghi nhớ và lưu vào bộ nhớ cache tích hợp. Chúng phù hợp để quản lý trạng thái ứng dụng phức tạp và có thể đơn giản hóa việc vô hiệu hóa bộ nhớ cache trong một số trường hợp.
• Logic Ghi nhớ Tùy chỉnh: Bạn có thể triển khai logic ghi nhớ của riêng mình bằng các đối tượng JavaScript hoặc cấu trúc dữ liệu Map. Điều này cho phép bạn kiểm soát hoàn toàn hành vi lưu vào bộ nhớ cache nhưng đòi hỏi nhiều nỗ lực thủ công hơn.
• Các Thư viện như `memoize-one` hoặc `lodash.memoize`: Các thư viện này cung cấp các hàm ghi nhớ đơn giản có thể được sử dụng để lưu vào bộ nhớ cache kết quả của các tính toán tốn kém. Tuy nhiên, chúng thường không cung cấp các khả năng vô hiệu hóa bộ nhớ cache chi tiết như experimental_useMemoCacheInvalidation.

Kết luận

experimental_useMemoCacheInvalidation là một bổ sung có giá trị cho hệ sinh thái React, cung cấp cho các nhà phát triển khả năng kiểm soát chi tiết đối với bộ nhớ cache ghi nhớ. Bằng cách hiểu các trường hợp sử dụng, lợi ích và hạn chế của nó, bạn có thể tận dụng API này để tối ưu hóa hiệu suất của các ứng dụng React của bạn và tạo ra trải nghiệm người dùng hiệu quả và phản hồi nhanh hơn. Hãy nhớ rằng nó vẫn là một API thử nghiệm, vì vậy hành vi của nó có thể thay đổi trong tương lai. Tuy nhiên, đây là một công cụ đầy hứa hẹn cho các nhà phát triển React nâng cao đang tìm cách vượt qua các ranh giới của việc tối ưu hóa hiệu suất.

Khi React tiếp tục phát triển, việc khám phá những tính năng thử nghiệm này là rất quan trọng để luôn đi trước và xây dựng các ứng dụng tiên tiến. Bằng cách thử nghiệm với experimental_useMemoCacheInvalidation và các kỹ thuật nâng cao khác, bạn có thể mở khóa các cấp độ hiệu suất và hiệu quả mới trong các dự án React của mình.

Khám phá Thêm

• Tài liệu Chính thức của React: Luôn cập nhật các tính năng và API React mới nhất.
• Mã Nguồn React: Kiểm tra mã nguồn của experimental_useMemoCacheInvalidation để hiểu sâu hơn về cách triển khai của nó.
• Diễn đàn Cộng đồng: Tương tác với cộng đồng React để thảo luận và chia sẻ các phương pháp hay nhất để sử dụng experimental_useMemoCacheInvalidation.