【W(wǎng)eb技術(shù)】1052- 前端 API 請求緩存的 5 種方案（干貨內(nèi)容）
作者：wsafight，原文：https://github.com/wsafight/personBlog/issues/2
在開發(fā) web 應(yīng)用程序時(shí)，性能都是必不可少的話題。
對于webpack打包的單頁面應(yīng)用程序而言，我們可以采用很多方式來對性能進(jìn)行優(yōu)化，比方說 tree-shaking、模塊懶加載、利用 extrens 網(wǎng)絡(luò)cdn 加速這些常規(guī)的優(yōu)化。
甚至在vue-cli 項(xiàng)目中我們可以使用 --modern 指令生成新舊兩份瀏覽器代碼來對程序進(jìn)行優(yōu)化。
而事實(shí)上，緩存一定是提升web應(yīng)用程序有效方法之一，尤其是用戶受限于網(wǎng)速的情況下。提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力，降低網(wǎng)絡(luò)的消耗。當(dāng)然，內(nèi)容越接近于用戶，則緩存的速度就會越快，緩存的有效性則會越高。
以客戶端而言，我們有很多緩存數(shù)據(jù)與資源的方法，例如 標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器緩存 以及 目前火熱的 Service worker。但是，他們更適合靜態(tài)內(nèi)容的緩存。例如 html，js，css以及圖片等文件。而緩存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，我采用另外的方案。
那我現(xiàn)在就對我應(yīng)用到項(xiàng)目中的各種 api 請求緩存方案，從簡單到復(fù)雜依次介紹一下。
方案一 數(shù)據(jù)緩存
簡單的 數(shù)據(jù) 緩存，第一次請求時(shí)候獲取數(shù)據(jù)，之后便使用數(shù)據(jù)，不再請求后端api。代碼如下：
const dataCache = new Map()
async getWares() {
let key = 'wares'
// 從data 緩存中獲取 數(shù)據(jù)
let data = dataCache.get(key)
if (!data) {
// 沒有數(shù)據(jù)請求服務(wù)器
const res = await request.get('/getWares')
// 其他操作
...
data = ...
// 設(shè)置數(shù)據(jù)緩存
dataCache.set(key, data)
}
return data
}
第一行代碼 使用了 es6以上的 Map，如果對map不是很理解的情況下，你可以參考ECMAScript 6 入門 Set 和 Map 或者 Exploring ES6 關(guān)于 map 和 set的介紹，此處可以理解為一個(gè)鍵值對存儲結(jié)構(gòu)。
之后 代碼 使用 了 async 函數(shù)，可以將異步操作變得更為方便。你可以參考ECMAScript 6 入門 async函數(shù)來進(jìn)行學(xué)習(xí)或者鞏固知識。
代碼本身很容易理解，是利用 Map 對象對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，之后調(diào)用從 Map 對象來取數(shù)據(jù)。對于及其簡單的業(yè)務(wù)場景，直接利用此代碼即可。
調(diào)用方式：
getWares().then( ... )
// 第二次調(diào)用 取得先前的data
getWares().then( ... )
方案二 promise 緩存
方案一本身是不足的。因?yàn)槿绻紤]同時(shí)兩個(gè)以上的調(diào)用此 api，會因?yàn)檎埱笪捶祷囟M(jìn)行第二次請求api。當(dāng)然，如果你在系統(tǒng)中添加類似于 vuex、redux這樣的單一數(shù)據(jù)源框架，這樣的問題不太會遇到，但是有時(shí)候我們想在各個(gè)復(fù)雜組件分別調(diào)用api，而不想對組件進(jìn)行組件通信數(shù)據(jù)時(shí)候，便會遇到此場景。
const promiseCache = new Map()
getWares() {
const key = 'wares'
let promise = promiseCache.get(key);
// 當(dāng)前promise緩存中沒有 該promise
if (!promise) {
promise = request.get('/getWares').then(res => {
// 對res 進(jìn)行操作
...
}).catch(error => {
// 在請求回來后，如果出現(xiàn)問題，把promise從cache中刪除 以避免第二次請求繼續(xù)出錯(cuò)S
promiseCache.delete(key)
return Promise.reject(error)
})
}
// 返回promise
return promise
}
該代碼避免了方案一的同一時(shí)間多次請求的問題。同時(shí)也在后端出錯(cuò)的情況下對promise進(jìn)行了刪除，不會出現(xiàn)緩存了錯(cuò)誤的promise就一直出錯(cuò)的問題。
調(diào)用方式:
getWares().then( ... )
// 第二次調(diào)用 取得先前的promise
getWares().then( ... )
方案三 多promise 緩存
該方案是同時(shí)需要 一個(gè)以上 的api請求的情況下，對數(shù)據(jù)同時(shí)返回，如果某一個(gè)api發(fā)生錯(cuò)誤的情況下。均不返回正確數(shù)據(jù)。
const querys ={
wares: 'getWares',
skus: 'getSku'
}
const promiseCache = new Map()
async queryAll(queryApiName) {
// 判斷傳入的數(shù)據(jù)是否是數(shù)組
const queryIsArray = Array.isArray(queryApiName)
// 統(tǒng)一化處理數(shù)據(jù)，無論是字符串還是數(shù)組均視為數(shù)組
const apis = queryIsArray ? queryApiName : [queryApiName]
// 獲取所有的 請求服務(wù)
const promiseApi = []
apis.forEach(api => {
// 利用promise
let promise = promiseCache.get(api)
if (promise) {
// 如果 緩存中有，直接push
promise.push(promise)
} else {
promise = request.get(querys[api]).then(res => {
// 對res 進(jìn)行操作
...
}).catch(error => {
// 在請求回來后，如果出現(xiàn)問題，把promise從cache中刪除
promiseCache.delete(api)
return Promise.reject(error)
})
promiseCache.set(api, promise)
promiseCache.push(promise)
}
})
return Promise.all(promiseApi).then(res => {
// 根據(jù)傳入的 是字符串還是數(shù)組來返回?cái)?shù)據(jù)，因?yàn)楸旧矶际菙?shù)組操作
// 如果傳入的是字符串，則需要取出操作
return queryIsArray ? res : res[0]
})
}
該方案是同時(shí)獲取多個(gè)服務(wù)器數(shù)據(jù)的方式?？梢酝瑫r(shí)獲得多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，不會因?yàn)閱蝹€(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題而發(fā)生錯(cuò)誤。
調(diào)用方式
queryAll('wares').then( ... )
// 第二次調(diào)用 不會去取 wares，只會去skus
queryAll(['wares', 'skus']).then( ... )
方案四 添加時(shí)間有關(guān)的緩存
往往緩存是有危害的，如果我們在知道修改了數(shù)據(jù)的情況下，直接把 cache 刪除即可，此時(shí)我們調(diào)用方法就可以向服務(wù)器進(jìn)行請求。這樣我們規(guī)避了前端顯示舊的的數(shù)據(jù)。但是我們可能一段時(shí)間沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，那么此時(shí)舊的數(shù)據(jù)就一直存在，那么我們最好規(guī)定個(gè)時(shí)間來去除數(shù)據(jù)。該方案是采用了 類 持久化數(shù)據(jù)來做數(shù)據(jù)緩存，同時(shí)添加了過期時(shí)長數(shù)據(jù)以及參數(shù)化。代碼如下：首先定義持久化類,該類可以存儲 promise 或者 data
class ItemCache() {
construct(data, timeout) {
this.data = data
// 設(shè)定超時(shí)時(shí)間，設(shè)定為多少秒
this.timeout = timeout
// 創(chuàng)建對象時(shí)候的時(shí)間，大約設(shè)定為數(shù)據(jù)獲得的時(shí)間
this.cacheTime = (new Date()).getTime
}
}
然后我們定義該數(shù)據(jù)緩存。我們采用Map 基本相同的api
class ExpriesCache {
// 定義靜態(tài)數(shù)據(jù)map來作為緩存池
static cacheMap = new Map()
// 數(shù)據(jù)是否超時(shí)
static isOverTime(name) {
const data = ExpriesCache.cacheMap.get(name)
// 沒有數(shù)據(jù) 一定超時(shí)
if (!data) return true
// 獲取系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間戳
const currentTime = (new Date()).getTime()
// 獲取當(dāng)前時(shí)間與存儲時(shí)間的過去的秒數(shù)
const overTime = (currentTime - data.cacheTime) / 1000
// 如果過去的秒數(shù)大于當(dāng)前的超時(shí)時(shí)間，也返回null讓其去服務(wù)端取數(shù)據(jù)
if (Math.abs(overTime) > data.timeout) {
// 此代碼可以沒有，不會出現(xiàn)問題，但是如果有此代碼，再次進(jìn)入該方法就可以減少判斷。
ExpriesCache.cacheMap.delete(name)
return true
}
// 不超時(shí)
return false
}
// 當(dāng)前data在 cache 中是否超時(shí)
static has(name) {
return !ExpriesCache.isOverTime(name)
}
// 刪除 cache 中的 data
static delete(name) {
return ExpriesCache.cacheMap.delete(name)
}
// 獲取
static get(name) {
const isDataOverTiem = ExpriesCache.isOverTime(name)
//如果 數(shù)據(jù)超時(shí)，返回null，但是沒有超時(shí)，返回?cái)?shù)據(jù)，而不是 ItemCache 對象
return isDataOverTiem ? null : ExpriesCache.cacheMap.get(name).data
}
// 默認(rèn)存儲20分鐘
static set(name, data, timeout = 1200) {
// 設(shè)置 itemCache
const itemCache = mew ItemCache(data, timeout)
//緩存
ExpriesCache.cacheMap.set(name, itemCache)
}
}
此時(shí)數(shù)據(jù)類以及操作類 都已經(jīng)定義好,我們可以在api層這樣定義
// 生成key值錯(cuò)誤
const generateKeyError = new Error("Can't generate key from name and argument")
// 生成key值
function generateKey(name, argument) {
// 從arguments 中取得數(shù)據(jù)然后變?yōu)閿?shù)組
const params = Array.from(argument).join(',')
try{
// 返回 字符串，函數(shù)名 + 函數(shù)參數(shù)
return `${name}:${params}`
}catch(_) {
// 返回生成key錯(cuò)誤
return generateKeyError
}
}
async getWare(params1, params2) {
// 生成key
const key = generateKey('getWare', [params1, params2])
// 獲得數(shù)據(jù)
let data = ExpriesCache.get(key)
if (!data) {
const res = await request('/getWares', {params1, params2})
// 使用 10s 緩存，10s之后再次get就會 獲取null 而從服務(wù)端繼續(xù)請求
ExpriesCache.set(key, res, 10)
}
return data
}
該方案使用了 過期時(shí)間 和 api 參數(shù)不同而進(jìn)行 緩存的方式。已經(jīng)可以滿足絕大部分的業(yè)務(wù)場景。
調(diào)用方式
getWares(1,2).then( ... )
// 第二次調(diào)用 取得先前的promise
getWares(1,2).then( ... )
// 不同的參數(shù)，不取先前promise
getWares(1,3).then( ... )
方案五 基于修飾器的方案四
和方案四的解法一致的，但是是基于修飾器來做。代碼如下：
// 生成key值錯(cuò)誤
const generateKeyError = new Error("Can't generate key from name and argument")
// 生成key值
function generateKey(name, argument) {
// 從arguments 中取得數(shù)據(jù)然后變?yōu)閿?shù)組
const params = Array.from(argument).join(',')
try{
// 返回 字符串
return `${name}:${params}`
}catch(_) {
return generateKeyError
}
}
function decorate(handleDescription, entryArgs) {
// 判斷 當(dāng)前 最后數(shù)據(jù)是否是descriptor，如果是descriptor,直接 使用
// 例如 log 這樣的修飾器
if (isDescriptor(entryArgs[entryArgs.length - 1])) {
return handleDescription(...entryArgs, [])
} else {
// 如果不是
// 例如 add(1) plus(20) 這樣的修飾器
return function() {
return handleDescription(...Array.protptype.slice.call(arguments), entryArgs)
}
}
}
function handleApiCache(target, name, descriptor, ...config) {
// 拿到函數(shù)體并保存
const fn = descriptor.value
// 修改函數(shù)體
descriptor.value = function () {
const key = generateKey(name, arguments)
// key無法生成，直接請求 服務(wù)端數(shù)據(jù)
if (key === generateKeyError) {
// 利用剛才保存的函數(shù)體進(jìn)行請求
return fn.apply(null, arguments)
}
let promise = ExpriesCache.get(key)
if (!promise) {
// 設(shè)定promise
promise = fn.apply(null, arguments).catch(error => {
// 在請求回來后，如果出現(xiàn)問題，把promise從cache中刪除
ExpriesCache.delete(key)
// 返回錯(cuò)誤
return Promise.reject(error)
})
// 使用 10s 緩存，10s之后再次get就會 獲取null 而從服務(wù)端繼續(xù)請求
ExpriesCache.set(key, promise, config[0])
}
return promise
}
return descriptor;
}
// 制定 修飾器
function ApiCache(...args) {
return decorate(handleApiCache, args)
}
此時(shí) 我們就會使用 類來對api進(jìn)行緩存
class Api {
// 緩存10s
@ApiCache(10)
// 此時(shí)不要使用默認(rèn)值，因?yàn)楫?dāng)前 修飾器 取不到
getWare(params1, params2) {
return request.get('/getWares')
}
}
因?yàn)楹瘮?shù)存在函數(shù)提升，所以沒有辦法利用函數(shù)來做 修飾器 例如:
var counter = 0;
var add = function () {
counter++;
};
@add
function foo() {
}
該代碼意圖是執(zhí)行后counter等于 1，但是實(shí)際上結(jié)果是counter等于 0。因?yàn)楹瘮?shù)提升，使得實(shí)際執(zhí)行的代碼是下面這樣
@add
function foo() {
}
var counter;
var add;
counter = 0;
add = function () {
counter++;
};
所以沒有 辦法在函數(shù)上用修飾器。具體參考ECMAScript 6 入門 Decorator此方式寫法簡單且對業(yè)務(wù)層沒有太多影響。但是不可以動態(tài)修改 緩存時(shí)間
調(diào)用方式
getWares(1,2).then( ... )
// 第二次調(diào)用 取得先前的promise
getWares(1,2).then( ... )
// 不同的參數(shù)，不取先前promise
getWares(1,3).then( ... )
總結(jié)
api 的緩存機(jī)制與場景在這里也基本上介紹了，基本上能夠完成絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)緩存，在這里我也想請教教大家，有沒有什么更好的解決方案，或者這篇博客中有什么不對的地方，歡迎指正，在這里感謝各位了。
同時(shí)這里也有很多沒有做完的工作，可能會在后面的博客中繼續(xù)完善。
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