Redis緩存

如果你有一組數(shù)據(jù)在加載應(yīng)用程序時(shí)經(jīng)常需要獲取，你可能希望將這些數(shù)據(jù)緩存起來(lái)，而不是發(fā)送HTTP請(qǐng)求或運(yùn)行查詢(xún)。這就是為什么我建議你使用Redis。它非常簡(jiǎn)單易用。它基本上是另一個(gè)與主數(shù)據(jù)庫(kù)分開(kāi)的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所有緩存數(shù)據(jù)。

您需要在系統(tǒng)上安裝Redis，并可以使用以下代碼與Redis進(jìn)行交互。

user@username:/mnt/c/Users/HP$ sudo service redis-server start
user@username:/mnt/c/Users/HP$sudo service redis-server-start
user@username:/mnt/c/Users/HP$redis-cli
user@username:/mnt/c/Users/HP$set mykey "hello"
user@username:/mnt/c/Users/HP$get mykey

現(xiàn)在要在您的NodeJS應(yīng)用程序中使用它，您需要安裝redis包，并在名為redis.js的文件中創(chuàng)建一個(gè)redis客戶(hù)端的實(shí)例（您可以隨意命名）。

import redis from 'redis'

const PORT = process.env.REDIS_URL || 'redis://localhost:6379'

const client = redis.createClient({
    url: PORT
})

await client.connect()

client.on('error', (error) => {
    console.error('Redis client error:', error);
});

client.on('connect', (err) => {
    console.log('Connected to redis')
})

export default client

完成上述步驟后，您可以通過(guò)簡(jiǎn)單地編寫(xiě)以下代碼來(lái)導(dǎo)入客戶(hù)端并設(shè)置一個(gè)鍵

await client.set('mykey', 'hello')

節(jié)點(diǎn)緩存

這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的緩存機(jī)制。在我們討論如何使用這個(gè)node-cache包之前，我們需要談?wù)劄槭裁催@與Redis緩存不同。

Node緩存是一個(gè)內(nèi)存緩存，而Redis緩存是存儲(chǔ)在“外部”的。這意味著，一旦您的節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序重新啟動(dòng)，它將丟失其數(shù)據(jù)并且必須重新緩存。而Redis數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中，直到被刪除。Redis緩存也可以從另一個(gè)設(shè)備訪問(wèn)，因?yàn)樗旧暇拖褚粋€(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，但是node緩存只存在于特定的nodejs應(yīng)用程序中。除非您的nodejs應(yīng)用程序中有一個(gè)獲取路由來(lái)獲取緩存數(shù)據(jù)。

首先，安裝node-cache包并創(chuàng)建一個(gè)node-cache對(duì)象的實(shí)例來(lái)設(shè)置對(duì)象

import NodeCache from "node-cache"
const myCache = new NodeCache()

// to set one element
const success = myCache.set( "myKey", "hello");

// to set multiple elements
const obj = { my: "Special", variable: 42 };
const obj2 = { my: "other special", variable: 1337 };
 
const success = myCache.mset([
    {key: "myKey", val: obj, ttl: 10000},
    {key: "myKey2", val: obj2},
])

// to get the data
const value = myCache.get( "myKey" );

集群

通常，我們運(yùn)行一個(gè)單獨(dú)的NodeJS應(yīng)用程序，它將接收任何類(lèi)型的請(qǐng)求。想象一下，我們可以分別運(yùn)行大約8個(gè)副本的應(yīng)用程序，并放置一個(gè)負(fù)載均衡器，將請(qǐng)求分發(fā)到可用的應(yīng)用程序。這正是集群所做的事情！

與其他不同，這是一個(gè)內(nèi)置的NodeJS包，不需要您下載任何類(lèi)型的包。

需要注意的一點(diǎn)是，如果您運(yùn)行N個(gè)NodeJS應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不會(huì)在這些應(yīng)用程序之間共享。它們每個(gè)都以一個(gè)進(jìn)程ID獨(dú)立運(yùn)行。

讓我以一個(gè)基于express的應(yīng)用程序?yàn)槔?。通常我們做的是?/p>

const app = express()

const PORT = process.env.PORT || 5000

app.listen(PORT, () => console.log(`Server is running successfully on PORT ${PORT}`))

但是在運(yùn)行集群時(shí)，您需要運(yùn)行N個(gè)這樣的服務(wù)器。（N代表系統(tǒng)中的CPU數(shù)量）

import cluster from 'cluster'

const numCpu = os.cpus().length

if(cluster.isPrimary){
    console.log(`Primary ${process.pid} is running`)
    for(let i=0; i<numCpu; i++){
        cluster.fork()
    }
    cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
        console.log(`${worker.process.pid} has exited`)
        cluster.fork()
    })
}else{
    app.listen(PORT, () => console.log(`Server ${process.pid} is running successfully on PORT ${PORT}`))
}

fork()函數(shù)是觸發(fā)新工作進(jìn)程的函數(shù)，如果您注意到了，它會(huì)觸發(fā)fork()函數(shù)numCpu次。主工作進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)所有連接，然后以輪詢(xún)方式將負(fù)載分配給其他工作進(jìn)程。“輪詢(xún)”只是指一種算法，它僅在一組可用資源/服務(wù)器之間分配任務(wù)。

工作線程

再次強(qiáng)調(diào)，這是NodeJS提供的另一個(gè)內(nèi)置包。

首先，您需要了解NodeJS默認(rèn)是單線程的。單線程意味著您的Node應(yīng)用程序只有一個(gè)實(shí)例在運(yùn)行，即主線程。這個(gè)主線程接收所有請(qǐng)求并按順序執(zhí)行它們。這個(gè)主線程被稱(chēng)為“事件循環(huán)”。事件循環(huán)負(fù)責(zé)異步管理I/O操作，如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、文件操作和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)。

現(xiàn)在這帶來(lái)了自己的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。當(dāng)單線程出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，錯(cuò)誤處理變得困難，因?yàn)橹骶€程會(huì)崩潰。但如果是多線程，它確保只有發(fā)生錯(cuò)誤的線程崩潰，其余線程將繼續(xù)正常工作。

這就是為什么Node.js給我們提供了一個(gè)名為worker-threads的包的選項(xiàng)，它可以幫助我們將單線程的Node應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換為多線程應(yīng)用程序。讓我們看看如何在我們的應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)：

 主線程（calc.js）:

import { Worker, workerData } from "worker_threads"
const makeCalculation = async (req, res) => {
    try {
        const worker = new Worker('./worker.js', {
            workerData: {
                num: 10
            }
        })
        worker.on('message', (message) => {
            if(message.success){
                res.send({message: 'Successfully calculated', success: true, ans: message.ans})
            }else{
                res.send({message: 'Calculation not possible', success: false})
            }
        })
    } catch (error) {
        console.log('Error 7: ', error)
    }
  }

export default makeCalculation;

工作線程（worker.js）：

import { parentPort, workerData } from 'worker_threads';

const ans = workerData.num*10

parentPort.postMessage({message: 'Successfully calculated', success: true, ans: ans})

這樣的工作方式是，在主線程上，我們使用Worker()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的工作線程，該函數(shù)接受一個(gè)文件名作為參數(shù)。我們還向該文件傳遞數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)workerData對(duì)象訪問(wèn)。因此，主線程等待來(lái)自工作線程的消息事件，這樣可以很容易地避免在工作線程中出現(xiàn)任何錯(cuò)誤時(shí)導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰。

微服務(wù)架構(gòu)

通常我們使用的是單體架構(gòu)，這在一定程度上是可以的。但是在某個(gè)階段，一些項(xiàng)目會(huì)涉及到多個(gè)表、數(shù)據(jù)庫(kù)等，這種架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求。這就是微服務(wù)概念誕生的原因。

顧名思義，多個(gè)服務(wù)被創(chuàng)建來(lái)執(zhí)行特定的任務(wù)，這些服務(wù)相互連接?；旧希覀冋诜职l(fā)應(yīng)用程序，每個(gè)應(yīng)用程序負(fù)責(zé)在特定主題上執(zhí)行一組特定的操作。

舉個(gè)例子，想象一下你要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類(lèi)似滴滴的應(yīng)用。你可能會(huì)在單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中為用戶(hù)和司機(jī)各創(chuàng)建一個(gè)表。這是普通開(kāi)發(fā)者的做法。但是對(duì)于滴滴及其龐大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這種方法行不通。這就是為什么他們需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)用戶(hù)的nodejs應(yīng)用，另一個(gè)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)司機(jī)的應(yīng)用。在某些情況下，它們可能會(huì)進(jìn)一步分成更多的應(yīng)用。需要注意的是，用戶(hù)和司機(jī)的整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)也必須分別創(chuàng)建。

現(xiàn)在設(shè)計(jì)這樣的架構(gòu)可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題，如數(shù)據(jù)不一致、服務(wù)間通信、部署管理等，這些都應(yīng)在實(shí)施之前考慮到。因此，需要非常謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)和觀察來(lái)完成這項(xiàng)工作。

實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的方法很簡(jiǎn)單，只需創(chuàng)建兩個(gè)運(yùn)行在不同端口上的不同應(yīng)用程序：

users.js

const express = require('express');
const app = express();

app.listen(3000, () => {
  console.log('Users service is running on port 3000');
});

drivers.js

const express = require('express');
const app = express();

app.listen(4000, () => {
  console.log('Drivers service is running on port 3000');
});

Redis Lock

正如我所說(shuō)，Redis提供了許多服務(wù)，鎖就是其中之一。

首先，當(dāng)您想要防止可能導(dǎo)致死鎖的情況發(fā)生時(shí)，就會(huì)使用鎖。這種情況發(fā)生在您想要運(yùn)行進(jìn)程A，而該進(jìn)程需要使用另一個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程B返回的數(shù)據(jù)時(shí)。因此，進(jìn)程A必須等待進(jìn)程B完成后才能繼續(xù)。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們使用Redis Lock。當(dāng)進(jìn)程B啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)獲取一個(gè)鎖，直到它的工作完成，它將保持鎖定。只有在執(zhí)行完成后，它才會(huì)釋放鎖?，F(xiàn)在進(jìn)程A可以恢復(fù)其工作。

讓我們?cè)诖a中看看這個(gè)，這可能會(huì)讓你更好地理解:

import redis from 'redis'
const client = redis.createClient();

function processA() {
  client.set('my_lock', 'locked', 'NX', 'EX', 10, (error, result) => {
    if (result === 'OK') {
      console.log('Function A is executing...');
      
      setTimeout(() => {
        client.del('my_lock', (error, result) => {
          console.log('Lock released by Function A.');
        });
      }, 5000); 
      
    } else {
      console.log('Function A is waiting for the lock...');
      setTimeout(functionA, 1000); 
    }
  });
}

function processB() {
  client.set('my_lock', 'locked', 'NX', 'EX', 10, (error, result) => {
    if (result === 'OK') {
      console.log('Function B is executing...');
   
      setTimeout(() => {
        client.del('my_lock', (error, result) => {
          console.log('Lock released by Function B.');
        });
      }, 3000); 
      
    } else {
      console.log('Function B is waiting for the lock...');
      setTimeout(functionB, 1000); 
    }
  });
}

processA();
processB();

所以這里我正在運(yùn)行processA()和processB()。一旦processA()開(kāi)始，它就使用set()函數(shù)設(shè)置一個(gè)鎖。

“NX”代表“不存在”。它確保只有在鎖不存在時(shí)才設(shè)置鎖。“EX”代表“過(guò)期”。10確定了鎖將被設(shè)置的秒數(shù)。

由于processA()已經(jīng)獲取了鎖，processB()中的結(jié)果將為null，因此它將無(wú)法執(zhí)行其任務(wù)并開(kāi)始等待。

注意：默認(rèn)情況下，Javascript是單線程的，因此每個(gè)函數(shù)按順序執(zhí)行。這意味著在這個(gè)例子中，無(wú)論鎖是否被獲取，processB()都只會(huì)在processA()完成后執(zhí)行。因此，要完全理解Redis鎖的用例，您必須在應(yīng)用程序中擁有分布式實(shí)例。想象一下在不同的應(yīng)用程序上運(yùn)行processA()和processB()。這才是您實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)這一功能的時(shí)候。

總結(jié)一下..

我們已經(jīng)簡(jiǎn)單了解了Redis緩存、Node緩存、集群、工作線程、微服務(wù)架構(gòu)和Redis鎖。這篇文章中寫(xiě)的只是簡(jiǎn)單的介紹和使用，如果想要深入了解，請(qǐng)參考官方文檔。

以上就是詳解如何在NodeJS應(yīng)用程序中處理多個(gè)API請(qǐng)求的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于NodeJS中處理多個(gè)API請(qǐng)求的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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