Redis緩存

如果你有一組數(shù)據(jù)在加載應(yīng)用程序時經(jīng)常需要獲取，你可能希望將這些數(shù)據(jù)緩存起來，而不是發(fā)送HTTP請求或運行查詢。這就是為什么我建議你使用Redis。它非常簡單易用。它基本上是另一個與主數(shù)據(jù)庫分開的數(shù)據(jù)庫，用于存儲所有緩存數(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redis客戶端的實例（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，您可以通過簡單地編寫以下代碼來導(dǎo)入客戶端并設(shè)置一個鍵

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

節(jié)點緩存

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

Node緩存是一個內(nèi)存緩存，而Redis緩存是存儲在“外部”的。這意味著，一旦您的節(jié)點應(yīng)用程序重新啟動，它將丟失其數(shù)據(jù)并且必須重新緩存。而Redis數(shù)據(jù)將存儲在網(wǎng)絡(luò)中，直到被刪除。Redis緩存也可以從另一個設(shè)備訪問，因為它基本上就像一個數(shù)據(jù)庫，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)用程序中有一個獲取路由來獲取緩存數(shù)據(jù)。

首先，安裝node-cache包并創(chuàng)建一個node-cache對象的實例來設(shè)置對象

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，我們運行一個單獨的NodeJS應(yīng)用程序，它將接收任何類型的請求。想象一下，我們可以分別運行大約8個副本的應(yīng)用程序，并放置一個負(fù)載均衡器，將請求分發(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，這是一個內(nèi)置的NodeJS包，不需要您下載任何類型的包。

需要注意的一點是，如果您運行N個NodeJS應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不會在這些應(yīng)用程序之間共享。它們每個都以一個進(jìn)程ID獨立運行。

讓我以一個基于express的應(yīng)用程序為例。通常我們做的是：

const app = express()

const PORT = process.env.PORT || 5000

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

但是在運行集群時，您需要運行N個這樣的服務(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，它會觸發(fā)fork()函數(shù)numCpu次。主工作進(jìn)程監(jiān)聽所有連接，然后以輪詢方式將負(fù)載分配給其他工作進(jìn)程。“輪詢”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)用程序只有一個實例在運行，即主線程。這個主線程接收所有請求并按順序執(zhí)行它們。這個主線程被稱為“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)請求、文件操作和數(shù)據(jù)庫查詢。

現(xiàn)在這帶來了自己的優(yōu)勢和劣勢。當(dāng)單線程出現(xiàn)錯誤時，錯誤處理變得困難，因為主線程會崩潰。但如果是多線程，它確保只有發(fā)生錯誤的線程崩潰，其余線程將繼續(xù)正常工作。

這就是為什么Node.js給我們提供了一個名為worker-threads的包的選項，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)用程序中實現(xiàn)這一點：

 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)建一個新的工作線程，該函數(shù)接受一個文件名作為參數(shù)。我們還向該文件傳遞數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過workerData對象訪問。因此，主線程等待來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)任何錯誤時導(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。但是在某個階段，一些項目會涉及到多個表、數(shù)據(jù)庫等，這種架構(gòu)已經(jīng)無法滿足需求。這就是微服務(wù)概念誕生的原因。

顧名思義，多個服務(wù)被創(chuàng)建來執(zhí)行特定的任務(wù)，這些服務(wù)相互連接。基本上，我們正在分發(fā)應(yīng)用程序，每個應(yīng)用程序負(fù)責(zé)在特定主題上執(zhí)行一組特定的操作。

舉個例子，想象一下你要創(chuàng)建一個類似滴滴的應(yīng)用。你可能會在單個數(shù)據(jù)庫中為用戶和司機(jī)各創(chuàng)建一個表。這是普通開發(fā)者的做法。但是對于滴滴及其龐大的網(wǎng)絡(luò)來說，這種方法行不通。這就是為什么他們需要一個專門負(fù)責(zé)用戶的nodejs應(yīng)用，另一個專門負(fù)責(zé)司機(jī)的應(yīng)用。在某些情況下，它們可能會進(jìn)一步分成更多的應(yīng)用。需要注意的是，用戶和司機(jī)的整個數(shù)據(jù)庫也必須分別創(chuàng)建。

現(xiàn)在設(shè)計這樣的架構(gòu)可能會導(dǎo)致問題，如數(shù)據(jù)不一致、服務(wù)間通信、部署管理等，這些都應(yīng)在實施之前考慮到。因此，需要非常謹(jǐn)慎的設(shè)計和觀察來完成這項工作。

實現(xiàn)這一點的方法很簡單，只需創(chuàng)建兩個運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，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，就會使用鎖。這種情況發(fā)生在您想要運行進(jìn)程A，而該進(jìn)程需要使用另一個正在運行的進(jìn)程B返回的數(shù)據(jù)時。因此，進(jìn)程A必須等待進(jìn)程B完成后才能繼續(xù)。

為了實現(xiàn)這一點，我們使用Redis Lock。當(dāng)進(jìn)程B啟動時，它會獲取一個鎖，直到它的工作完成，它將保持鎖定。只有在執(zhí)行完成后，它才會釋放鎖。現(xiàn)在進(jìn)程A可以恢復(fù)其工作。

讓我們在代碼中看看這個，這可能會讓你更好地理解:

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();

所以這里我正在運行processA()和processB()。一旦processA()開始，它就使用set()函數(shù)設(shè)置一個鎖。

“NX”代表“不存在”。它確保只有在鎖不存在時才設(shè)置鎖。“EX”代表“過期”。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，因此它將無法執(zhí)行其任務(wù)并開始等待。

注意：默認(rèn)情況下，Javascript是單線程的，因此每個函數(shù)按順序執(zhí)行。這意味著在這個例子中，無論鎖是否被獲取，processB()都只會在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例。想象一下在不同的應(yīng)用程序上運行processA()和processB()。這才是您實際需要實現(xiàn)這一功能的時候。

總結(jié)一下..

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

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

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