前端 api 请求缓存方案

摘要：而缓存系统数据，我采用另外的方案。调用方式第二次调用取得先前的方案二缓存方案一本身是不足的。当前缓存中没有该对进行操作在请求回来后，如果出现问题，把从中删除以避免第二次请求继续出错返回该代码避免了方案一的同一时间多次请求的问题。

在开发 web 应用程序时，性能都是必不可少的话题。对于webpack打包的单页面应用程序而言，我们可以采用很多方式来对性能进行优化，比方说 tree-shaking、模块懒加载、利用 extrens 网络cdn 加速这些常规的优化。甚至在vue-cli 项目中我们可以使用 --modern 指令生成新旧两份浏览器代码来对程序进行优化。

而事实上，缓存一定是提升web应用程序有效方法之一，尤其是用户受限于网速的情况下。提升系统的响应能力，降低网络的消耗。当然，内容越接近于用户，则缓存的速度就会越快，缓存的有效性则会越高。

以客户端而言，我们有很多缓存数据与资源的方法，例如 标准的浏览器缓存 以及 目前火热的 Service worker。但是，他们更适合静态内容的缓存。例如 html，js，css以及图片等文件。而缓存系统数据，我采用另外的方案。

那我现在就对我应用到项目中的各种 api 请求方案，从简单到复杂依次介绍一下。

简单的 数据 缓存，第一次请求时候获取数据，之后便使用数据，不再请求后端api。
代码如下：

const dataCache = new Map()

async getWares() {
    let key = "wares"
    // 从data 缓存中获取 数据
    let data = dataCache.get(key)
    if (!data) {
        // 没有数据请求服务器
        const res = await request.get("/getWares")
        
        // 其他操作
        ...
        data = ...

        // 设置数据缓存
        dataCache.set(key, data)

    }
    return data
} 

第一行代码 使用了 es6以上的 Map，如果对map不是很理解的情况下，你可以参考
ECMAScript 6 入门 Set 和 Map 或者 Exploring ES6 关于 map 和 set的介绍，此处可以理解为一个键值对存储结构。

之后 代码 使用 了 async 函数，可以将异步操作变得更为方便。 你可以参考ECMAScript 6 入门 async函数来进行学习或者巩固知识。

代码本身很容易理解，是利用 Map 对象对数据进行缓存，之后调用从 Map 对象来取数据。对于及其简单的业务场景，直接利用此代码即可。

调用方式：

getWares().then( ... )
// 第二次调用 取得先前的data
getWares().then( ... )

方案一本身是不足的。因为如果考虑同时两个以上的调用此 api，会因为请求未返回而进行第二次请求api。当然，如果你在系统中添加类似于 vuex、redux这样的单一数据源框架，这样的问题不太会遇到，但是有时候我们想在各个复杂组件分别调用api，而不想对组件进行组件通信数据时候，便会遇到此场景。

const promiseCache = new Map()

getWares() {
    const key = "wares"
    let promise = promiseCache.get(key);
    // 当前promise缓存中没有 该promise
    if (!promise) {
        promise = request.get("/getWares").then(res => {
            // 对res 进行操作
            ...
        }).catch(error => {
            // 在请求回来后，如果出现问题，把promise从cache中删除 以避免第二次请求继续出错S
            promiseCache.delete(key)
            return Promise.reject(error)
        })
        promiseCache.set(api, promise)
    }
    // 返回promise
    return promise
}

该代码避免了方案一的同一时间多次请求的问题。同时也在后端出错的情况下对promise进行了删除，不会出现缓存了错误的promise就一直出错的问题。

调用方式:

getWares().then( ... )
// 第二次调用 取得先前的promise
getWares().then( ... )

该方案是同时需要 一个以上 的api请求的情况下，对数据同时返回，如果某一个api发生错误的情况下。均不返回正确数据。

const querys ={
    wares: "getWares",
    skus: "getSku"
}
const promiseCache = new Map()

async queryAll(queryApiName) {
    // 判断传入的数据是否是数组
    const queryIsArray = Array.isArray(queryApiName)
    // 统一化处理数据，无论是字符串还是数组均视为数组
    const apis = queryIsArray ? queryApiName : [queryApiName]
    
    // 获取所有的 请求服务
    const promiseApi = []

    apis.forEach(api => {
        // 利用promise 
        let promise = promiseCache.get(api)

        if (promise) {
            // 如果 缓存中有，直接push
            promise.push(promise)
        } else {
             promise = request.get(querys[api]).then(res => {
                // 对res 进行操作
                ...
                }).catch(error => {
                // 在请求回来后，如果出现问题，把promise从cache中删除
                promiseCache.delete(api)
                return Promise.reject(error)
            })
            promiseCache.set(api, promise)
            promiseCache.push(promise)
        }
    })
    return Promise.all(promiseApi).then(res => {
        // 根据传入的 是字符串还是数组来返回数据，因为本身都是数组操作
        // 如果传入的是字符串，则需要取出操作
        return queryIsArray ? res : res[0]
    })
}

该方案是同时获取多个服务器数据的方式。可以同时获得多个数据进行操作，不会因为单个数据出现问题而发生错误。

调用方式

queryAll("wares").then( ... )
// 第二次调用 不会去取 wares，只会去skus
queryAll(["wares", "skus"]).then( ... )

往往缓存是有危害的，如果我们在知道修改了数据的情况下，直接把 cache 删除即可，此时我们调用方法就可以向服务器进行请求。这样我们规避了前端显示旧的的数据。但是我们可能一段时间没有对数据进行操作，那么此时旧的数据就一直存在，那么我们最好规定个时间来去除数据。
该方案是采用了 类 持久化数据来做数据缓存，同时添加了过期时长数据以及参数化。
代码如下：
首先定义持久化类,该类可以存储 promise 或者 data

class ItemCache() {
    construct(data, timeout) {
        this.data = data
        // 设定超时时间，设定为多少秒
        this.timeout = timeout
        // 创建对象时候的时间，大约设定为数据获得的时间
        this.cacheTime = (new Date()).getTime()
    }
}

然后我们定义该数据缓存。我们采用Map 基本相同的api

class ExpriesCache {
    // 定义静态数据map来作为缓存池
    static cacheMap =  new Map()

    // 数据是否超时
    static isOverTime(name) {
        const data = ExpriesCache.cacheMap.get(name)
        
        // 没有数据 一定超时
        if (!data) return true

        // 获取系统当前时间戳
        const currentTime = (new Date()).getTime()        
        
        // 获取当前时间与存储时间的过去的秒数
        const overTime = (currentTime - data.cacheTime) / 1000
        
        // 如果过去的秒数大于当前的超时时间，也返回null让其去服务端取数据
        if (Math.abs(overTime) > data.timeout) {
            // 此代码可以没有，不会出现问题，但是如果有此代码，再次进入该方法就可以减少判断。
            ExpriesCache.cacheMap.delete(name)
            return true
        }

        // 不超时
        return false
    }

    // 当前data在 cache 中是否超时
    static has(name) {
        return !ExpriesCache.isOverTime(name)
    }

    // 删除 cache 中的 data
    static delete(name) {
        return ExpriesCache.cacheMap.delete(name) 
    }

    // 获取
    static get(name) {
        const isDataOverTiem = ExpriesCache.isOverTime(name)
        //如果 数据超时，返回null，但是没有超时，返回数据，而不是 ItemCache 对象
        return isDataOverTiem ? null : ExpriesCache.cacheMap.get(name).data
    }

    // 默认存储20分钟
    static set(name, data, timeout = 1200) {
        // 设置 itemCache
        const itemCache = mew ItemCache(data, timeout)
        //缓存
        ExpriesCache.cacheMap.set(name, itemCache)
    }
}

此时数据类以及操作类 都已经定义好,我们可以在api层这样定义

// 生成key值错误
const generateKeyError = new Error("Can"t generate key from name and argument")

// 生成key值
function generateKey(name, argument) {
    // 从arguments 中取得数据然后变为数组
    const params = Array.from(argument).join(",")
    
    try{
        // 返回 字符串，函数名 + 函数参数
        return `${name}:${params}`
    }catch(_) {
        // 返回生成key错误
        return generateKeyError
    }
}

async getWare(params1, params2) {
    // 生成key
    const key = generateKey("getWare", [params1, params2]) 
    // 获得数据
    let data = ExpriesCache.get(key)
    if (!data) {
        const res = await request("/getWares", {params1, params2})
        // 使用 10s 缓存，10s之后再次get就会 获取null 而从服务端继续请求
        ExpriesCache.set(key, res, 10)
    }
    return data
}

该方案使用了 过期时间 和 api 参数不同而进行 缓存的方式。已经可以满足绝大部分的业务场景。

调用方式

getWares(1,2).then( ... )
// 第二次调用 取得先前的promise
getWares(1,2).then( ... )
// 不同的参数，不取先前promise
getWares(1,3).then( ... )

和方案四是的解法一致的，但是是基于修饰器来做。
代码如下：

// 生成key值错误
const generateKeyError = new Error("Can"t generate key from name and argument")

// 生成key值
function generateKey(name, argument) {
    // 从arguments 中取得数据然后变为数组
    const params = Array.from(argument).join(",")
    try{
        // 返回 字符串
        return `${name}:${params}`
    }catch(_) {
        return generateKeyError
    }
}

function decorate(handleDescription, entryArgs) {
    // 判断 当前 最后数据是否是descriptor，如果是descriptor,直接 使用
    // 例如 log 这样的修饰器
    if (isDescriptor(entryArgs[entryArgs.length - 1])) {
        return handleDescription(...entryArgs, [])
    } else {
        // 如果不是
        // 例如 add(1) plus(20) 这样的修饰器
        return function() {
            return handleDescription(...Array.protptype.slice.call(arguments), entryArgs)
        }
    }
}

function handleApiCache(target, name, descriptor, ...config) {
    // 拿到函数体并保存
    const fn = descriptor.value
    // 修改函数体
    descriptor.value = function () { 
        const key =  generateKey(name, arguments)
        // key无法生成，直接请求 服务端数据
        if (key === generateKeyError)  {
            // 利用刚才保存的函数体进行请求
            return fn.apply(null, arguments)
        }
        let promise = ExpriesCache.get(key)
        if (!promise) {
            // 设定promise
            promise = fn.apply(null, arguments).catch(error => {
                 // 在请求回来后，如果出现问题，把promise从cache中删除
                ExpriesCache.delete(key)
                // 返回错误
                return Promise.reject(error)
            })
            // 使用 10s 缓存，10s之后再次get就会 获取null 而从服务端继续请求
            ExpriesCache.set(key, promise, config[0])
        }
        return promise 
    }
    return descriptor;
}

// 制定 修饰器
function ApiCache(...args) {
    return decorate(handleApiCache, args)
}

此时 我们就会使用 类来对api进行缓存

class Api {
    // 缓存10s
    @ApiCache(10)
    // 此时不要使用默认值，因为当前 修饰器 取不到
    getWare(params1, params2) {
        return request.get("/getWares")
    }
}

因为函数存在函数提升，所以没有办法利用函数来做 修饰器
例如:

var counter = 0;

var add = function () {
  counter++;
};

@add
function foo() {
}

该代码意图是执行后counter等于 1，但是实际上结果是counter等于 0。因为函数提升，使得实际执行的代码是下面这样

@add
function foo() {
}

var counter;
var add;

counter = 0;

add = function () {
  counter++;
};

所以没有 办法在函数上用修饰器。具体参考ECMAScript 6 入门 Decorator
此方式写法简单且对业务层没有太多影响。但是不可以动态修改 缓存时间

调用方式

getWares(1,2).then( ... )
// 第二次调用 取得先前的promise
getWares(1,2).then( ... )
// 不同的参数，不取先前promise
getWares(1,3).then( ... )

api的缓存机制与场景在这里也基本上介绍了，基本上能够完成绝大多数的数据业务缓存，在这里我也想请教教大家，有没有什么更好的解决方案，或者这篇博客中有什么不对的地方，欢迎指正，在这里感谢各位了。
同时这里也有很多没有做完的工作，可能会在后面的博客中继续完善。