ما هي استراتيجيات التخزين المؤقت التي تحسّن أداء واجهة برمجية Node؟

Question

Accepted Answer

**التخزين المؤقت** يحفظ نتائج العمليات المكلفة (استعلامات قواعد البيانات، الحسابات، استدعاءات واجهات برمجية خارجية) بحيث يمكن تقديم الطلبات المتكررة بسرعة دون إعادة القيام بالعمل. وهو يعتبر من أعلى تحسينات الأداء تأثيراً لواجهة برمجية.

## التخزين المؤقت في الذاكرة (الأسرع، مثيل واحد)

```js
const cache = new Map();

async function getUser(id) {
  if (cache.has(id)) return cache.get(id); // cache HIT — instant
  const user = await db.findUser(id);       // cache MISS — do the work
  cache.set(id, user);
  return user;
}
```

بسيط وسريع جداً، لكن التخزين المؤقت يكون **لكل عملية** (غير مشترك بين المثيلات) ويُفقد عند إعادة التشغيل. مناسب للبيانات الصغيرة والساخنة — لكنه يحتاج إلى إزالة (استخدم ذاكرة تخزين مؤقت LRU مثل `lru-cache`) لتحديد استخدام الذاكرة.

## التخزين المؤقت الموزع مع Redis (مشترك، قابل للتوسع)

```js
import { createClient } from "redis";
const redis = createClient();

async function getUser(id) {
  const cached = await redis.get(`user:${id}`);
  if (cached) return JSON.parse(cached);          // hit

const user = await db.findUser(id);
  await redis.setEx(`user:${id}`, 3600, JSON.stringify(user)); // cache for 1h (TTL)
  return user;
}
```

**Redis** هو المعيار القياسي للتخزين المؤقت عبر عدة مثيلات خادم — مخزن مشترك وسريع يبقى محفوظاً بعد إعادة التشغيل ويتسع مع تطبيقك. **TTL** (مدة الصلاحية) تنتهي صلاحية الإدخالات تلقائياً بحيث لا تبقى البيانات قديمة إلى الأبد.

## التخزين المؤقت HTTP (اسمح للعملاء و CDNs بالتخزين المؤقت)

```js
res.set("Cache-Control", "public, max-age=3600"); // browsers/CDN cache for 1h
res.set("ETag", hash);                            // conditional requests (304 Not Modified)
```

رؤوس التخزين المؤقت HTTP تنقل مسؤولية التخزين المؤقت إلى المتصفحات و CDNs بالكامل — أسرع ذاكرة تخزين مؤقت هي الطلب الذي لا يصل إلى خادمك أبداً.

## الجزء الصعب: إلغاء التخزين المؤقت

```js
// when data changes, the cache must be updated or cleared, or users see stale data
async function updateUser(id, data) {
  await db.updateUser(id, data);
  await redis.del(`user:${id}`); // INVALIDATE — next read repopulates with fresh data
}
```

أكبر تحدٍ في التخزين المؤقت هو **الإلغاء** — التأكد من أن التحديثات تمسح/تحدّث إدخالات التخزين المؤقت المتأثرة بحيث لا يرى المستخدمون بيانات قديمة. الاستراتيجيات: TTL (قبول القدم المؤقت)، write-through (تحديث التخزين المؤقت عند الكتابة)، أو الحذف الصريح عند الطفرة.

## ما يجب تخزينه مؤقتاً (وما لا يجب)

```text
✓ Read-heavy, infrequently-changing data (config, product catalogs, user profiles)
✓ Expensive computations, external API responses
✗ Highly dynamic/personalized or rapidly-changing data (or use very short TTLs)
✗ Sensitive data without care for who can read the cache
```

## لماذا يهمّ هذا

يقلل التخزين المؤقت بشكل كبير من الكمون وحمل قاعدة البيانات والعمليات الخارجية، وهو غالباً الفرق بين واجهة برمجية بطيئة وواحدة سريعة وقابلة للتوسع.

معرفة الطبقات — التخزين المؤقت في الذاكرة (الأسرع، لكل مثيل، محدود مع LRU)، Redis (مشترك بين المثيلات)، والتخزين المؤقت HTTP و CDN (نقل المسؤولية بالكامل) — تتيح لك اختيار الاستراتيجية الصحيحة.

وفهم الصعوبة المركزية للتخزين المؤقت، **الإلغاء** (عبر TTL أو الحذف الصريح عند الكتابة)، هو ما يمنع فشل المقابلة الكلاسيكية بين تقديم البيانات القديمة للمستخدمين.

التخزين المؤقت الفعّال هو واحد من أقوى الأدوات لأداء واجهة برمجية وقابليتها للتوسع.