Vue 缓存Hook：提高接口性能，减少重复请求

 前言

在开发 Web 应用时，我们经常会遇到需要重复调用接口的场景。例如，当用户频繁刷新页面或进行某个操作时，我们可能需要多次请求相同的数据。这不仅会增加服务器负担，还会导致用户体验下降。为此，我们可以使用缓存机制来优化这一问题。本文将教你一步一步实现一个功能较完善的Vue缓存Hook（钩子函数），它可以帮助我们减少接口的重复调用，提高应用性能。

介绍

这个Hook是一个基于Vue响应式系统的缓存工具，它可以帮助我们轻松地在组件之间共享和管理缓存数据。通过使用缓存，我们可以将接口调用结果缓存起来，当再次需要相同数据时，可以直接从缓存中获取，避免重复调用接口。

示例

以下是一个简单的示例：

import { reactive } from 'vue';// 缓存值的接口定义
interface CacheValue {data: any; // 存储的数据expireAt: number; // 数据的过期时间戳
}// 使用缓存的功能函数
export function useCache() {// 创建一个响应式的Map对象来存储缓存const cache = reactive<Map<string, CacheValue>>(new Map());/*** @param {string} key - 数据的键* @param {any} data - 要存储的数据* @param {number} cacheTime - 数据的缓存时间（以毫秒为单位）*/function setDataToCache(key: string, data: any, cacheTime: number) {const expireAt = Date.now() + cacheTime; // 计算过期时间戳cache.set(key, { data, expireAt }); // 存储数据和过期时间}/***getDataFromCache函数：尝试从缓存中获取数据*@param {string} key - 数据的键*@returns {any|null} 如果缓存存在且未过期，返回缓存的数据；否则返回null*/function getDataFromCache(key) {const cachedData = cache.get(key);if (cachedData) {const { data, expireAt } = cachedData as CacheValue;if (Date.now() < expireAt) {return data; // 如果未过期，返回数据}cache.delete(key); // 如果已过期，清除缓存项}return null; // 如果不存在或已过期，返回null}// clearExpiredCache函数：清除过期的缓存function clearExpiredCache() {const now = Date.now(); // 获取当前时间cache.forEach((value, key) => {if (value && value.expireAt && value.expireAt < now) {cache.delete(key); // 如果过期，删除缓存项}});}// 设置一个定时器，每60秒执行一次清除过期的缓存setInterval(clearExpiredCache, 60000);// 返回设置数据和获取数据的方法return { setDataToCache, getDataFromCache };
}

这个Hook使用了 Vue 的响应式系统，将一个 Map 对象作为缓存的容器，然后提供了两个方法：setDataToCache 和 getDataFromCache，分别用于设置和获取缓存数据。它还使用了 setInterval 函数来定期清除已过期的缓存项。

我们可以在任何需要缓存数据的组件中，使用这个Hook，例如：

<template><div><h1>用户信息</h1><p v-if="loading">加载中...</p><p v-else-if="error">加载失败</p><p v-else>{{ userInfo }}</p></div>
</template><script setup>import { useCache } from './useCache';import { onMounted, ref } from 'vue';const { setDataToCache, getDataFromCache } = useCache();const userInfo = ref(null);const loading = ref(false);const error = ref(false);async function fetchUserInfo() {loading.value = true;error.value = false;try {// 从缓存中获取用户信息const cachedUserInfo = getDataFromCache('userInfo');if (cachedUserInfo) {// 如果缓存中存在，直接赋值给 userInfouserInfo.value = cachedUserInfo;} else {// 如果缓存中不存在，调用接口获取用户信息const response = await fetch('/api/userInfo');const data = await response.json();// 将用户信息存入缓存中，设置缓存时间为 10 分钟setDataToCache('userInfo', data, 10 * 60 * 1000);// 将用户信息赋值给 userInfouserInfo.value = data;}} catch (err) {error.value = true;} finally {loading.value = false;}}onMounted(fetchUserInfo);
</script>

这样，我们就可以在组件中使用Hook来提高接口的性能，同时保证数据的及时更新。

优化

当然，这个Hook还有很多可以优化和扩展的地方，比如：

错误处理

当前的实现中没有错误处理逻辑。在实际应用中，可能需要添加对异常情况的处理，比如缓存服务不可用时的回退策略。

优化后的代码如下：

import { reactive } from 'vue';// 缓存值的接口定义
interface CacheValue {data: any; // 存储的数据expireAt: number; // 数据的过期时间戳
}// 使用缓存的功能函数
export function useCache() {// 创建一个响应式的Map对象来存储缓存const cache = reactive<Map<string, CacheValue>>(new Map());/*** @param {string} key - 数据的键* @param {any} data - 要存储的数据* @param {number} cacheTime - 数据的缓存时间（以毫秒为单位）*/function setDataToCache(key: string, data: any, cacheTime: number) {try {// 错误处理：确保所有参数都不为空if (!key || !data || !cacheTime) {throw new Error('参数不能为空');}// 错误处理：确保cacheTime是一个有效的正数字if (typeof cacheTime !== 'number' || isNaN(cacheTime) || cacheTime <= 0) {throw new Error('缓存时间必须是一个正数字');}// 计算过期时间戳const expireAt = Date.now() + cacheTime;// 将数据和过期时间存储到缓存中cache.set(key, { data, expireAt });} catch (error) {// 在控制台输出错误信息，方便调试console.error('在设置缓存时发生错误：', error);// 可以根据需要向用户发出警告或执行其他错误处理逻辑}}/***getDataFromCache函数：尝试从缓存中获取数据*@param {string} key - 数据的键*@returns {any|null} 如果缓存存在且未过期，返回缓存的数据；否则返回null*/function getDataFromCache(key) {try {// 如果缓存中存在这个键if (cache.get(key)) {// 获取键对应的缓存对象const { data, expireAt } = cache.get(key) as CacheValue;// 如果当前时间还没有超过过期时间if (Date.now() < expireAt) {// 返回缓存的数据return data;}cache.delete(key); // 清除过期的缓存项}} catch (error) {console.error('在获取缓存数据时发生错误：', error);}// 如果缓存不存在或已过期，返回nullreturn null;}// clearExpiredCache函数：清除过期的缓存function clearExpiredCache() {const now = Date.now(); // 获取当前时间cache.forEach((value, key) => {if (value && value.expireAt && value.expireAt < now) {cache.delete(key); // 如果过期，删除缓存项}});}// 设置一个定时器，每60秒执行一次清除过期的缓存setInterval(clearExpiredCache, 60000);// 返回设置数据和获取数据的方法return { setDataToCache, getDataFromCache };
}

缓存的管理和优化不足

无论缓存是否被使用，都会定期执行清除操作，这可能会造成一些不必要的性能损耗。另外，它也没有考虑到缓存的容量问题，如果缓存中存储了过多的数据，可能会占用过多的内存空间。

考虑这些方面我们的解决方案是使用 setTimeout 函数来为每个缓存项设置一个单独的定时器，当缓存过期时自动清除，避免不必要的性能损耗。同时，可以使用 LRU（最近最少使用）算法来管理缓存的容量，当缓存达到一定的大小时，自动删除最久未使用的缓存项，避免缓存占用过多的空间。优化后的代码如下：

import { reactive } from 'vue';// 缓存值的接口定义
interface CacheValue {data: any; // 存储的数据expireAt: number; // 数据的过期时间戳timer?: any;
}// 使用缓存的功能函数
export function useCache() {// 创建一个响应式的Map对象来存储缓存const cache = reactive<Map<string, CacheValue>>(new Map());// 设置缓存的最大容量const max = 10;// 使用一个数组来存储缓存的键，按照最近使用的顺序排序const keys = [];/*** @param {string} key - 数据的键* @param {any} data - 要存储的数据* @param {number} cacheTime - 数据的缓存时间（以毫秒为单位）*/function setDataToCache(key: string, data: any, cacheTime: number) {try {// 错误处理：确保所有参数都不为空if (!key || !data || !cacheTime) {throw new Error('参数不能为空');}// 错误处理：确保cacheTime是一个有效的正数字if (typeof cacheTime !== 'number' || isNaN(cacheTime) || cacheTime <= 0) {throw new Error('缓存时间必须是一个正数字');}// 计算过期时间戳const expireAt = Date.now() + cacheTime;// 将数据和过期时间存储到缓存中cache.set(key, { data, expireAt });// 为每个缓存项设置一个定时器，当缓存过期时自动清除const timer = setTimeout(() => {cache.delete(key);// 从键数组中移除该键keys.splice(keys.indexOf(key), 1);}, cacheTime);// 将定时器的引用也存储到缓存中，方便取消cache.get(key)!.timer = timer;// 将键添加到键数组的开头keys.unshift(key);// 如果缓存的数量超过了最大容量if (keys.length > max) {// 获取最久未使用的键const lastKey = keys.pop()!;// 清除该键对应的缓存项和定时器clearTimeout(cache.get(lastKey)!.timer);cache.delete(lastKey);}} catch (error) {// 在控制台输出错误信息，方便调试console.error('在设置缓存时发生错误：', error);// 可以根据需要向用户发出警告或执行其他错误处理逻辑}}/***getDataFromCache函数：尝试从缓存中获取数据*@param {string} key - 数据的键*@returns {any|null} 如果缓存存在且未过期，返回缓存的数据；否则返回null*/function getDataFromCache(key) {try {// 如果缓存中存在这个键if (cache.get(key)) {// 获取键对应的缓存对象const { data, expireAt } = cache.get(key) as CacheValue;// 如果当前时间还没有超过过期时间if (Date.now() < expireAt) {// 返回缓存的数据return data;}// 如果缓存已过期，清除缓存项和定时器cache.delete(key);clearTimeout(cache.get(key)!.timer);// 从键数组中移除该键keys.splice(keys.indexOf(key), 1);}} catch (error) {console.error('在获取缓存数据时发生错误：', error);}// 如果缓存不存在或已过期，返回nullreturn null;}// 返回设置数据和获取数据的方法return { setDataToCache, getDataFromCache };
}

清空缓存

除此之外，还缺少一个清空所有缓存的功能：

 function clearAllCache() {// 清空缓存中的所有数据cache.clear();// 取消所有的定时器cache.forEach((value) => {clearTimeout(value.timer);});// 清空键数组keys.length = 0;}

最终代码

import { reactive } from 'vue';// 缓存值的接口定义
interface CacheValue {data: any; // 存储的数据expireAt: number; // 数据的过期时间戳timer?: any;
}// 使用缓存的功能函数
export function useCache() {// 创建一个响应式的Map对象来存储缓存const cache = reactive<Map<string, CacheValue>>(new Map());// 设置缓存的最大容量const max = 10;// 使用一个数组来存储缓存的键，按照最近使用的顺序排序const keys = [];/*** @param {string} key - 数据的键* @param {any} data - 要存储的数据* @param {number} cacheTime - 数据的缓存时间（以毫秒为单位）*/function setDataToCache(key: string, data: any, cacheTime: number) {try {// 错误处理：确保所有参数都不为空if (!key || !data || !cacheTime) {throw new Error('参数不能为空');}// 错误处理：确保cacheTime是一个有效的正数字if (typeof cacheTime !== 'number' || isNaN(cacheTime) || cacheTime <= 0) {throw new Error('缓存时间必须是一个正数字');}// 计算过期时间戳const expireAt = Date.now() + cacheTime;// 将数据和过期时间存储到缓存中cache.set(key, { data, expireAt });// 为每个缓存项设置一个定时器，当缓存过期时自动清除const timer = setTimeout(() => {cache.delete(key);// 从键数组中移除该键keys.splice(keys.indexOf(key), 1);}, cacheTime);// 将定时器的引用也存储到缓存中，方便取消cache.get(key)!.timer = timer;// 将键添加到键数组的开头keys.unshift(key);// 如果缓存的数量超过了最大容量if (keys.length > max) {// 获取最久未使用的键const lastKey = keys.pop()!;// 清除该键对应的缓存项和定时器clearTimeout(cache.get(lastKey)!.timer);cache.delete(lastKey);}} catch (error) {// 在控制台输出错误信息，方便调试console.error('在设置缓存时发生错误：', error);// 可以根据需要向用户发出警告或执行其他错误处理逻辑}}/***getDataFromCache函数：尝试从缓存中获取数据*@param {string} key - 数据的键*@returns {any|null} 如果缓存存在且未过期，返回缓存的数据；否则返回null*/function getDataFromCache(key) {try {// 如果缓存中存在这个键if (cache.get(key)) {// 获取键对应的缓存对象const { data, expireAt } = cache.get(key) as CacheValue;// 如果当前时间还没有超过过期时间if (Date.now() < expireAt) {// 返回缓存的数据return data;}// 如果缓存已过期，清除缓存项和定时器cache.delete(key);clearTimeout(cache.get(key)!.timer);// 从键数组中移除该键keys.splice(keys.indexOf(key), 1);}} catch (error) {console.error('在获取缓存数据时发生错误：', error);}// 如果缓存不存在或已过期，返回nullreturn null;}function clearAllCache() {// 清空缓存中的所有数据cache.clear();// 取消所有的定时器cache.forEach((value) => {clearTimeout(value.timer);});// 清空键数组keys.length = 0;}// 返回设置数据和获取数据的方法return { setDataToCache, getDataFromCache, clearAllCache };
}

以上便是一些可优化的点，除此之外，你还可以从持久化、性能监控、并发控制 、缓存策略等方面优化。

结语 

在本篇文章中，我们探讨了Vue缓存Hook的使用，这是一个基于Vue响应式系统的缓存工具，旨在帮助我们在组件之间轻松地共享和管理缓存数据。通过使用这个缓存Hook，我们能够有效地提高应用性能，减少不必要的接口调用，从而提升用户体验。希望这篇文章能够帮到大家，特别是在开发Vue应用时需要考虑性能优化和缓存管理的朋友们。如果你有任何问题或疑问，欢迎随时提问，我会尽力帮助解答。