面试题：Next.js 中 getStaticProps 在复杂应用架构下的性能调优与缓存策略

Question

假设你正在开发一个大型的 Next.js 应用，包含多种类型的页面且数据获取逻辑复杂。在使用 getStaticProps 时，会遇到哪些性能方面的挑战？如何设计有效的缓存策略来优化性能，同时确保数据的一致性和实时性？请从数据分片、缓存过期机制、CDN 配合等方面进行阐述。

Answer 1

使用 getStaticProps 遇到的性能挑战

1. 构建时间长：如果在 getStaticProps 中进行大量复杂的数据获取操作，例如从多个 API 拉取数据、复杂的数据处理等，会显著增加 Next.js 应用的构建时间，延长部署时间。
2. 数据实时性问题：getStaticProps 在构建时获取数据，构建完成后数据就固定了。如果数据频繁变化，可能导致页面展示的数据陈旧，无法实时反映最新信息。
3. 缓存粒度问题：对于大型应用，不同页面或页面不同部分的数据更新频率不同。难以针对不同数据块设置合适的缓存策略，可能出现部分数据更新但整个页面缓存未更新，或者过度频繁更新整个页面缓存的情况。

缓存策略优化

1. 数据分片
   • 页面级分片：分析页面数据，将不同更新频率的数据分开获取。例如，对于一个新闻详情页，新闻主体内容更新频率低，而相关评论更新频率高。可以将新闻主体内容在 getStaticProps 中获取并静态生成，评论部分通过客户端请求或增量静态再生获取。这样可以保证主体内容的缓存有效性，同时提高评论的实时性。
   • 组件级分片：对于复杂页面中的组件，根据组件数据的特性进行分片。如果一个页面有多个可复用组件，每个组件的数据来源和更新频率不同。例如一个电商产品详情页，产品基本信息、价格、库存等。产品基本信息相对稳定，可在 getStaticProps 中获取并缓存；价格和库存可能实时变化，可通过 API 在客户端动态获取或采用增量静态再生单独更新这部分数据。
2. 缓存过期机制
   • 设置固定过期时间：对于一些相对稳定但偶尔会更新的数据，可以设置一个固定的缓存过期时间。在 getStaticProps 中，可以使用 revalidate 选项。例如，对于一些配置信息，更新频率不高，可以设置 revalidate: 60 * 60（每小时重新验证一次）。在过期时间内，用户访问页面时直接从缓存读取数据，过期后，Next.js 会在用户请求时重新调用 getStaticProps 获取最新数据，并更新缓存。
   • 基于事件驱动的过期：对于一些与特定事件相关的数据，如数据库记录更新、外部 API 数据变化等，可以通过 Webhooks 或消息队列等机制触发缓存过期。当事件发生时，通知 Next.js 应用某个页面或数据块的缓存已过期，下次请求时重新获取数据。例如，当产品库存更新时，通过 Webhook 通知 Next.js 应用，使产品详情页中库存相关缓存过期。
3. CDN 配合
   • CDN 缓存策略配置：配置 CDN 针对不同类型的文件和数据设置合适的缓存策略。对于静态资源（如 CSS、JavaScript 文件），可以设置较长的缓存时间，因为这些文件通常不会频繁变化。对于 HTML 页面，结合前面提到的缓存过期机制，根据页面数据的更新频率设置 CDN 缓存时间。例如，对于更新频率低的页面，可以设置 CDN 缓存时间为一天；对于更新频率高的页面，设置较短的缓存时间，如一小时或更短。
   • CDN 边缘缓存更新：利用 CDN 的边缘缓存更新功能，当数据发生变化时，及时通知 CDN 更新边缘节点的缓存。这样可以确保用户从最近的 CDN 节点获取到最新的数据，减少回源到服务器获取数据的次数，提高响应速度。例如，当页面数据更新后，通过 CDN 提供的 API 或管理界面，通知 CDN 更新相关页面或数据块的缓存。