Day 29 - Next.js 13 的快取機制 ( 二 ) - Full Route Cache & Router Cache - iT 邦幫忙::一起幫忙解決難題，拯救 IT 人的一天

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DAY 29

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深入淺出，完整認識 Next.js 13 ！系列第 29 篇

Day 29 - Next.js 13 的快取機制 ( 二 ) - Full Route Cache & Router Cache

15th鐵人賽 nextjs next app router caching

S.C

2023-09-29 11:28:26

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時間過得很快，也來到本系列文章的倒數第二篇。

昨天介紹了 Next 快取機制的前兩層 - Data Cache 和 Request Memoization。兩者主要會在 Server Components 進行 data fetching 時觸發。

快速複習一下兩者的目的：

Data Cache：減少向 data source 索取相同資料的次數
Request Memoization：避免重複處理相同 requests

假如還不認識兩者的讀者，建議先閱讀 Day 28 的文章。

昨天似乎成功透過禁止 Data Cache 和 Request Memoization，解決文章開頭，每頁用戶代碼一樣的問題。

但假如我現在做個小改動：一樣禁用 Data Cache，可是把 <a> 改成 <Link>，來看看改成 soft navigation 後，會不會發生什麼改變：

不要懷疑，你沒有眼花，也不是重複播放的關係，三個頁面的用戶代碼的確不一樣，但第二輪和第三輪拜訪，用戶代碼卻還是跟第一輪一樣。所以影片就一直在 213 -> 243 -> 241 循環。

明明禁用 Data Cache 了，為什麼會這樣呢？我們接著往快取層上層找，看看到底是誰在搞鬼吧！

Full Route Cache

顧名思義，Full Route Cache 就是快取整個 route segment。在 build time，Next 會先渲染靜態路由，並快取渲染結果，避免用戶每次拜訪頁面時，都要執行 server-side rendering，加速頁面載入速度。類似我們 Day 03 提到的 ISR 作法。

所以當 server 接到要渲染 route segment 的 request 時，會先檢查快取有沒有這個 route segment 渲染結果 ( HTML & RSC Payload)。

假如不知道什麼是 RSC Payload，可參考 Day 12 文章

假如有，就直接回覆快取內容；假如沒有，就會進行渲染。渲染時假如有 fetch requests，就會檢查有沒有 Reqeust Memoization，沒有才進行 data fetching。進行 data fetching 時，會檢查有沒有 Data Cache，沒有才向 data source 拿資料。

這樣就將 Full Route Cache 和昨天的內容串起來啦！提供官方文件的 infographic 給大家參考：

( 圖片來源：https://nextjs.org/docs/app/building-your-application/caching#2-nextjs-caching-on-the-server-full-route-cache )

禁用 Full Route Cache
上述有提到，Next 只會快取靜態渲染的內容，所以只要是動態渲染就不會觸發 Full Route Cache。

動態渲染的意思是，需要在 run-time 根據 request 決定渲染內容。像是使用 cookies、searchParams 等功能 ( dynamic function )，Next 就會自動轉成動態渲染，route segment 就不會在 build-time 渲染。

假如是動態渲染，server 收到渲染 request 時會略過 Full Route Cache 的檢查，直接進行渲染。

( 圖片來源：https://nextjs.org/docs/app/building-your-application/caching#2-nextjs-caching-on-the-server-full-route-cache )

要觸發動態渲染，除了使用 dynamic functions 外，還有幾個方法：

調整 route segment 設定
可以使用 revalidate = 0 或 dynamic = 'force-dynamic' 來強迫路由動態渲染：
```
export const dynamic = 'force-dynamic';
export const revalidate = 0;

export default async function Page() {
  return (
    ...
  );
}
```
使用兩者，Full Route Cache 和 Data Cache 都不會觸發。

還有其他 route segment 設定可以使用，像是 Day 19 提到的 dynamicParams。有興趣的讀者可參考官方文件。
禁用 Data Cache
假如某個 fetch request 使用昨天提到的 cache='no-store' 禁用 Data Cache，也會連帶禁用 Full Route Cache。

但禁用某個 fetch request 的 Data Cache 並不會影響其他 fetch request 的 Data Cache。 一樣做個小實驗：

我們在 /users fetch 兩次 /api/hello ，並讓其中一個 request 帶 {cache: 'no-store'}，接著渲染這兩個 response：
```
 /* app/users/page.tsx */
const fetchUserId = async (url: string, option?: RequestInit) => {
  const res = await fetch(url, option);
  const jsonData = await res.json();
  return jsonData.message;
};

export default async function Page() {
  const url = 'http://localhost:3000/api/hello';
  const no_cache_option = { cache: 'no-store' };

  const userId_cache = await fetchUserId(url);
  const userId_no_cache = await fetchUserId(
    url,
    no_cache_option as RequestInit
  );
  return (
    <div className='...'>
      <h1>{userId_cache}</h1>
      <h1>{userId_no_cache}</h1>
    </div>
  );
}
```
完成後，我們重新整理幾次頁面，看看會發生什麼事：

會發現，只有第二個用戶代碼隨著重新整理變化。所以雖然第二個 request 禁用 Data Cache，Full Route Cache 也隨之禁用，但並不影響第一個 request 的 Data Cache。

重置 Full Route Cache
當 Data Cache 重置時，也會清除 Full Route Cach；除此之外，重新部署也會清除 Full Route Cache。

Data Cache 除非有設定重置條件或主動重置，不然會永久存在。就算重新部署也不會清除。

回到開頭的問題，很顯然問題也不在 Full Route Cache，因為禁用 Data Cache 就不會觸發 Full Route Cache。

所以只剩最後一個選項 - Router Cache。在開始進一步調查之前，先來快速認識 Router Cache：

Router Cache

Router Cache 是 Next 在瀏覽器的 in-memory cache，專門負責存 route segment 的 RSC Payload。

當用戶在做 soft navigation 時，Next 渲染完目前 route segment 的內容，會快取 RSC Payload，以加快重複拜訪時，頁面載入的速度。

也適用 Prefetched 的路由
Day 20 有提到，<Link> 預設會提前載入目的地的資源。假如沒有禁用 prefetch，prefetched 路由的 RSC Payload 也會快取。

( 圖片來源：https://nextjs.org/docs/app/building-your-application/caching#router-cache )

失效條件

用戶重新整理頁面，會清除所有 Router Cache
使用 revalidatePath 或 revalidateTag ( 可參考昨天文章 )
使用 router.refresh ( 可參考昨天文章 )
Route Handler 或 Server Acions 中使用 cookies.set 或 cookies.delete
到達自動失效時間：靜態渲染為 30 秒，動態渲染為 5 分鐘，時間到會清除該 route segment 的 Router Cache

補充一下，雖然官方文件說 Route Handler 可以使用官方 API 的 cookies.set function，但根據 issue#52799 官方的說法，cookies.set 無法在 rendering 時使用。

意思是，假如要在 Route Handler 使用 cookies.set，要直接在瀏覽器拜訪 API 連結，或用 postman 打這支 API 才有效，小弟實測也確實如此，還蠻玄的...

所以假如要使用 cookies.set，官方建議在 middleware 或 Server Actions 中使用。

快速認識 Router Cache 後，我們打開 DevTools 的 Network，觀察一下路由切換時的是否有向 server 取 RSC Payload：

可以觀察到，當我們進到第一次 /welcome、/dashbaord、/shop 時，會向 server 取對應的 RSC Payload，但後續再次拜訪，就不會再取一次。

假如仔細觀察上方的影片，會發現，用戶代碼也是第二輪開始停止更新，與停止載入新的 RSC Payload 的時機一樣。

假如回顧昨天的文章，的確使用 <a> 製造 hard navigation，或使用 revalidatePath 與 router.refresh 都可以讓用戶代碼更新。看樣子開頭的問題，確實是 Router Cache 造成的。

那我們有辦法直接禁用它嗎？

禁用 Router Cache
我們來看官方怎麼說：

It's not possible to opt out of the Router Cache.

很遺憾地，我們無法禁用 Router Cache。所以假如希望頁面切換時，能自動清除 Router Cache，目前只能捨棄 <Link> 改用原生的 <a>。

四種快取機制回顧

認識完四個快取機制後，最後我們再回顧一次昨天前言的圖：

( 圖片來源：https://nextjs.org/docs/app/building-your-application/caching )

簡單來說，當使用者進到頁面，假如有 Server Components：

檢查有沒有 Router Cache，有就用 Router Cache 中的 RSC Payload 渲染畫面；沒有的話，則請求 Server 渲染。
Server 收到請求後，先檢查有沒有 Full Route Cache，有就直接回覆快取的渲染結果；沒有則進行渲染。
渲染過程假如有 fetch request，先檢查有沒有 Request Memoization，有的話直接回覆快取的 response；沒有則執行 data fetching。
執行 data fetching 時，先檢查有沒有 Data Cache，有則直接回覆快取的資料；沒有則到 data source 撈資料。

以上，就是 Next.js 13 快取機制的介紹，Next.js 13 的介紹也到這邊告一段落。希望有幫助到大家，在開發 Next 專案時，工具技術的選擇上，能多一些參考依據，以及 debug 時，能多一些線索。

大致認識完 Next.js 13 的基本功能後，下一步呢？這部分就留到最後一天和大家分享囉。

謝謝大家耐心的閱讀，我們明天見！