Hiểu về Caching trong Next.js: Hướng dẫn cho người mới bắt đầu

Trong thế giới số hóa ngày nay, người dùng mong đợi các trang web tải nhanh và hoạt động mượt mà. Một kỹ thuật quan trọng giúp mang lại trải nghiệm nhanh chóng đó là caching — lưu trữ dữ liệu hoặc tài nguyên thường xuyên được truy cập để tăng tốc các yêu cầu tiếp theo. Điều này càng quan trọng hơn trong các framework hiện đại như Next.js, nơi kết hợp giữa kỹ thuật server-side và client-side để xây dựng các ứng dụng có hiệu suất cao.

Next.js đã làm rất nhiều việc nặng nhọc cho bạn bằng cách cung cấp các tối ưu hóa tích hợp sẵn như tự động tối ưu hóa tĩnh (Automatic Static Optimization) và tái tạo tĩnh gia tăng (Incremental Static Regeneration - ISR). Tuy nhiên, để thực sự làm chủ hiệu suất, bạn cần hiểu các nguyên tắc cơ bản của caching: cách hoạt động, lý do nó quan trọng và cách Next.js tận dụng caching trong từng tình huống khác nhau.

Bài viết này sẽ giúp bạn bắt đầu với những kiến thức cơ bản và dần tiến đến các chiến lược nâng cao như sử dụng mạng biên (edge networks), CDN, và hơn thế nữa. Sẵn sàng tăng tốc hiệu suất dự án Next.js của bạn? Hãy cùng bắt đầu nào!

Caching là gì?

Caching, nói một cách đơn giản, là phương pháp lưu trữ các bản sao của file hoặc dữ liệu ở vị trí gần người dùng hơn—hoặc trong bộ nhớ dễ truy cập—để lần truy cập sau có thể nhanh hơn. Kỹ thuật này giúp giảm bớt các yêu cầu về máy chủ gốc và tránh việc phải tính toán hoặc tải lại dữ liệu nhiều lần.

Ví dụ: Khi một người dùng truy cập trang web Next.js của bạn, ứng dụng sẽ lấy dữ liệu từ cơ sở dữ liệu hoặc API bên thứ ba. Nếu bạn lưu trữ (cache) kết quả phản hồi này trong một khoảng thời gian nhất định, người dùng tiếp theo có thể nhận được nội dung đó ngay lập tức mà không cần phải yêu cầu máy chủ lại. Kết quả là:

✅ Thời gian phản hồi nhanh hơn

✅ Giảm tải cho máy chủ

✅ Cải thiện trải nghiệm người dùng

Tại sao Caching lại quan trọng?

• Tăng tốc độ tải trang: Nội dung được lấy trước hoặc lưu trữ giúp trang web tải nhanh hơn, cải thiện trải nghiệm người dùng và cả thứ hạng SEO.
• Khả năng mở rộng: Giảm tải cho backend, giúp bạn phục vụ nhiều người dùng hơn mà không cần tăng tài nguyên máy chủ.
• Tăng hiệu suất: Giảm việc tính toán lại dữ liệu, tiết kiệm tài nguyên hệ thống.

Các loại Caching trong Next.js

Next.js cung cấp nhiều cách khác nhau để tạo trang — một số được tạo trước (pre-rendered) trong quá trình build, trong khi một số khác được tạo động (on-demand) khi có yêu cầu từ người dùng. Mỗi phương pháp này có chiến lược caching riêng biệt.

1. Static Caching (Bộ nhớ đệm tĩnh)

Đây là phương pháp lưu trữ HTML tĩnh được tạo sẵn trong quá trình build. Next.js tự động thực hiện điều này nếu trang của bạn không yêu cầu dữ liệu động.

Cách hoạt động:

• Bạn sử dụng getStaticProps() trong component của trang.
• Trong quá trình build, Next.js sẽ fetch dữ liệu, tạo HTML tĩnh và lưu trữ nó.
• Khi người dùng yêu cầu trang này, máy chủ chỉ cần gửi lại file HTML đã có sẵn, giúp tải trang siêu nhanh.

Khi nào nên dùng Static Caching?

• Nội dung ít thay đổi (ví dụ: trang blog, trang giới thiệu).
• Trang có lượng truy cập cao, cần tải nhanh.
• Cải thiện SEO và hiệu suất.

Ví dụ: Một blog cập nhật nội dung hàng tuần. Bạn có thể sử dụng getStaticProps() để tạo trước bài viết và phục vụ nó ngay lập tức mà không cần gọi API lại.

2. Dynamic Caching (Bộ nhớ đệm động)

Caching động áp dụng khi bạn cần tải dữ liệu mới nhất mỗi khi có yêu cầu. Trong Next.js, điều này thường được thực hiện bằng Server-Side Rendering (SSR) thông qua getServerSideProps() hoặc thông qua API routes.

Cách hoạt động:

• Mỗi yêu cầu từ người dùng sẽ kích hoạt Next.js gọi hàm getServerSideProps() hoặc một API backend.
• Dữ liệu mới nhất được lấy về, trang web sẽ được render lại và gửi phản hồi cho người dùng.
• Có thể sử dụng caching headers để cải thiện hiệu suất.

Khi nào nên dùng Dynamic Caching?

• Dữ liệu thay đổi liên tục (ví dụ: bảng xếp hạng thể thao, trạng thái sản phẩm trong kho).
• Nội dung cá nhân hóa (ví dụ: dashboard người dùng).
• Khi bạn cần hiển thị thông tin real-time.

Ví dụ: Một trang dashboard hiển thị số liệu phân tích theo thời gian thực. Mỗi yêu cầu cần phản ánh dữ liệu mới nhất, nên SSR là lựa chọn phù hợp.

Next.js tối ưu caching như thế nào?

Next.js có nhiều cơ chế tối ưu hóa caching ngay từ đầu:

1. Tối ưu hóa tĩnh tự động (Automatic Static Optimization)

Nếu một trang không có dữ liệu động, Next.js sẽ tự động xử lý nó dưới dạng trang tĩnh mà không cần bạn làm gì cả.

2. Tái tạo tĩnh gia tăng (ISR - Incremental Static Regeneration)

ISR cho phép bạn kết hợp caching tĩnh và động. Bạn có thể chỉ định thời gian làm mới (revalidate) để Next.js tự động cập nhật trang theo chu kỳ.

Ví dụ: Một trang blog cập nhật hàng ngày. Bạn đặt revalidate: 86400 (tương đương 24 giờ), thì trang chỉ được cập nhật lại mỗi ngày một lần, giúp giữ tốc độ nhanh nhưng vẫn đảm bảo nội dung mới.

3. Caching API và Cache-Control Headers

Bạn có thể sử dụng cache headers trong API routes để kiểm soát caching. Ví dụ, đặt Cache-Control: s-maxage=3600 để lưu trữ phản hồi trong CDN trong 1 giờ, giảm tải cho máy chủ.

Ví dụ: API trả về danh sách sản phẩm. Thay vì mỗi yêu cầu đều gọi API backend, bạn có thể đặt cache trong 1 giờ để tối ưu hiệu suất.

Ví dụ code cho Static và Dynamic Caching

Để thực sự thấy cách hoạt động của bộ nhớ đệm trong Next.js, chúng ta hãy xem qua một số đoạn mã minh họa sự khác biệt giữa bộ nhớ đệm tĩnh và bộ nhớ đệm động . Những ví dụ này sẽ chứng minh cách bạn có thể tận dụng getStaticProps() và getServerSideProps() để kiểm soát hành vi hiển thị và bộ nhớ đệm của trang.

1. Static Caching với getStaticProps()

Giả sử bạn có một blog mà các bài đăng không thay đổi thường xuyên. Việc dựng trước chúng theo kiểu tĩnh là một giải pháp hoàn hảo:

// pages/blog/[slug].js

export async function getStaticProps({ params }) {
  // Imagine we fetch the post from a CMS or local file
  const post = await fetchPost(params.slug);

  return {
    props: {
      post,
    },
    // Revalidate page every 24 hours (86400 seconds) if using ISR
    revalidate: 86400,
  };
}

export async function getStaticPaths() {
  // Get all possible slugs for blog posts
  const slugs = await fetchAllPostSlugs();

  // Create paths array
  const paths = slugs.map((slug) => ({ params: { slug } }));

  return {
    paths,
    fallback: false,  // or 'blocking' if you want on-demand generation
  };
}

export default function BlogPost({ post }) {
  return (
    <article>
      <h1>{post.title}</h1>
      <p>{post.content}</p>
    </article>
  );
}

Cách hoạt động:

• Next.js sẽ lấy dữ liệu từ API hoặc database trong quá trình build.
• Trang HTML tĩnh sẽ được tạo ra và lưu trữ.
• Người dùng truy cập trang sẽ nhận được ngay nội dung đã có sẵn, thay vì gọi lại API.

2. Dynamic Caching với getServerSideProps()

Bây giờ chúng ta hãy xem xét một trường hợp sử dụng năng động hơn — ví dụ như bảng điều khiển hiển thị phân tích thời gian thực. Bạn sẽ chọn kết xuất phía máy chủ:

// pages/dashboard.js

export async function getServerSideProps() {
  // Fetch data from an API or database
  const analytics = await fetchRealtimeAnalytics();

  return {
    props: {
      analytics,
    },
  };
}

export default function Dashboard({ analytics }) {
  return (
    <section>
      <h1>Realtime Dashboard</h1>
      <div>
        {/* Imagine analytics is an object with traffic, conversions, etc. */}
        <p>Current Visitors: {analytics.currentVisitors}</p>
        <p>Conversions Today: {analytics.conversions}</p>
      </div>
    </section>
  );
}

Cách hoạt động:

• Trên mỗi yêu cầu: Next.js chạy mã trong getServerSideProps() trên máy chủ, truy xuất dữ liệu phân tích mới nhất.
• Máy chủ trả về HTML được render mới cho người dùng.
• Cơ chế Caching: Dữ liệu luôn mới, nhưng bạn vẫn có thể đặt header caching trong phản hồi từ máy chủ hoặc sử dụng CDN để tối ưu hóa bộ nhớ đệm một phần. Tuy nhiên, mỗi yêu cầu đều tác động đến máy chủ theo mặc định, vì vậy hãy lên kế hoạch phù hợp.

Tại sao những ví dụ này lại quan trọng?

Tối ưu hiệu suất:

• Sử dụng getStaticProps() bất cứ khi nào có thể giúp quá trình render diễn ra trong lúc build, từ đó tăng tốc thời gian phản hồi đáng kể.

Cập nhật dữ liệu khi cần:

• Với dữ liệu cần luôn mới nhất, getServerSideProps() là lựa chọn tốt nhất. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể kết hợp header caching để tối ưu hóa một phần.

Sau khi nắm vững những nguyên tắc cơ bản này, bạn có thể quyết định phương pháp nào phù hợp cho từng trang hoặc nguồn dữ liệu trong ứng dụng Next.js của mình. Tiếp theo, chúng ta sẽ tổng hợp lại những điểm chính và các best practices khi áp dụng các phương pháp caching này.

Những điểm chính & Best Practices

Bạn đã thấy cách các chiến lược caching tĩnh (Static) và động (Dynamic) có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của ứng dụng Next.js. Dưới đây là một số hướng dẫn giúp bạn chọn phương pháp phù hợp:

Bắt đầu với Caching Tĩnh (Static Caching)

• Nếu trang hoặc dữ liệu không thay đổi thường xuyên, hãy sử dụng getStaticProps() để pre-render ngay từ lúc build.
• Xem xét sử dụng revalidate để giữ nội dung luôn mới mà không cần rebuild liên tục.

Sử dụng Caching Động (Dynamic Caching) một cách hợp lý

• Chọn getServerSideProps() nếu dữ liệu thay đổi liên tục hoặc phụ thuộc vào người dùng.
• Dù dùng SSR, bạn vẫn có thể sử dụng caching headers như Cache-Control để tránh render lại quá thường xuyên nếu dữ liệu chỉ thay đổi theo các khoảng thời gian nhất định.

Tận dụng ISR (Incremental Static Regeneration)

• ISR kết hợp ưu điểm của caching tĩnh & động bằng cách tái tạo trang tĩnh trong background.
• Chọn thời gian revalidate phù hợp với tần suất thay đổi của dữ liệu.

Kiểm soát thời gian build

• Nếu có quá nhiều trang tĩnh, thời gian build có thể kéo dài. Kiểm tra hiệu suất và tối ưu bằng cách sử dụng fallback hoặc ISR nếu cần.

Dùng Header Caching cho API

• Nếu sử dụng SSR hoặc API riêng, hãy cache phản hồi ở mức HTTP.
• Ví dụ: Cache-Control: s-maxage=3600 sẽ cho phép CDN lưu cache phản hồi trong 1 giờ, giúp giảm tải máy chủ.

Lập kế hoạch Caching hợp lý

• Trước khi code, hãy xác định tuổi thọ dữ liệu và tần suất cập nhật.
• Kết hợp các phương pháp caching tĩnh, động hoặc lai (hybrid) phù hợp với từng trang hoặc API.

Thực hiện những phương pháp tốt này sẽ giúp bạn cung cấp nội dung nhanh chóng trong khi vẫn đảm bảo dữ liệu luôn chính xác và cập nhật. Bằng cách kết hợp pre-rendering, cập nhật tăng dần (ISR) và SSR hợp lý, bạn có thể tối ưu hóa hiệu suất của ứng dụng Next.js trong mọi tình huống.

Kết luận

Đến thời điểm này, bạn đã hiểu rõ tại sao caching lại quan trọng đối với hiệu suất, cũng như cách Next.js tối ưu hóa caching ngay từ đầu bằng cả chiến lược tĩnh (static) và động (dynamic).

Hãy luôn ghi nhớ:

• Static Caching cực kỳ nhanh đối với dữ liệu hiếm khi thay đổi.
• Dynamic Caching đảm bảo dữ liệu luôn mới nhất nhưng có thể làm tăng tải máy chủ.
• Next.js tự động tối ưu hóa nhiều khía cạnh của caching, nhưng điều chỉnh phù hợp với nhu cầu của bạn sẽ mang lại hiệu quả tốt nhất.

Hy vọng những thông tin vừa rồi hữu ích đối với các bạn!