Kamu Terlalu Banyak menggunakan map(🌏) di NodeJS

Fungsi map merupakan salah satu fungsi yang terdapat pada ECMAScript 6 yang telah ada sejak 2015 lalu. Fungsi ini sangat digemari karena sifatnya yang sangat versatile dan dapat digunakan hampir untuk semua kasus. Tetapi, tahu kah kamu selain map, ada juga fungsi manipulasi array seperti filter, reduce, for, dan foreach?

Kali ini kita akan melihat bagaimana perbedaan performansi beberapa fungsi manipulasi array tersebut untuk mengolah data di dalam array. Apakah dengan satu fungsi map bisa mengalahkan semua fungsi array lainnya? Apa benefitnya?

Uji Statistik Performa Fungsi Array📊

Untuk membandingkan performa beberapa fungsi array tersebut, penulis akan melakukan A/B testing atau Pearson’s T-test, tepatnya uji t-Test: Paired Two Sample for Means untuk mengukur apakah terdapat perbedaan rata-rata waktu eksekusi yang signifikan antara fungsi array tersebut, khususnya antara filter dan map.

Kode yang digunakan untuk melakukan tes ini dapat diakses pada repositori GitHub yang merupakan adaptasi dari versi pengukuran yang telah dibuat sebelumnya (Indonesia: 2019). Tes ini dilakukan pada komputer dengan spesifikasi CPU Intel Core i5-10400 @ 2.90GHz dan RAM 24 GB 2666 MHz.

Berdasarkan uji pada 1.000 sampel data, dapat disimpulkan bahwa fungsi filter (\(\mu=0.03, \sigma=0.03\)) dibandingkan dengan fungsi map (\(\mu=0.03, \sigma=0.03\)) tidak memiliki perbedaan waktu eksekusi yang signifikan secara keseluruhan, \(t(99)=0.9469, p=0.34\).

Berdasarkan uji pada 1.000.000 sampel data, dapat disimpulkan bahwa fungsi filter (\(\mu=43.87, \sigma=8.38\)) dibandingkan dengan fungsi map (\(\mu=26.47, \sigma=0.17\)) terdapat perbedaan waktu eksekusi yang signifikan secara keseluruhan, \(t(99)=59.72, p=0.00\).

Berdasarkan dua percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa penggunaan fungsi array khususnya filter dan map pada dataset yang berukuran kecil memiliki imbas performa yang minimal hingga tidak perlu dikhawatirkan (< 1000 data). Tetapi, pada dataset dengan jumlah data yang besar (> 1.000.000) dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara fungsi filter dan map. Tetapi pada situasi ini, programmer sebaiknya menggunakan metode lain untuk memproses data seperti partitioning, batch processing, atau map reduce.

Mendalami Source Code NodeJS🌊

Implementasi array pada NodeJS sesuai dengan source code V8 engine pada repositorinya bisa kita lihat pada file builtins-array.cc dan builtins-array-gen.cc.

Pada kode ini bisa kita lihat bahwa proses menambahkan elemen ke dalam array menggunakan fungsi push memiliki beberapa proses pengecekan untuk memastikan bahwa terjadi beberapa proses pengecekan seperti besarnya alokasi array, tipe data, dan menambah reference count.

Penyebab lain fungsi filter lebih lambat dibandingkan dengan fungsi lainnya adalah implementasi fungsi filter memiliki beberapa proses pengecekan tambahan, yaitu:

1. Mengabaikan null dan undefined dan kekosongan lain dalam array.
2. Mengubah execution context pada fungsi predicate.
3. Mencegah fungsi predicate mengubah data pada array asli.

Proses tersebut sesuai dengan ECMAScript 2022 (ECMAScript: 2021) dan dikutip dari salah satu artikel (Sanderson: 2011).

Referensi implementasi foreach, filter, map, dan reduce:

• array-foreach.tq / MDN forEach
• array-filter.tq / MDN filter
• array-map.tq / MDN map
• array-reduce.tq / MDN reduce

Implementasi di atas menggunakan bahasa Torque yang digunakan oleh developer V8 untuk membuat implmementasi kode yang robust pada mesin V8 tanpa perlu membuat implementasi detail pada source code nya.

Untuk mengetahui lebih dalam mengenai perbedaan performa ini, kita bisa melakukan proses profiling, tetapi proses itu tidak akan kita lakukan sekarang, data di atas sudah cukup representatif untuk menyimpulkan bahwa fungsi map bukanlah fungsi yang all-for-one, setiap fungsi punya kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Pada akhir benchmark, didapatkan bahwa iterasi menggunakan for biasa adalah yang paling cepat, karena tidak terjadi alokasi data baru untuk membuat array sehingga prosesnya lebih cepat.

Menggunakan Fungsi Array dengan Tepat✅

Nah setelah kita mengetahui bahwa tiap-tiap fungsi array memiliki performa yang berbeda-beda, apa sih perbedaan antara fungsi-fungsi array tersebut?

• map, digunakan untuk membuat array baru yang merupakan hasil dari memanggil fungsi f untuk setiap elemen pada array awal. Bisa dibilang ini adalah metode proyeksi setiap elemen dalam array (SELECT dalam SQL). Kasus penggunaan: ingin mengubah properti yang ada di dalam objek pada array, melakukan transformasi misalnya melakukan kapitalisasi, multiplikasi, dan lainnya.
• filter, digunakan untuk menyaring elemen dalam array berdasarkan suatu kondisional fungsi f untuk setiap elemen pada array awal (WHERE dalam SQL). Kasus penggunaan: ingin memilih elemen dalam array yang sesuai dengan kondisi tertentu.
• forEach, memiliki fungsi yang sama seperti iterasi melakukan iterasi menggunakan for, yaitu mengekeskusi suatu fungsi f untuk setiap elemen pada array awal.
• reduce, melakukan agregasi nilai pada seluruh elemen array. Kasus: menjumlahkan semua elemen dalam array, mencari total penjualan.

Tunggu! map dan forEach keliatannya sama, kapan kita harus pakai salah satunya? Jika kamu tidak membutuhkan output dari hasil iterasi array, maka gunakan forEach, jika kamu membutuhkan output data dari iterasi array, gunakan map (MDN: 2021).

When not to use map()

Since map builds a new array, using it when you aren’t using the returned array is an anti-pattern; use forEach or for…of instead.

You shouldn’t be using map if: you’re not using the array it returns; and/or you’re not returning a value from the callback.

Sumber: MDN, 2021

Penutup😊

Nah sekarang kita sudah tahu bahwa pada JavaScript, terdapat banyak fungsi manipulasi array selain map, selain itu kita juga sudah mempelajari bagaimana performa fungsi-fungsi manipulasi array seperti map, filter, forEach, dan reduce. Terakhir, kita juga sudah mempelajari kapan kita harus menggunakan fungsi array yang tepat untuk kasus yang ingin kita selesaikan.

Semoga artikel kali ini bermanfaat!

Referensi

1. Indonesia. 2019. forEach vs reduce vs map vs filter vs for (https://www.measurethat.net/Benchmarks/Show/2235/0/foreach-vs-reduce-vs-map-vs-filter-vs-for). Diakses 17 Mei 2021.
2. Sanderson, Adam. 2011. Why JavaScript’s Native Filter Method is Slow (http://www.monkeyandcrow.com/blog/why_javascripts_filter_is_slow). Diakses 17 Mei 2021.
3. ECMAScript. 2021. ECMAScript 2022 Language Specification (https://tc39.es/ecma262/#sec-array.prototype.filter). Diakses 17 Mei 2021.
4. MDN. 2021. Array.prototype.map() (https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array/map). Diakses 22 Juni 2021.