Откриване на промени с React experimental_useMutableSource: Овладяване на променливите данни

React, известен със своя декларативен подход и ефективно рендиране, обикновено насърчава управлението на непроменливи (immutable) данни. Въпреки това, някои сценарии налагат работа с променливи (mutable) данни. Куката experimental_useMutableSource на React, част от експерименталните API-та на Concurrent Mode, предоставя механизъм за интегриране на източници на променливи данни във вашите React компоненти, позволявайки фино настроено откриване на промени и оптимизация. Тази статия изследва нюансите на experimental_useMutableSource, неговите предимства, недостатъци и практически примери.

Разбиране на променливите данни в React

Преди да се потопим в experimental_useMutableSource, е изключително важно да разберем защо променливите данни могат да бъдат предизвикателство в React. Оптимизацията на рендирането в React разчита до голяма степен на сравняването на предишното и текущото състояние, за да определи дали даден компонент трябва да се прерисува. Когато данните се променят директно, React може да не открие тези промени, което води до несъответствия между показвания потребителски интерфейс и действителните данни.

Често срещани сценарии, при които възникват променливи данни:

• Интеграция с външни библиотеки: Някои библиотеки, особено тези, които работят със сложни структури от данни или актуализации в реално време (напр. някои библиотеки за диаграми, игрови енджини), могат вътрешно да управляват данните по променлив начин.
• Оптимизация на производителността: В определени критични за производителността секции, директната промяна може да предложи леки предимства пред създаването на изцяло нови непроменливи копия, въпреки че това идва с цената на сложност и потенциал за грешки.
• Наследствени кодови бази: Мигрирането от по-стари кодови бази може да включва работа със съществуващи променливи структури от данни.

Въпреки че непроменливите данни са предпочитани, experimental_useMutableSource позволява на разработчиците да преодолеят разликата между декларативния модел на React и реалностите на работата с източници на променливи данни.

Представяне на experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource е React кука, специално създадена за абониране към източници на променливи данни. Тя позволява на React компонентите да се прерисуват само когато съответните части от променливите данни са се променили, като се избягват ненужни прерисувания и се подобрява производителността. Тази кука е част от експерименталните функции на Concurrent Mode на React и нейният API подлежи на промяна.

Сигнатура на куката:

const value = experimental_useMutableSource(mutableSource, getSnapshot, subscribe);

Параметри:

• mutableSource: Обект, който представлява източника на променливи данни. Този обект трябва да предоставя начин за достъп до текущата стойност на данните и за абониране за промени.
• getSnapshot: Функция, която приема mutableSource като вход и връща моментна снимка (snapshot) на съответните данни. Тази снимка се използва за сравняване на предишните и текущите стойности, за да се определи дали е необходимо прерисуване. От решаващо значение е да се създаде стабилна снимка.
• subscribe: Функция, която приема mutableSource и callback функция като вход. Тази функция трябва да абонира callback-а за промени в източника на променливи данни. Когато данните се променят, callback-ът се извиква, предизвиквайки прерисуване.

Върната стойност:

Куката връща текущата моментна снимка на данните, както е върната от функцията getSnapshot.

Как работи experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource работи чрез проследяване на промени в източник на променливи данни, използвайки предоставените функции getSnapshot и subscribe. Ето разбивка стъпка по стъпка:

1. Първоначално рендиране: Когато компонентът се рендира първоначално, experimental_useMutableSource извиква функцията getSnapshot, за да получи първоначална снимка на данните.
2. Абониране: След това куката използва функцията subscribe, за да регистрира callback, който ще бъде извикан, когато променливите данни се променят.
3. Откриване на промени: Когато данните се променят, callback-ът се задейства. Вътре в callback-а, React извиква отново getSnapshot, за да получи нова снимка.
4. Сравнение: React сравнява новата снимка с предишната. Ако снимките са различни (използвайки Object.is или персонализирана функция за сравнение), React планира прерисуване на компонента.
5. Прерисуване: По време на прерисуването, experimental_useMutableSource отново извиква getSnapshot, за да получи най-новите данни и ги връща на компонента.

Практически примери

Нека илюстрираме използването на experimental_useMutableSource с няколко практически примера.

Пример 1: Интеграция с променлив таймер

Да предположим, че имате обект на променлив таймер, който актуализира времеви печат. Можем да използваме experimental_useMutableSource, за да покажем ефективно текущото време в React компонент.

// Реализация на променлив таймер
class MutableTimer {
  constructor() {
    this._time = Date.now();
    this._listeners = [];
    this._intervalId = setInterval(() => {
      this._time = Date.now();
      this._listeners.forEach(listener => listener());
    }, 1000);
  }

  get time() {
    return this._time;
  }

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  }
}

const timer = new MutableTimer();

// React компонент
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //версия за проследяване на промени
  getSnapshot: () => timer.time,
  subscribe: timer.subscribe.bind(timer),
};

function CurrentTime() {
  const currentTime = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Current Time: {new Date(currentTime).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default CurrentTime;

В този пример, MutableTimer е клас, който актуализира времето по променлив начин. experimental_useMutableSource се абонира за таймера, а компонентът CurrentTime се прерисува само когато времето се промени. Функцията getSnapshot връща текущото време, а функцията subscribe регистрира слушател за събитията за промяна на таймера. Свойството version в mutableSource, макар и неизползвано в този минимален пример, е от решаващо значение в сложни сценарии, за да покаже актуализации на самия източник на данни (напр. промяна на интервала на таймера).

Пример 2: Интеграция с променливо състояние на игра

Да разгледаме проста игра, в която състоянието на играта (напр. позиция на играча, резултат) се съхранява в променлив обект. experimental_useMutableSource може да се използва за ефективно актуализиране на потребителския интерфейс на играта.

// Променливо състояние на играта
class GameState {
  constructor() {
    this.playerX = 0;
    this.playerY = 0;
    this.score = 0;
    this._listeners = [];
  }

  movePlayer(x, y) {
    this.playerX = x;
    this.playerY = y;
    this.notifyListeners();
  }

  increaseScore(amount) {
    this.score += amount;
    this.notifyListeners();
  }

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  }

  notifyListeners() {
    this._listeners.forEach(listener => listener());
  }
}

const gameState = new GameState();

// React компонент
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //версия за проследяване на промени
  getSnapshot: () => ({
    x: gameState.playerX,
    y: gameState.playerY,
    score: gameState.score,
  }),
  subscribe: gameState.subscribe.bind(gameState),
};

function GameUI() {
  const { x, y, score } = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Player Position: ({x}, {y})

      Score: {score}
       gameState.increaseScore(10)}>Increase Score
       gameState.movePlayer(x + 1, y + 1)}>Move Player
    
  );
}

export default GameUI;

В този пример, GameState е клас, който съдържа променливото състояние на играта. Компонентът GameUI използва experimental_useMutableSource, за да се абонира за промени в състоянието на играта. Функцията getSnapshot връща снимка на съответните свойства на състоянието на играта. Компонентът се прерисува само когато позицията на играча или резултатът се променят, което гарантира ефективни актуализации.

Пример 3: Променливи данни със селекторни функции

Понякога трябва да реагирате само на промени в определени части от променливите данни. Можете да използвате селекторни функции във функцията getSnapshot, за да извлечете само съответните данни за компонента.

// Променливи данни
const mutableData = {
  name: "John Doe",
  age: 30,
  city: "New York",
  country: "USA",
  occupation: "Software Engineer",
  _listeners: [],

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  },

  setName(newName) {
    this.name = newName;
    this._listeners.forEach(l => l());
  },

  setAge(newAge) {
    this.age = newAge;
    this._listeners.forEach(l => l());
  }

};


// React компонент
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //версия за проследяване на промени
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


function AgeDisplay() {
  const age = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

В този случай, компонентът AgeDisplay се прерисува само когато свойството age на обекта mutableData се промени. Функцията getSnapshot изрично извлича свойството age, което позволява фино настроено откриване на промени.

Предимства на experimental_useMutableSource

• Фино настроено откриване на промени: Прерисува се само когато съответните части от променливите данни се променят, което води до подобрена производителност.
• Интеграция с източници на променливи данни: Позволява на React компонентите да се интегрират безпроблемно с библиотеки или кодови бази, които използват променливи данни.
• Оптимизирани актуализации: Намалява ненужните прерисувания, което води до по-ефективен и отзивчив потребителски интерфейс.

Недостатъци и съображения

• Сложност: Работата с променливи данни и experimental_useMutableSource добавя сложност към вашия код. Тя изисква внимателно обмисляне на консистенцията и синхронизацията на данните.
• Експериментален API: experimental_useMutableSource е част от експерименталните функции на Concurrent Mode на React, което означава, че API-то подлежи на промяна в бъдещи версии.
• Потенциал за грешки: Променливите данни могат да въведат фини грешки, ако не се борави внимателно с тях. От решаващо значение е да се гарантира, че промените се проследяват правилно и че потребителският интерфейс се актуализира последователно.
• Компромиси с производителността: Въпреки че experimental_useMutableSource може да подобри производителността в определени сценарии, той също така въвежда допълнителни разходи поради процеса на създаване на снимки и сравнение. Важно е да тествате производителността на вашето приложение, за да се уверите, че то осигурява нетна полза.
• Стабилност на снимката: Функцията getSnapshot трябва да връща стабилна снимка. Избягвайте създаването на нови обекти или масиви при всяко извикване на getSnapshot, освен ако данните действително не са се променили. Това може да се постигне чрез мемоизация на снимката или сравняване на съответните свойства в самата функция getSnapshot.

Най-добри практики за използване на experimental_useMutableSource

1. Минимизирайте променливите данни: Винаги, когато е възможно, предпочитайте непроменливи структури от данни. Използвайте experimental_useMutableSource само когато е необходимо за интеграция със съществуващи източници на променливи данни или за специфични оптимизации на производителността.
2. Създавайте стабилни снимки: Уверете се, че функцията getSnapshot връща стабилна снимка. Избягвайте създаването на нови обекти или масиви при всяко извикване, освен ако данните действително не са се променили. Използвайте техники за мемоизация или функции за сравнение, за да оптимизирате създаването на снимки.
3. Тествайте обстойно кода си: Променливите данни могат да въведат фини грешки. Тествайте обстойно кода си, за да се уверите, че промените се проследяват правилно и че потребителският интерфейс се актуализира последователно.
4. Документирайте кода си: Ясно документирайте използването на experimental_useMutableSource и предположенията, направени относно източника на променливи данни. Това ще помогне на други разработчици да разберат и поддържат вашия код.
5. Обмислете алтернативи: Преди да използвате experimental_useMutableSource, обмислете алтернативни подходи, като например използване на библиотека за управление на състоянието (напр. Redux, Zustand) или рефакториране на кода ви, за да използвате непроменливи структури от данни.
6. Използвайте версиониране: В обекта mutableSource включете свойство version. Актуализирайте това свойство, когато структурата на самия източник на данни се промени (напр. добавяне или премахване на свойства). Това позволява на experimental_useMutableSource да знае кога трябва напълно да преоцени своята стратегия за снимки, а не само стойностите на данните. Увеличавайте версията, когато фундаментално променяте начина, по който работи източникът на данни.

Интеграция с библиотеки на трети страни

experimental_useMutableSource е особено полезен за интегриране на React компоненти с библиотеки на трети страни, които управляват данните по променлив начин. Ето общ подход:

1. Идентифицирайте източника на променливи данни: Определете коя част от API-то на библиотеката излага променливите данни, до които трябва да имате достъп във вашия React компонент.
2. Създайте обект за променлив източник: Създайте JavaScript обект, който капсулира източника на променливи данни и предоставя функциите getSnapshot и subscribe.
3. Реализирайте функцията getSnapshot: Напишете функцията getSnapshot, за да извлечете съответните данни от източника на променливи данни. Уверете се, че снимката е стабилна.
4. Реализирайте функцията Subscribe: Напишете функцията subscribe, за да регистрирате слушател в системата за събития на библиотеката. Слушателят трябва да се извиква, когато променливите данни се променят.
5. Използвайте experimental_useMutableSource във вашия компонент: Използвайте experimental_useMutableSource, за да се абонирате за източника на променливи данни и да получите достъп до данните във вашия React компонент.

Например, ако използвате библиотека за диаграми, която актуализира данните на диаграмата по променлив начин, можете да използвате experimental_useMutableSource, за да се абонирате за промените в данните на диаграмата и да актуализирате съответно компонента на диаграмата.

Съображения относно Concurrent Mode

experimental_useMutableSource е проектиран да работи с функциите на Concurrent Mode на React. Concurrent Mode позволява на React да прекъсва, спира и възобновява рендирането, подобрявайки отзивчивостта и производителността на вашето приложение. Когато използвате experimental_useMutableSource в Concurrent Mode, е важно да сте наясно със следните съображения:

• „Разкъсване“ (Tearing): „Разкъсване“ възниква, когато React актуализира само част от потребителския интерфейс поради прекъсвания в процеса на рендиране. За да избегнете „разкъсване“, уверете се, че функцията getSnapshot връща последователна снимка на данните.
• Suspense: Suspense ви позволява да спрете рендирането на компонент, докато определени данни не станат налични. Когато използвате experimental_useMutableSource със Suspense, уверете се, че източникът на променливи данни е наличен, преди компонентът да се опита да се рендира.
• Преходи (Transitions): Преходите ви позволяват плавно да преминавате между различни състояния във вашето приложение. Когато използвате experimental_useMutableSource с преходи, уверете се, че източникът на променливи данни се актуализира правилно по време на прехода.

Алтернативи на experimental_useMutableSource

Въпреки че experimental_useMutableSource предоставя механизъм за интеграция с източници на променливи данни, той не винаги е най-доброто решение. Обмислете следните алтернативи:

• Непроменливи структури от данни: Ако е възможно, рефакторирайте кода си, за да използвате непроменливи структури от данни. Непроменливите структури от данни улесняват проследяването на промените и предотвратяват случайни мутации.
• Библиотеки за управление на състоянието: Използвайте библиотека за управление на състоянието като Redux, Zustand или Recoil, за да управлявате състоянието на вашето приложение. Тези библиотеки предоставят централизирано хранилище за вашите данни и налагат непроменливост.
• Context API: React Context API ви позволява да споделяте данни между компоненти без „prop drilling“. Въпреки че самият Context API не налага непроменливост, можете да го използвате в комбинация с непроменливи структури от данни или библиотека за управление на състоянието.
• useSyncExternalStore: Тази кука ви позволява да се абонирате за външни източници на данни по начин, който е съвместим с Concurrent Mode и Server Components. Въпреки че не е специално създадена за *променливи* данни, тя може да бъде подходяща алтернатива, ако можете да управлявате актуализациите на външното хранилище по предвидим начин.

Заключение

experimental_useMutableSource е мощен инструмент за интегриране на React компоненти с източници на променливи данни. Той позволява фино настроено откриване на промени и оптимизирани актуализации, подобрявайки производителността на вашето приложение. Въпреки това, той също така добавя сложност и изисква внимателно обмисляне на консистенцията и синхронизацията на данните.

Преди да използвате experimental_useMutableSource, обмислете алтернативни подходи, като например използване на непроменливи структури от данни или библиотека за управление на състоянието. Ако все пак решите да използвате experimental_useMutableSource, следвайте най-добрите практики, описани в тази статия, за да гарантирате, че кодът ви е здрав и поддържаем.

Тъй като experimental_useMutableSource е част от експерименталните функции на Concurrent Mode на React, неговият API подлежи на промяна. Бъдете в крак с най-новата документация на React и бъдете готови да адаптирате кода си при необходимост. Най-добрият подход е винаги да се стремите към непроменливост, когато е възможно, и да прибягвате до управление на променливи данни с инструменти като experimental_useMutableSource само когато е строго необходимо за интеграция или по причини, свързани с производителността.