React experimental_useMutableSource detekce změn: Zvládnutí mutabilních dat

React, známý svým deklarativním přístupem a efektivním vykreslováním, obvykle podporuje správu neměnných (immutable) dat. Některé scénáře však vyžadují práci s daty mutabilními. React hook experimental_useMutableSource, součást experimentálních API Concurrent Mode, poskytuje mechanismus pro integraci mutabilních datových zdrojů do vašich React komponent, což umožňuje jemnozrnnou detekci změn a optimalizaci. Tento článek prozkoumává nuance experimental_useMutableSource, jeho výhody, nevýhody a praktické příklady.

Porozumění mutabilním datům v Reactu

Než se ponoříme do experimental_useMutableSource, je klíčové pochopit, proč mohou být mutabilní data v Reactu problematická. Optimalizace vykreslování v Reactu se silně spoléhá na porovnávání předchozího a současného stavu, aby se určilo, zda je potřeba komponentu znovu vykreslit. Když jsou data mutována přímo, React nemusí tyto změny detekovat, což vede k nekonzistencím mezi zobrazeným UI a skutečnými daty.

Běžné scénáře, kde se objevují mutabilní data:

• Integrace s externími knihovnami: Některé knihovny, zejména ty, které pracují se složitými datovými strukturami nebo aktualizacemi v reálném čase (např. některé knihovny pro grafy, herní enginy), mohou interně spravovat data mutabilním způsobem.
• Optimalizace výkonu: V specifických, na výkon kritických částech, může přímá mutace nabídnout mírné výhody oproti vytváření zcela nových neměnných kopií, i když to je na úkor složitosti a potenciálních chyb.
• Starší kódové základny: Migrace ze starších kódových základen může zahrnovat práci s existujícími mutabilními datovými strukturami.

Ačkoli jsou obecně preferována neměnná data, experimental_useMutableSource umožňuje vývojářům překlenout mezeru mezi deklarativním modelem Reactu a realitou práce s mutabilními datovými zdroji.

Představení experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource je React hook speciálně navržený pro přihlášení k odběru mutabilních datových zdrojů. Umožňuje React komponentám překreslit se pouze tehdy, když se změnily relevantní části mutabilních dat, čímž se zabrání zbytečnému překreslování a zlepší se výkon. Tento hook je součástí experimentálních funkcí Concurrent Mode v Reactu a jeho API se může změnit.

Signatura hooku:

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

Parametry:

• mutableSource: Objekt, který představuje mutabilní datový zdroj. Tento objekt by měl poskytovat způsob, jak přistupovat k aktuální hodnotě dat a přihlásit se k odběru změn.
• getSnapshot: Funkce, která jako vstup přijímá mutableSource a vrací snímek (snapshot) relevantních dat. Tento snímek se používá k porovnání předchozí a současné hodnoty pro určení, zda je nutné překreslení. Je klíčové vytvořit stabilní snímek.
• subscribe: Funkce, která jako vstup přijímá mutableSource a callback funkci. Tato funkce by měla přihlásit callback k odběru změn v mutabilním datovém zdroji. Když se data změní, callback je zavolán, což spustí překreslení.

Návratová hodnota:

Hook vrací aktuální snímek dat, jak jej vrátila funkce getSnapshot.

Jak experimental_useMutableSource funguje

experimental_useMutableSource funguje tak, že sleduje změny v mutabilním datovém zdroji pomocí poskytnutých funkcí getSnapshot a subscribe. Zde je podrobný rozpis:

1. Počáteční vykreslení: Když se komponenta poprvé vykreslí, experimental_useMutableSource zavolá funkci getSnapshot k získání počátečního snímku dat.
2. Přihlášení k odběru: Hook poté použije funkci subscribe k registraci callbacku, který bude zavolán, kdykoli se mutabilní data změní.
3. Detekce změn: Když se data změní, je spuštěn callback. Uvnitř callbacku React znovu zavolá getSnapshot k získání nového snímku.
4. Porovnání: React porovná nový snímek s předchozím. Pokud se snímky liší (pomocí Object.is nebo vlastní porovnávací funkce), React naplánuje překreslení komponenty.
5. Překreslení: Během překreslení experimental_useMutableSource znovu zavolá getSnapshot k získání nejnovějších dat a vrátí je komponentě.

Praktické příklady

Pojďme si použití experimental_useMutableSource ilustrovat na několika praktických příkladech.

Příklad 1: Integrace s mutabilním časovačem

Předpokládejme, že máte mutabilní objekt časovače, který aktualizuje časové razítko. Můžeme použít experimental_useMutableSource k efektivnímu zobrazení aktuálního času v React komponentě.

// Implementace mutabilního časovače
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 komponenta
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // verze pro sledování změn
  getSnapshot: () => timer.time,
  subscribe: timer.subscribe.bind(timer),
};

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

  return (
    

      Aktuální čas: {new Date(currentTime).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default CurrentTime;

V tomto příkladu je MutableTimer třída, která mutabilně aktualizuje čas. experimental_useMutableSource se přihlásí k odběru časovače a komponenta CurrentTime se překreslí pouze tehdy, když se čas změní. Funkce getSnapshot vrací aktuální čas a funkce subscribe registruje posluchače k událostem změny časovače. Vlastnost version v mutableSource, ačkoli v tomto minimálním příkladu nevyužitá, je klíčová ve složitějších scénářích pro indikaci aktualizací samotného zdroje dat (např. změna intervalu časovače).

Příklad 2: Integrace s mutabilním stavem hry

Představte si jednoduchou hru, kde je stav hry (např. pozice hráče, skóre) uložen v mutabilním objektu. experimental_useMutableSource lze použít k efektivní aktualizaci herního UI.

// Mutabilní stav hry
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 komponenta
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // verze pro sledování změn
  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 (
    

      Pozice hráče: ({x}, {y})

      Skóre: {score}
       gameState.increaseScore(10)}>Zvýšit skóre
       gameState.movePlayer(x + 1, y + 1)}>Pohnout hráčem
    
  );
}

export default GameUI;

V tomto příkladu je GameState třída, která drží mutabilní stav hry. Komponenta GameUI používá experimental_useMutableSource k přihlášení se k odběru změn ve stavu hry. Funkce getSnapshot vrací snímek relevantních vlastností stavu hry. Komponenta se překreslí pouze tehdy, když se změní pozice hráče nebo skóre, což zajišťuje efektivní aktualizace.

Příklad 3: Mutabilní data s selektorovými funkcemi

Někdy potřebujete reagovat pouze na změny v konkrétních částech mutabilních dat. Můžete použít selektorové funkce uvnitř funkce getSnapshot k extrakci pouze relevantních dat pro komponentu.

// Mutabilní data
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 komponenta
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // verze pro sledování změn
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Věk: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

V tomto případě se komponenta AgeDisplay překreslí pouze tehdy, když se změní vlastnost age objektu mutableData. Funkce getSnapshot specificky extrahuje vlastnost age, což umožňuje jemnozrnnou detekci změn.

Výhody experimental_useMutableSource

• Jemnozrnná detekce změn: Překresluje se pouze tehdy, když se změní relevantní části mutabilních dat, což vede ke zlepšení výkonu.
• Integrace s mutabilními datovými zdroji: Umožňuje React komponentám bezproblémovou integraci s knihovnami nebo kódovými základnami, které používají mutabilní data.
• Optimalizované aktualizace: Snižuje počet zbytečných překreslení, což vede k efektivnějšímu a responzivnějšímu UI.

Nevýhody a úvahy

• Složitost: Práce s mutabilními daty a experimental_useMutableSource přidává do vašeho kódu složitost. Vyžaduje pečlivé zvážení konzistence a synchronizace dat.
• Experimentální API: experimental_useMutableSource je součástí experimentálních funkcí Concurrent Mode v Reactu, což znamená, že se API může v budoucích verzích změnit.
• Potenciál pro chyby: Mutabilní data mohou zavést skryté chyby, pokud se s nimi nezachází opatrně. Je klíčové zajistit, aby byly změny správně sledovány a UI bylo konzistentně aktualizováno.
• Výkonnostní kompromisy: Zatímco experimental_useMutableSource může v určitých scénářích zlepšit výkon, také přináší režii kvůli procesu snímkování a porovnávání. Je důležité provést benchmarking vaší aplikace, abyste se ujistili, že poskytuje čistý výkonnostní přínos.
• Stabilita snímku: Funkce getSnapshot musí vracet stabilní snímek. Vyhněte se vytváření nových objektů nebo polí při každém volání getSnapshot, pokud se data skutečně nezměnila. Toho lze dosáhnout memoizací snímku nebo porovnáním relevantních vlastností uvnitř samotné funkce getSnapshot.

Doporučené postupy pro použití experimental_useMutableSource

1. Minimalizujte mutabilní data: Kdykoli je to možné, upřednostňujte neměnné datové struktury. Použijte experimental_useMutableSource pouze tehdy, je-li to nutné pro integraci s existujícími mutabilními datovými zdroji nebo pro specifické optimalizace výkonu.
2. Vytvářejte stabilní snímky: Zajistěte, aby funkce getSnapshot vracela stabilní snímek. Vyhněte se vytváření nových objektů nebo polí při každém volání, pokud se data skutečně nezměnila. Použijte techniky memoizace nebo porovnávací funkce k optimalizaci vytváření snímků.
3. Důkladně testujte svůj kód: Mutabilní data mohou zavést skryté chyby. Důkladně testujte svůj kód, abyste zajistili, že změny jsou správně sledovány a UI je konzistentně aktualizováno.
4. Dokumentujte svůj kód: Jasně dokumentujte použití experimental_useMutableSource a předpoklady týkající se mutabilního datového zdroje. To pomůže ostatním vývojářům pochopit a udržovat váš kód.
5. Zvažte alternativy: Před použitím experimental_useMutableSource zvažte alternativní přístupy, jako je použití knihovny pro správu stavu (např. Redux, Zustand) nebo refaktorování vašeho kódu k použití neměnných datových struktur.
6. Používejte verzování: V rámci objektu mutableSource zahrňte vlastnost version. Aktualizujte tuto vlastnost, kdykoli se změní struktura samotného zdroje dat (např. přidání nebo odebrání vlastností). To umožňuje experimental_useMutableSource vědět, kdy potřebuje kompletně přehodnotit svou strategii snímkování, nejen hodnoty dat. Zvyšte verzi, kdykoli zásadně změníte, jak datový zdroj funguje.

Integrace s knihovnami třetích stran

experimental_useMutableSource je obzvláště užitečný pro integraci React komponent s knihovnami třetích stran, které spravují data mutabilně. Zde je obecný přístup:

1. Identifikujte mutabilní datový zdroj: Určete, která část API knihovny vystavuje mutabilní data, ke kterým potřebujete přistupovat ve své React komponentě.
2. Vytvořte objekt mutabilního zdroje: Vytvořte JavaScriptový objekt, který zapouzdřuje mutabilní datový zdroj a poskytuje funkce getSnapshot a subscribe.
3. Implementujte funkci getSnapshot: Napište funkci getSnapshot pro extrakci relevantních dat z mutabilního datového zdroje. Zajistěte, aby byl snímek stabilní.
4. Implementujte funkci Subscribe: Napište funkci subscribe pro registraci posluchače v událostním systému knihovny. Posluchač by měl být zavolán, kdykoli se mutabilní data změní.
5. Použijte experimental_useMutableSource ve své komponentě: Použijte experimental_useMutableSource k přihlášení se k odběru mutabilního datového zdroje a přístupu k datům ve vaší React komponentě.

Například, pokud používáte knihovnu pro grafy, která aktualizuje data grafu mutabilně, můžete použít experimental_useMutableSource k přihlášení se k odběru změn dat grafu a podle toho aktualizovat komponentu grafu.

Aspekty Concurrent Mode

experimental_useMutableSource je navržen tak, aby fungoval s funkcemi Concurrent Mode v Reactu. Concurrent Mode umožňuje Reactu přerušit, pozastavit a obnovit vykreslování, čímž zlepšuje responzivitu a výkon vaší aplikace. Při použití experimental_useMutableSource v Concurrent Mode je důležité si být vědom následujících aspektů:

• Tearing (trhání): K trhání dochází, když React aktualizuje pouze část UI kvůli přerušení v procesu vykreslování. Abyste se vyhnuli trhání, zajistěte, aby funkce getSnapshot vracela konzistentní snímek dat.
• Suspense: Suspense umožňuje pozastavit vykreslování komponenty, dokud nejsou k dispozici určitá data. Při použití experimental_useMutableSource se Suspense zajistěte, aby byl mutabilní datový zdroj k dispozici předtím, než se komponenta pokusí vykreslit.
• Transitions (přechody): Přechody umožňují plynule přecházet mezi různými stavy ve vaší aplikaci. Při použití experimental_useMutableSource s přechody zajistěte, aby byl mutabilní datový zdroj během přechodu správně aktualizován.

Alternativy k experimental_useMutableSource

Ačkoli experimental_useMutableSource poskytuje mechanismus pro integraci s mutabilními datovými zdroji, není to vždy nejlepší řešení. Zvažte následující alternativy:

• Neměnné datové struktury: Pokud je to možné, refaktorujte svůj kód k použití neměnných datových struktur. Neměnné datové struktury usnadňují sledování změn a zabraňují náhodným mutacím.
• Knihovny pro správu stavu: Použijte knihovnu pro správu stavu, jako je Redux, Zustand nebo Recoil, ke správě stavu vaší aplikace. Tyto knihovny poskytují centralizované úložiště pro vaše data a vynucují neměnnost.
• Context API: React Context API umožňuje sdílet data mezi komponentami bez prop drillingu. Ačkoli Context API samo o sobě nevynucuje neměnnost, můžete jej použít ve spojení s neměnnými datovými strukturami nebo knihovnou pro správu stavu.
• useSyncExternalStore: Tento hook vám umožňuje přihlásit se k odběru externích zdrojů dat způsobem, který je kompatibilní s Concurrent Mode a Server Components. Ačkoli není specificky navržen pro *mutabilní* data, může být vhodnou alternativou, pokud můžete spravovat aktualizace externího úložiště předvídatelným způsobem.

Závěr

experimental_useMutableSource je mocný nástroj pro integraci React komponent s mutabilními datovými zdroji. Umožňuje jemnozrnnou detekci změn a optimalizované aktualizace, čímž zlepšuje výkon vaší aplikace. Avšak také přidává složitost a vyžaduje pečlivé zvážení konzistence a synchronizace dat.

Před použitím experimental_useMutableSource zvažte alternativní přístupy, jako je použití neměnných datových struktur nebo knihovny pro správu stavu. Pokud se rozhodnete použít experimental_useMutableSource, dodržujte doporučené postupy uvedené v tomto článku, abyste zajistili, že váš kód je robustní a udržovatelný.

Vzhledem k tomu, že experimental_useMutableSource je součástí experimentálních funkcí Concurrent Mode v Reactu, jeho API se může změnit. Sledujte nejnovější dokumentaci Reactu a buďte připraveni přizpůsobit svůj kód podle potřeby. Nejlepším přístupem je vždy usilovat o neměnnost, kdykoli je to možné, a k správě mutabilních dat pomocí nástrojů jako experimental_useMutableSource se uchylovat pouze tehdy, je-li to nezbytně nutné z důvodů integrace nebo výkonu.