React experimental_useMutableSource: Hluboký ponor do správy proměnlivých dat

React, jako deklarativní JavaScriptová knihovna pro vytváření uživatelských rozhraní, obecně podporuje neměnnost. Určité scénáře však těží z proměnlivých dat, zejména při práci s externími systémy nebo složitou správou stavu. Hook experimental_useMutableSource, součást experimentálních API Reactu, poskytuje mechanismus pro efektivní integraci proměnlivých datových zdrojů do vašich React komponent. Tento příspěvek se ponoří do složitosti experimental_useMutableSource, prozkoumá jeho případy použití, výhody, nevýhody a osvědčené postupy pro efektivní implementaci.

Pochopení proměnlivých dat v Reactu

Než se ponoříme do specifik experimental_useMutableSource, je zásadní pochopit kontext proměnlivých dat v rámci ekosystému React.

Paradigma neměnnosti v Reactu

Základní princip neměnnosti Reactu znamená, že data by neměla být po vytvoření přímo modifikována. Místo toho se změny provádějí vytvářením nových kopií dat s požadovanými úpravami. Tento přístup nabízí několik výhod:

• Predikovatelnost: Neměnnost usnadňuje uvažování o změnách stavu a ladění problémů, protože data zůstávají konzistentní, pokud nejsou explicitně modifikována.
• Optimalizace výkonu: React dokáže efektivně detekovat změny porovnáváním odkazů na data, čímž se vyhýbá nákladným hlubokým porovnáním.
• Zjednodušená správa stavu: Neměnné datové struktury fungují bez problémů s knihovnami pro správu stavu, jako jsou Redux a Zustand, což umožňuje předvídatelné aktualizace stavu.

Kdy dávají proměnlivá data smysl

Navzdory výhodám neměnnosti některé scénáře ospravedlňují použití proměnlivých dat:

• Externí datové zdroje: Interakce s externími systémy, jako jsou databáze nebo připojení WebSocket, často zahrnuje přijímání aktualizací proměnlivých dat. Například finanční aplikace může dostávat ceny akcií v reálném čase, které se často aktualizují.
• Aplikace kritické pro výkon: V některých případech mohou být režijní náklady na vytváření nových kopií dat prohibitivní, zejména při práci s velkými datovými sadami nebo častými aktualizacemi. Hry a nástroje pro vizualizaci dat jsou příklady, kde mohou proměnlivá data zlepšit výkon.
• Integrace se starším kódem: Existující kódové báze se mohou silně spoléhat na proměnlivá data, což ztěžuje přijetí neměnnosti bez významného refaktoringu.

Představujeme experimental_useMutableSource

Hook experimental_useMutableSource poskytuje způsob, jak přihlásit React komponenty k proměnlivým datovým zdrojům, což jim umožňuje efektivně se aktualizovat, když se změní základní data. Tento hook je součástí experimentálních API Reactu, což znamená, že se může měnit a měl by se používat opatrně v produkčních prostředích.

Jak to funguje

experimental_useMutableSource bere dva argumenty:

1. source: Objekt, který poskytuje přístup k proměnlivým datům. Tento objekt musí mít dvě metody:
• getVersion(): Vrací hodnotu, která představuje aktuální verzi dat. React používá tuto hodnotu k určení, zda se data změnila.
• subscribe(callback): Registruje callback funkci, která bude volána vždy, když se data změní. Callback funkce by měla volat forceUpdate na komponentě, aby se spustilo opětovné vykreslení.
2. getSnapshot: Funkce, která vrací snímek aktuálních dat. Tato funkce by měla být čistá a synchronní, protože se volá během vykreslování.

Příklad implementace

Zde je základní příklad použití experimental_useMutableSource:

import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useState, useRef, useEffect } from 'react';

// Proměnlivý datový zdroj
const createMutableSource = (initialValue) => {
  let value = initialValue;
  let version = 0;
  let listeners = [];

  const source = {
    getVersion() {
      return version;
    },
    subscribe(listener) {
      listeners.push(listener);
      return () => {
        listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
      };
    },
    setValue(newValue) {
      value = newValue;
      version++;
      listeners.forEach((listener) => listener());
    },
    getValue() {
      return value;
    },
  };
  return source;
};


function MyComponent() {
  const [mySource, setMySource] = useState(() => createMutableSource("Počáteční hodnota"));

  const snapshot = useMutableSource(mySource, (source) => source.getValue());

  const handleChange = () => {
    mySource.setValue(Date.now().toString());
  };

  return (
    

      
Aktuální hodnota: {snapshot}
      Aktualizovat hodnotu
    
  );
}

export default MyComponent;

V tomto příkladu:

• createMutableSource vytváří jednoduchý proměnlivý datový zdroj s metodami getValue, setValue, getVersion a subscribe.
• useMutableSource přihlašuje MyComponent k mySource.
• Proměnná snapshot obsahuje aktuální hodnotu dat, která se aktualizuje vždy, když se data změní.
• Funkce handleChange modifikuje proměnlivá data, čímž spouští opětovné vykreslení komponenty.

Případy použití a příklady

experimental_useMutableSource je zvláště užitečný v situacích, kdy se potřebujete integrovat s externími systémy nebo spravovat složitý proměnlivý stav. Zde jsou některé konkrétní příklady:

Vizualizace dat v reálném čase

Zvažte řídicí panel akciového trhu, který zobrazuje ceny akcií v reálném čase. Data jsou neustále aktualizována externím datovým zdrojem. Pomocí experimental_useMutableSource můžete efektivně aktualizovat řídicí panel, aniž byste způsobili zbytečné opětovné vykreslování.

import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useEffect, useRef, useState } from 'react';

// Předpokládejme, že tato funkce načítá data akcií z externího API
const fetchStockData = async (symbol) => {
    //Nahraďte skutečným voláním api
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500))
    return {price: Math.random()*100, timestamp: Date.now()};
};

// Proměnlivý datový zdroj
const createStockSource = (symbol) => {
  let stockData = {price:0, timestamp:0};
  let version = 0;
  let listeners = [];
  let fetching = false;

  const updateStockData = async () => {
    if (fetching) return;
    fetching = true;
    try{
      const newData = await fetchStockData(symbol);
      stockData = newData;
      version++;
      listeners.forEach((listener) => listener());
    } catch (error) {
      console.error("Chyba při aktualizaci dat akcií", error);
    } finally{
      fetching = false;
    }

  }

  const source = {
    getVersion() {
      return version;
    },
    subscribe(listener) {
      listeners.push(listener);
      return () => {
        listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
      };
    },
    getStockData() {
      return stockData;
    },
    updateStockData,
  };
  return source;
};


function StockDashboard({ symbol }) {
  const [stockSource, setStockSource] = useState(() => createStockSource(symbol));

  useEffect(() => {
    stockSource.updateStockData()
    const intervalId = setInterval(stockSource.updateStockData, 2000);
    return () => clearInterval(intervalId);
  }, [symbol, stockSource]);


  const stockData = useMutableSource(stockSource, (source) => source.getStockData());

  return (
    

      
{symbol}
      
Cena: {stockData.price}
      
Poslední aktualizace: {new Date(stockData.timestamp).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default StockDashboard;

V tomto příkladu:

• Funkce fetchStockData načítá data akcií z externího API. To je simulováno asynchronním promise, který čeká 0,5 sekundy.
• createStockSource vytváří proměnlivý datový zdroj, který obsahuje cenu akcie. Aktualizuje se každé 2 sekundy pomocí setInterval.
• Komponenta StockDashboard používá experimental_useMutableSource k přihlášení k datovému zdroji akcií a aktualizaci zobrazení, kdykoli se změní cena.

Vývoj her

Ve vývoji her je efektivní správa herního stavu zásadní pro výkon. Pomocí experimental_useMutableSource můžete efektivně aktualizovat herní entity (např. pozice hráče, umístění nepřátel) bez způsobování zbytečného opětovného vykreslování celé herní scény.

import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useEffect, useRef, useState } from 'react';

// Proměnlivý datový zdroj pro pozici hráče
const createPlayerSource = () => {
    let playerPosition = {x: 0, y: 0};
    let version = 0;
    let listeners = [];

    const movePlayer = (dx, dy) => {
        playerPosition = {x: playerPosition.x + dx, y: playerPosition.y + dy};
        version++;
        listeners.forEach(listener => listener());
    };

    const getPlayerPosition = () => playerPosition;

    const source = {
        getVersion: () => version,
        subscribe: (listener) => {
            listeners.push(listener);
            return () => {
                listeners = listeners.filter(l => l !== listener);
            };
        },
        movePlayer,
        getPlayerPosition,
    };

    return source;
};

function GameComponent() {
    const [playerSource, setPlayerSource] = useState(() => createPlayerSource());
    const playerPosition = useMutableSource(playerSource, source => source.getPlayerPosition());

    const handleMove = (dx, dy) => {
        playerSource.movePlayer(dx, dy);
    };

    useEffect(() => {
        const handleKeyDown = (e) => {
            switch (e.key) {
                case 'ArrowUp': handleMove(0, -1); break;
                case 'ArrowDown': handleMove(0, 1); break;
                case 'ArrowLeft': handleMove(-1, 0); break;
                case 'ArrowRight': handleMove(1, 0); break;
                default: break;
            }
        };

        window.addEventListener('keydown', handleKeyDown);
        return () => window.removeEventListener('keydown', handleKeyDown);
    }, [playerSource]);

    return (
        

            
Pozice hráče: X = {playerPosition.x}, Y = {playerPosition.y}
            {/* Herní logika vykreslování zde */}
        
    );
}

export default GameComponent;

V tomto příkladu:

• createPlayerSource vytváří proměnlivý datový zdroj, který ukládá pozici hráče.
• GameComponent používá experimental_useMutableSource k přihlášení k pozici hráče a aktualizaci zobrazení, kdykoli se změní.
• Funkce handleMove aktualizuje pozici hráče, což spouští opětovné vykreslení komponenty.

Spolupráce na úpravách dokumentů

U společného upravování dokumentů se změny provedené jedním uživatelem musí v reálném čase promítnout ostatním uživatelům. Použití proměnlivého sdíleného objektu dokumentu a experimental_useMutableSource zajišťuje efektivní a pohotové aktualizace.

Výhody experimental_useMutableSource

Použití experimental_useMutableSource nabízí několik výhod:

• Optimalizace výkonu: Přihlášením k proměnlivým datovým zdrojům se komponenty znovu vykreslují pouze tehdy, když se změní základní data, což snižuje zbytečné vykreslování a zlepšuje výkon.
• Bezproblémová integrace: experimental_useMutableSource poskytuje čistý a efektivní způsob, jak se integrovat s externími systémy, které poskytují proměnlivá data.
• Zjednodušená správa stavu: Odložením správy proměnlivých dat na externí zdroje můžete zjednodušit logiku stavu vaší komponenty a snížit složitost vaší aplikace.

Nevýhody a úvahy

Navzdory svým výhodám má experimental_useMutableSource také některé nevýhody a úvahy:

• Experimentální API: Jako experimentální API podléhá experimental_useMutableSource změnám a nemusí být stabilní v budoucích verzích Reactu.
• Složitost: Implementace experimental_useMutableSource vyžaduje pečlivou správu proměnlivých datových zdrojů a synchronizaci, aby se předešlo rasovým podmínkám a nesrovnalostem dat.
• Potenciál pro chyby: Proměnlivá data mohou zavést jemné chyby, pokud se s nimi nezachází správně. Je důležité důkladně otestovat kód a zvážit použití technik, jako je defenzivní kopírování, aby se zabránilo neočekávaným vedlejším účinkům.
• Ne vždy nejlepší řešení: Před použitím experimental_useMutableSource zvažte, zda jsou neměnné vzory pro váš případ dostatečné. Neměnnost poskytuje větší předvídatelnost a laditelnost.

Osvědčené postupy pro použití experimental_useMutableSource

Chcete-li efektivně používat experimental_useMutableSource, zvažte následující osvědčené postupy:

• Minimalizujte proměnlivá data: Používejte proměnlivá data pouze tehdy, když je to nezbytné. Upřednostňujte neměnné datové struktury, kdykoli je to možné, abyste zachovali předvídatelnost a zjednodušili správu stavu.
• Zapouzdřete proměnlivý stav: Zapouzdřete proměnlivá data v dobře definovaných modulech nebo třídách, abyste řídili přístup a zabránili neúmyslným úpravám.
• Použijte verzování: Implementujte mechanismus verzování pro svá proměnlivá data, abyste sledovali změny a zajistili, že se komponenty znovu vykreslují pouze tehdy, když je to nutné. Metoda getVersion je pro to zásadní.
• Vyhýbejte se přímé mutaci při vykreslování: Nikdy přímo neupravujte proměnlivá data ve funkci render komponenty. To může vést k nekonečným smyčkám a neočekávanému chování.
• Důkladné testování: Důkladně otestujte svůj kód, abyste se ujistili, že se s proměnlivými daty zachází správně a že nedochází k rasovým podmínkám nebo nesrovnalostem dat.
• Pečlivá synchronizace: Když více komponent sdílí stejný proměnlivý datový zdroj, pečlivě synchronizujte přístup k datům, aby se předešlo konfliktům a zajistila se konzistence dat. Zvažte použití technik, jako je uzamčení nebo transakční aktualizace, ke správě souběžného přístupu.
• Zvažte alternativy: Před použitím experimental_useMutableSource vyhodnoťte, zda by jiné přístupy, jako je použití neměnných datových struktur nebo knihovny pro správu globálního stavu, nemusely být pro váš případ použití vhodnější.

Alternativy k experimental_useMutableSource

Zatímco experimental_useMutableSource poskytuje způsob, jak integrovat proměnlivá data do React komponent, existuje několik alternativ:

• Knihovny pro správu globálního stavu: Knihovny jako Redux, Zustand a Recoil poskytují robustní mechanismy pro správu stavu aplikace, včetně zpracování aktualizací z externích systémů. Tyto knihovny se obvykle spoléhají na neměnné datové struktury a nabízejí funkce, jako je ladění s cestováním v čase a middleware pro zpracování vedlejších účinků.
• Context API: Reactovo API Context umožňuje sdílet stav mezi komponentami, aniž byste explicitně předávali props. I když se Context obvykle používá s neměnnými daty, lze jej také použít s proměnlivými daty pečlivou správou aktualizací a odběrů.
• Vlastní hooky: Můžete vytvářet vlastní hooky pro správu proměnlivých dat a přihlašovat komponenty ke změnám. Tento přístup poskytuje větší flexibilitu, ale vyžaduje pečlivou implementaci, aby se zabránilo problémům s výkonem a nesrovnalostem dat.
• Signály: Reaktivní knihovny jako Preact Signals nabízejí efektivní způsob správy a přihlášení k měnícím se hodnotám. Tento přístup lze integrovat do React projektů a poskytnout alternativu ke správě proměnlivých dat přímo prostřednictvím React hooků.

Závěr

experimental_useMutableSource nabízí výkonný mechanismus pro integraci proměnlivých dat do React komponent, což umožňuje efektivní aktualizace a zlepšený výkon ve specifických scénářích. Je však zásadní porozumět nevýhodám a úvahám spojeným s proměnlivými daty a dodržovat osvědčené postupy, aby se předešlo potenciálním problémům. Před použitím experimental_useMutableSource pečlivě vyhodnoťte, zda je to nejvhodnější řešení pro váš případ použití, a zvažte alternativní přístupy, které by mohly nabídnout větší stabilitu a udržovatelnost. Jako experimentální API si uvědomte, že jeho chování nebo dostupnost se mohou v budoucích verzích Reactu změnit. Pochopením složitosti experimental_useMutableSource a jeho alternativ se můžete informovaně rozhodovat o tom, jak spravovat proměnlivá data ve svých React aplikacích.