React experimental_useMutableSource Change Detection: Beherskelse af mutérbare data

React, kendt for sin deklarative tilgang og effektive rendering, opfordrer typisk til immutabel datahåndtering. Visse scenarier kræver dog, at man arbejder med mutérbare data. Reacts experimental_useMutableSource hook, som er en del af de eksperimentelle Concurrent Mode API'er, giver en mekanisme til at integrere mutérbare datakilder i dine React-komponenter, hvilket muliggør finkornet change detection og optimering. Denne artikel udforsker nuancerne i experimental_useMutableSource, dens fordele, ulemper og praktiske eksempler.

Forståelse af mutérbare data i React

Før vi dykker ned i experimental_useMutableSource, er det afgørende at forstå, hvorfor mutérbare data kan være en udfordring i React. Reacts rendering-optimering er stærkt afhængig af at sammenligne den tidligere og nuværende tilstand for at afgøre, om en komponent skal re-rendere. Når data muteres direkte, opdager React muligvis ikke disse ændringer, hvilket fører til uoverensstemmelser mellem den viste brugerflade og de faktiske data.

Typiske scenarier, hvor mutérbare data opstår:

• Integration med eksterne biblioteker: Nogle biblioteker, især dem der håndterer komplekse datastrukturer eller realtidsopdateringer (f.eks. visse grafbiblioteker, spilmotorer), kan internt håndtere data mutérbart.
• Performance-optimering: I specifikke performance-kritiske sektioner kan direkte mutation give små fordele i forhold til at skabe helt nye, immutable kopier, selvom dette sker på bekostning af kompleksitet og potentiale for fejl.
• Legacy-kodebaser: Migration fra ældre kodebaser kan involvere håndtering af eksisterende mutérbare datastrukturer.

Selvom immutable data generelt foretrækkes, giver experimental_useMutableSource udviklere mulighed for at bygge bro mellem Reacts deklarative model og realiteterne ved at arbejde med mutérbare datakilder.

Introduktion til experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource er en React-hook, der er specielt designet til at abonnere på mutérbare datakilder. Den giver React-komponenter mulighed for kun at re-rendere, når de relevante dele af de mutérbare data er ændret, hvilket undgår unødvendige re-renders og forbedrer ydeevnen. Denne hook er en del af Reacts eksperimentelle Concurrent Mode-funktioner, og dens API kan ændre sig.

Hook-signatur:

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

Parametre:

• mutableSource: Et objekt, der repræsenterer den mutérbare datakilde. Dette objekt skal give en måde at få adgang til den aktuelle værdi af dataene og abonnere på ændringer.
• getSnapshot: En funktion, der tager mutableSource som input og returnerer et snapshot af de relevante data. Dette snapshot bruges til at sammenligne de tidligere og nuværende værdier for at afgøre, om en re-render er nødvendig. Det er afgørende at skabe et stabilt snapshot.
• subscribe: En funktion, der tager mutableSource og en callback-funktion som input. Denne funktion skal abonnere callback'et på ændringer i den mutérbare datakilde. Når dataene ændres, kaldes callback'et, hvilket udløser en re-render.

Returværdi:

Hook'en returnerer det aktuelle snapshot af dataene, som returneret af getSnapshot-funktionen.

Sådan fungerer experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource virker ved at spore ændringer i en mutérbar datakilde ved hjælp af de medfølgende getSnapshot- og subscribe-funktioner. Her er en trin-for-trin gennemgang:

1. Indledende render: Når komponenten oprindeligt renderes, kalder experimental_useMutableSource getSnapshot-funktionen for at få et indledende snapshot af dataene.
2. Abonnement: Hook'en bruger derefter subscribe-funktionen til at registrere et callback, der vil blive kaldt, hver gang de mutérbare data ændres.
3. Change Detection: Når dataene ændres, udløses callback'et. Inde i callback'et kalder React getSnapshot igen for at få et nyt snapshot.
4. Sammenligning: React sammenligner det nye snapshot med det forrige. Hvis snapshots'ene er forskellige (ved hjælp af Object.is eller en brugerdefineret sammenligningsfunktion), planlægger React en re-render af komponenten.
5. Re-render: Under re-renderen kalder experimental_useMutableSource getSnapshot igen for at hente de seneste data og returnerer dem til komponenten.

Praktiske eksempler

Lad os illustrere brugen af experimental_useMutableSource med flere praktiske eksempler.

Eksempel 1: Integration med en mutérbar timer

Antag, at du har et mutérbart timer-objekt, der opdaterer et tidsstempel. Vi kan bruge experimental_useMutableSource til effektivt at vise den aktuelle tid i en React-komponent.

// Implementering af mutérbar timer
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-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version til at spore ændringer
  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;

I dette eksempel er MutableTimer en klasse, der opdaterer tiden mutérbart. experimental_useMutableSource abonnerer på timeren, og CurrentTime-komponenten re-renderes kun, når tiden ændres. getSnapshot-funktionen returnerer den aktuelle tid, og subscribe-funktionen registrerer en lytter til timerens ændringshændelser. version-egenskaben i mutableSource, selvom den ikke bruges i dette minimale eksempel, er afgørende i komplekse scenarier for at indikere opdateringer til selve datakilden (f.eks. ændring af timerens interval).

Eksempel 2: Integration med en mutérbar spiltilstand

Overvej et simpelt spil, hvor spillets tilstand (f.eks. spillerens position, score) gemmes i et mutérbart objekt. experimental_useMutableSource kan bruges til at opdatere spillets brugerflade effektivt.

// Mutérbar spiltilstand
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-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version til at spore ændringer
  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;

I dette eksempel er GameState en klasse, der indeholder den mutérbare spiltilstand. GameUI-komponenten bruger experimental_useMutableSource til at abonnere på ændringer i spiltilstanden. getSnapshot-funktionen returnerer et snapshot af de relevante spiltilstandsegenskaber. Komponenten re-renderes kun, når spillerens position eller score ændres, hvilket sikrer effektive opdateringer.

Eksempel 3: Mutérbare data med selektor-funktioner

Nogle gange behøver du kun at reagere på ændringer i specifikke dele af de mutérbare data. Du kan bruge selektor-funktioner inde i getSnapshot-funktionen til kun at udtrække de relevante data for komponenten.

// Mutérbare 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-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version til at spore ændringer
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

I dette tilfælde re-renderes AgeDisplay-komponenten kun, når age-egenskaben i mutableData-objektet ændres. getSnapshot-funktionen udtrækker specifikt age-egenskaben, hvilket giver mulighed for finkornet change detection.

Fordele ved experimental_useMutableSource

• Finkornet Change Detection: Re-renderer kun, når de relevante dele af de mutérbare data ændres, hvilket fører til forbedret ydeevne.
• Integration med mutérbare datakilder: Giver React-komponenter mulighed for problemfrit at integrere med biblioteker eller kodebaser, der bruger mutérbare data.
• Optimerede opdateringer: Reducerer unødvendige re-renders, hvilket resulterer i en mere effektiv og responsiv brugerflade.

Ulemper og overvejelser

• Kompleksitet: At arbejde med mutérbare data og experimental_useMutableSource tilføjer kompleksitet til din kode. Det kræver omhyggelige overvejelser om datakonsistens og synkronisering.
• Eksperimentelt API: experimental_useMutableSource er en del af Reacts eksperimentelle Concurrent Mode-funktioner, hvilket betyder, at API'et kan ændre sig i fremtidige udgivelser.
• Potentiale for fejl: Mutérbare data kan introducere subtile fejl, hvis de ikke håndteres omhyggeligt. Det er afgørende at sikre, at ændringer spores korrekt, og at brugerfladen opdateres konsekvent.
• Performance-afvejninger: Selvom experimental_useMutableSource kan forbedre ydeevnen i visse scenarier, introducerer den også overhead på grund af snapshot- og sammenligningsprocessen. Det er vigtigt at benchmarke din applikation for at sikre, at den giver en nettoydelsesfordel.
• Snapshot-stabilitet: getSnapshot-funktionen skal returnere et stabilt snapshot. Undgå at oprette nye objekter eller arrays ved hvert kald til getSnapshot, medmindre dataene rent faktisk har ændret sig. Dette kan opnås ved at memoize snapshottet eller sammenligne de relevante egenskaber inde i selve getSnapshot-funktionen.

Bedste praksis for brug af experimental_useMutableSource

1. Minimer mutérbare data: Foretræk så vidt muligt immutable datastrukturer. Brug kun experimental_useMutableSource, når det er nødvendigt for at integrere med eksisterende mutérbare datakilder eller for specifikke performance-optimeringer.
2. Opret stabile snapshots: Sørg for, at getSnapshot-funktionen returnerer et stabilt snapshot. Undgå at oprette nye objekter eller arrays ved hvert kald, medmindre dataene rent faktisk har ændret sig. Brug memoization-teknikker eller sammenligningsfunktioner til at optimere oprettelsen af snapshots.
3. Test din kode grundigt: Mutérbare data kan introducere subtile fejl. Test din kode grundigt for at sikre, at ændringer spores korrekt, og at brugerfladen opdateres konsekvent.
4. Dokumenter din kode: Dokumenter tydeligt brugen af experimental_useMutableSource og de antagelser, der er gjort om den mutérbare datakilde. Dette vil hjælpe andre udviklere med at forstå og vedligeholde din kode.
5. Overvej alternativer: Før du bruger experimental_useMutableSource, bør du overveje alternative tilgange, såsom at bruge et state management-bibliotek (f.eks. Redux, Zustand) eller at refaktorere din kode til at bruge immutable datastrukturer.
6. Brug versionering: Inkluder en version-egenskab i mutableSource-objektet. Opdater denne egenskab, hver gang strukturen af selve datakilden ændres (f.eks. tilføjelse eller fjernelse af egenskaber). Dette giver experimental_useMutableSource mulighed for at vide, hvornår den skal gen-evaluere sin snapshot-strategi fuldstændigt, ikke kun dataværdierne. Forøg versionen, hver gang du grundlæggende ændrer, hvordan datakilden fungerer.

Integration med tredjepartsbiblioteker

experimental_useMutableSource er særligt nyttig til at integrere React-komponenter med tredjepartsbiblioteker, der håndterer data mutérbart. Her er en generel tilgang:

1. Identificer den mutérbare datakilde: Find ud af, hvilken del af bibliotekets API der eksponerer de mutérbare data, du skal have adgang til i din React-komponent.
2. Opret et mutérbart kildeobjekt: Opret et JavaScript-objekt, der indkapsler den mutérbare datakilde og leverer getSnapshot- og subscribe-funktionerne.
3. Implementer getSnapshot-funktionen: Skriv getSnapshot-funktionen til at udtrække de relevante data fra den mutérbare datakilde. Sørg for, at snapshottet er stabilt.
4. Implementer subscribe-funktionen: Skriv subscribe-funktionen for at registrere en lytter i bibliotekets hændelsessystem. Lytteren skal kaldes, hver gang de mutérbare data ændres.
5. Brug experimental_useMutableSource i din komponent: Brug experimental_useMutableSource til at abonnere på den mutérbare datakilde og få adgang til dataene i din React-komponent.

For eksempel, hvis du bruger et grafbibliotek, der opdaterer grafdata mutérbart, kan du bruge experimental_useMutableSource til at abonnere på grafens dataændringer og opdatere grafkomponenten i overensstemmelse hermed.

Overvejelser vedrørende Concurrent Mode

experimental_useMutableSource er designet til at fungere med Reacts Concurrent Mode-funktioner. Concurrent Mode giver React mulighed for at afbryde, pause og genoptage rendering, hvilket forbedrer din applikations responsivitet og ydeevne. Når du bruger experimental_useMutableSource i Concurrent Mode, er det vigtigt at være opmærksom på følgende overvejelser:

• Tearing: Tearing opstår, når React kun opdaterer en del af brugerfladen på grund af afbrydelser i renderingsprocessen. For at undgå tearing skal du sikre, at getSnapshot-funktionen returnerer et konsistent snapshot af dataene.
• Suspense: Suspense giver dig mulighed for at suspendere renderingen af en komponent, indtil bestemte data er tilgængelige. Når du bruger experimental_useMutableSource med Suspense, skal du sikre, at den mutérbare datakilde er tilgængelig, før komponenten forsøger at rendere.
• Transitions: Transitions giver dig mulighed for at lave glidende overgange mellem forskellige tilstande i din applikation. Når du bruger experimental_useMutableSource med Transitions, skal du sikre, at den mutérbare datakilde opdateres korrekt under overgangen.

Alternativer til experimental_useMutableSource

Selvom experimental_useMutableSource giver en mekanisme til at integrere med mutérbare datakilder, er det ikke altid den bedste løsning. Overvej følgende alternativer:

• Immutable datastrukturer: Hvis det er muligt, refaktorer din kode til at bruge immutable datastrukturer. Immutable datastrukturer gør det lettere at spore ændringer og forhindre utilsigtede mutationer.
• State Management-biblioteker: Brug et state management-bibliotek som Redux, Zustand eller Recoil til at håndtere din applikations tilstand. Disse biblioteker giver et centraliseret lager for dine data og håndhæver immutability.
• Context API: React Context API giver dig mulighed for at dele data mellem komponenter uden prop drilling. Selvom Context API ikke i sig selv håndhæver immutability, kan du bruge det i forbindelse med immutable datastrukturer eller et state management-bibliotek.
• useSyncExternalStore: Denne hook giver dig mulighed for at abonnere på eksterne datakilder på en måde, der er kompatibel med Concurrent Mode og Server Components. Selvom den ikke er specifikt designet til *mutérbare* data, kan den være et passende alternativ, hvis du kan håndtere opdateringer til det eksterne lager på en forudsigelig måde.

Konklusion

experimental_useMutableSource er et kraftfuldt værktøj til at integrere React-komponenter med mutérbare datakilder. Det giver mulighed for finkornet change detection og optimerede opdateringer, hvilket forbedrer din applikations ydeevne. Det tilføjer dog også kompleksitet og kræver omhyggelige overvejelser om datakonsistens og synkronisering.

Før du bruger experimental_useMutableSource, bør du overveje alternative tilgange, såsom at bruge immutable datastrukturer eller et state management-bibliotek. Hvis du vælger at bruge experimental_useMutableSource, skal du følge de bedste praksisser, der er beskrevet i denne artikel, for at sikre, at din kode er robust og vedligeholdelsesvenlig.

Da experimental_useMutableSource er en del af Reacts eksperimentelle Concurrent Mode-funktioner, kan dens API ændre sig. Hold dig opdateret med den seneste React-dokumentation og vær forberedt på at tilpasse din kode efter behov. Den bedste tilgang er altid at stræbe efter immutability, når det er muligt, og kun ty til håndtering af mutérbare data med værktøjer som experimental_useMutableSource, når det er strengt nødvendigt af integrations- eller performance-årsager.