Reacts experimental_useSyncExternalStore meistern: Ein umfassender Leitfaden

Reacts experimental_useSyncExternalStore-Hook ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Synchronisierung von React-Komponenten mit externen Datenquellen. Dieser Hook ermöglicht es Komponenten, Änderungen in externen Stores effizient zu abonnieren und nur bei Bedarf neu zu rendern. Das effektive Verständnis und die Implementierung von experimental_useSyncExternalStore sind entscheidend für die Erstellung hochleistungsfähiger React-Anwendungen, die sich nahtlos in verschiedene externe Datenverwaltungssysteme integrieren.

Was ist ein externer Store?

Bevor wir uns mit den Besonderheiten des Hooks befassen, ist es wichtig zu definieren, was wir unter einem "externen Store" verstehen. Ein externer Store ist jeder Datencontainer oder jedes State-Management-System, das außerhalb des internen Zustands von React existiert. Dazu können gehören:

• Globale State-Management-Bibliotheken: Redux, Zustand, Jotai, Recoil
• Browser-APIs: localStorage, sessionStorage, IndexedDB
• Datenabruf-Bibliotheken: SWR, React Query
• Echtzeit-Datenquellen: WebSockets, Server-Sent Events
• Drittanbieter-Bibliotheken: Bibliotheken, die Konfigurationen oder Daten außerhalb des React-Komponentenbaums verwalten.

Die effektive Integration mit diesen externen Datenquellen stellt oft eine Herausforderung dar. Reacts integriertes State Management ist möglicherweise nicht ausreichend, und das manuelle Abonnieren von Änderungen in diesen externen Quellen kann zu Leistungsproblemen und komplexem Code führen. experimental_useSyncExternalStore löst diese Probleme, indem es eine standardisierte und optimierte Methode zur Synchronisierung von React-Komponenten mit externen Stores bereitstellt.

Einführung in experimental_useSyncExternalStore

Der experimental_useSyncExternalStore-Hook ist Teil der experimentellen Funktionen von React, was bedeutet, dass sich seine API in zukünftigen Versionen weiterentwickeln könnte. Seine Kernfunktionalität adressiert jedoch ein grundlegendes Bedürfnis in vielen React-Anwendungen, weshalb es sich lohnt, ihn zu verstehen und damit zu experimentieren.

Die grundlegende Signatur des Hooks lautet wie folgt:

            const value = experimental_useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, getServerSnapshot?);

            

              
                Copy
              
            
          

Schlüsseln wir die einzelnen Argumente auf:

• subscribe: (callback: () => void) => () => void: Diese Funktion ist für das Abonnieren von Änderungen im externen Store verantwortlich. Sie nimmt eine Callback-Funktion als Argument, die React aufruft, wann immer sich der Store ändert. Die subscribe-Funktion sollte eine weitere Funktion zurückgeben, die bei Aufruf den Callback vom Store abmeldet. Dies ist entscheidend, um Speicherlecks zu vermeiden.
• getSnapshot: () => T: Diese Funktion gibt einen Schnappschuss der Daten aus dem externen Store zurück. React verwendet diesen Schnappschuss, um festzustellen, ob sich die Daten seit dem letzten Rendern geändert haben. Es muss eine reine Funktion sein (keine Seiteneffekte).
• getServerSnapshot?: () => T (Optional): Diese Funktion wird nur beim serverseitigen Rendern (SSR) verwendet. Sie liefert einen anfänglichen Schnappschuss der Daten für das serverseitig gerenderte HTML. Wenn sie nicht bereitgestellt wird, löst React während des SSR einen Fehler aus. Auch diese Funktion sollte rein sein.

Der Hook gibt den aktuellen Schnappschuss der Daten aus dem externen Store zurück. Dieser Wert ist garantiert auf dem neuesten Stand des externen Stores, wann immer die Komponente rendert.

Vorteile der Verwendung von experimental_useSyncExternalStore

Die Verwendung von experimental_useSyncExternalStore bietet mehrere Vorteile gegenüber der manuellen Verwaltung von Abonnements für externe Stores:

• Leistungsoptimierung: React kann durch den Vergleich von Schnappschüssen effizient feststellen, wann sich die Daten geändert haben, und so unnötige Re-Renders vermeiden.
• Automatische Updates: React abonniert und deabonniert den externen Store automatisch, was die Komponentenlogik vereinfacht und Speicherlecks verhindert.
• SSR-Unterstützung: Die getServerSnapshot-Funktion ermöglicht nahtloses serverseitiges Rendern mit externen Stores.
• Concurrency-Sicherheit: Der Hook ist so konzipiert, dass er korrekt mit den Concurrent-Rendering-Funktionen von React funktioniert und sicherstellt, dass die Daten immer konsistent sind.
• Vereinfachter Code: Reduziert Boilerplate-Code, der mit manuellen Abonnements und Updates verbunden ist.

Praktische Beispiele und Anwendungsfälle

Um die Leistungsfähigkeit von experimental_useSyncExternalStore zu veranschaulichen, betrachten wir einige praktische Beispiele.

1. Integration mit einem einfachen benutzerdefinierten Store

Zuerst erstellen wir einen einfachen benutzerdefinierten Store, der einen Zähler verwaltet:

            // counterStore.js
let count = 0;
let listeners = [];

const counterStore = {
  subscribe: (listener) => {
    listeners = [...listeners, listener];
    return () => {
      listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
    };
  },
  getSnapshot: () => count,
  increment: () => {
    count++;
    listeners.forEach((listener) => listener());
  },
};

export default counterStore;

            

              
                Copy
              
            
          

Erstellen wir nun eine React-Komponente, die experimental_useSyncExternalStore verwendet, um den Zähler anzuzeigen und zu aktualisieren:

            // CounterComponent.jsx
import React from 'react';
import { experimental_useSyncExternalStore } from 'react';
import counterStore from './counterStore';

function CounterComponent() {
  const count = experimental_useSyncExternalStore(
    counterStore.subscribe,
    counterStore.getSnapshot
  );

  return (
    <div>
      <p>Count: {count}</p>
      <button onClick={counterStore.increment}>Increment</button>
    </div>
  );
}

export default CounterComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel abonniert die CounterComponent Änderungen im counterStore mithilfe von experimental_useSyncExternalStore. Immer wenn die increment-Funktion im Store aufgerufen wird, rendert die Komponente neu und zeigt den aktualisierten Zählerstand an.

2. Integration mit localStorage

localStorage ist eine gängige Methode, um Daten im Browser zu persistieren. Sehen wir uns an, wie man es mit experimental_useSyncExternalStore integriert.

            // localStorageStore.js
const localStorageStore = {
  subscribe: (listener) => {
    window.addEventListener('storage', listener);
    return () => {
      window.removeEventListener('storage', listener);
    };
  },
  getSnapshot: (key) => {
    try {
      return localStorage.getItem(key) || '';
    } catch (error) {
      console.error("Error accessing localStorage:", error);
      return '';
    }
  },
  setItem: (key, value) => {
    try {
      localStorage.setItem(key, value);
      window.dispatchEvent(new Event('storage')); // Manually trigger storage event
    } catch (error) {
      console.error("Error setting localStorage:", error);
    }
  },
};

export default localStorageStore;

            

              
                Copy
              
            
          

Wichtige Hinweise zu `localStorage`:

• Das `storage`-Ereignis wird nur in *anderen* Browser-Kontexten ausgelöst (z.B. anderen Tabs, Fenstern), die auf denselben Ursprung zugreifen. Innerhalb desselben Tabs müssen Sie das Ereignis nach dem Setzen des Elements manuell auslösen.
• `localStorage` kann Fehler auslösen (z.B. wenn das Kontingent überschritten ist). Es ist entscheidend, Operationen in `try...catch`-Blöcke zu packen.

Erstellen wir nun eine React-Komponente, die diesen Store verwendet:

            // LocalStorageComponent.jsx
import React, { useState } from 'react';
import { experimental_useSyncExternalStore } from 'react';
import localStorageStore from './localStorageStore';

function LocalStorageComponent({ key }) {
  const [inputValue, setInputValue] = useState('');
  const storedValue = experimental_useSyncExternalStore(
    localStorageStore.subscribe,
    () => localStorageStore.getSnapshot(key)
  );

  const handleChange = (event) => {
    setInputValue(event.target.value);
  };

  const handleSave = () => {
    localStorageStore.setItem(key, inputValue);
  };

  return (
    <div>
      <label>Value for key "{key}":</label>
      <input type="text" value={inputValue} onChange={handleChange} />
      <button onClick={handleSave}>Save to LocalStorage</button>
      <p>Stored Value: {storedValue}</p>
    </div>
  );
}

export default LocalStorageComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

Diese Komponente ermöglicht es Benutzern, Text einzugeben, ihn im localStorage zu speichern und den gespeicherten Wert anzuzeigen. Der experimental_useSyncExternalStore-Hook stellt sicher, dass die Komponente immer den neuesten Wert im localStorage widerspiegelt, selbst wenn er von einem anderen Tab oder Fenster aus aktualisiert wird.

3. Integration mit einer globalen State-Management-Bibliothek (Zustand)

Für komplexere Anwendungen verwenden Sie möglicherweise eine globale State-Management-Bibliothek wie Zustand. So integrieren Sie Zustand mit experimental_useSyncExternalStore.

            // zustandStore.js
import { create } from 'zustand';

const useZustandStore = create((set) => ({
  items: [],
  addItem: (item) => set((state) => ({ items: [...state.items, item] })),
  removeItem: (itemId) =>
    set((state) => ({ items: state.items.filter((item) => item.id !== itemId) })),
}));

export default useZustandStore;

            

              
                Copy
              
            
          

Erstellen Sie nun eine React-Komponente:

            // ZustandComponent.jsx
import React, { useState } from 'react';
import { experimental_useSyncExternalStore } from 'react';
import useZustandStore from './zustandStore';
import { v4 as uuidv4 } from 'uuid';

function ZustandComponent() {
  const [itemName, setItemName] = useState('');
  const items = experimental_useSyncExternalStore(
    useZustandStore.subscribe,
    useZustandStore.getState
  ).items;

  const handleAddItem = () => {
    if (itemName.trim() !== '') {
      useZustandStore.getState().addItem({ id: uuidv4(), name: itemName });
      setItemName('');
    }
  };

  const handleRemoveItem = (itemId) => {
    useZustandStore.getState().removeItem(itemId);
  };

  return (
    <div>
      <input
        type="text"
        value={itemName}
        onChange={(e) => setItemName(e.target.value)}
        placeholder="Item Name"
      />
      <button onClick={handleAddItem}>Add Item</button>
      <ul>
        {items.map((item) => (
          <li key={item.id}>
            {item.name}
            <button onClick={() => handleRemoveItem(item.id)}>Remove</button>
          </li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default ZustandComponent;

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel abonniert die ZustandComponent den Zustand-Store und zeigt eine Liste von Elementen an. Wenn ein Element hinzugefügt oder entfernt wird, rendert die Komponente automatisch neu, um die Änderungen im Zustand-Store widerzuspiegeln.

Server-Side Rendering (SSR) mit experimental_useSyncExternalStore

Bei der Verwendung von experimental_useSyncExternalStore in serverseitig gerenderten Anwendungen müssen Sie die Funktion getServerSnapshot bereitstellen. Diese Funktion ermöglicht es React, während des serverseitigen Renderns einen anfänglichen Schnappschuss der Daten zu erhalten. Ohne sie löst React einen Fehler aus, da es auf dem Server nicht auf den externen Store zugreifen kann.

So ändern wir unser einfaches Zählerbeispiel, um SSR zu unterstützen:

            // counterStore.js (SSR-enabled)
let count = 0;
let listeners = [];

const counterStore = {
  subscribe: (listener) => {
    listeners = [...listeners, listener];
    return () => {
      listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
    };
  },
  getSnapshot: () => count,
  getServerSnapshot: () => 0, // Provide an initial value for SSR
  increment: () => {
    count++;
    listeners.forEach((listener) => listener());
  },
};

export default counterStore;

            

              
                Copy
              
            
          

In dieser modifizierten Version haben wir die Funktion getServerSnapshot hinzugefügt, die einen Anfangswert von 0 für den Zähler zurückgibt. Dies stellt sicher, dass das serverseitig gerenderte HTML einen gültigen Wert für den Zähler enthält und die clientseitige Komponente nahtlos aus dem serverseitig gerenderten HTML hydratisieren kann.

Für komplexere Szenarien, wie zum Beispiel beim Umgang mit Daten, die aus einer Datenbank abgerufen werden, müssten Sie die Daten auf dem Server abrufen und sie als anfänglichen Schnappschuss in getServerSnapshot bereitstellen.

Best Practices und Überlegungen

Bei der Verwendung von experimental_useSyncExternalStore sollten Sie die folgenden Best Practices beachten:

• Halten Sie getSnapshot rein: Die getSnapshot-Funktion sollte eine reine Funktion sein, das heißt, sie sollte keine Seiteneffekte haben. Sie sollte nur einen Schnappschuss der Daten zurückgeben, ohne den externen Store zu verändern.
• Minimieren Sie die Größe des Schnappschusses: Versuchen Sie, die Größe des von getSnapshot zurückgegebenen Schnappschusses zu minimieren. React vergleicht Schnappschüsse, um festzustellen, ob sich die Daten geändert haben, daher verbessern kleinere Schnappschüsse die Leistung.
• Optimieren Sie die Abonnement-Logik: Stellen Sie sicher, dass die subscribe-Funktion Änderungen im externen Store effizient abonniert. Vermeiden Sie unnötige Abonnements oder komplexe Logik, die die Anwendung verlangsamen könnten.
• Behandeln Sie Fehler ordnungsgemäß: Seien Sie darauf vorbereitet, Fehler zu behandeln, die beim Zugriff auf den externen Store auftreten können, insbesondere in Umgebungen wie localStorage, wo Speicherkontingente überschritten werden können.
• Ziehen Sie Memoization in Betracht: In Fällen, in denen die Erstellung des Schnappschusses rechenintensiv ist, sollten Sie das Ergebnis von getSnapshot memoizen, um redundante Berechnungen zu vermeiden. Bibliotheken wie useMemo können dabei hilfreich sein.
• Seien Sie sich des Concurrent Mode bewusst: Stellen Sie sicher, dass Ihr externer Store mit den Concurrent-Rendering-Funktionen von React kompatibel ist. Der Concurrent Mode kann getSnapshot mehrmals aufrufen, bevor ein Render committet wird.

Globale Überlegungen

Bei der Entwicklung von React-Anwendungen für ein globales Publikum sollten Sie die folgenden Aspekte bei der Integration mit externen Stores berücksichtigen:

• Zeitzonen: Wenn Ihr externer Store Daten oder Zeiten verwaltet, stellen Sie sicher, dass Sie Zeitzonen korrekt behandeln, um Inkonsistenzen für Benutzer in verschiedenen Regionen zu vermeiden. Verwenden Sie Bibliotheken wie date-fns-tz oder moment-timezone, um Zeitzonen zu verwalten.
• Lokalisierung: Wenn Ihr externer Store Texte oder andere Inhalte enthält, die lokalisiert werden müssen, verwenden Sie eine Lokalisierungsbibliothek wie i18next oder react-intl, um den Benutzern lokalisierte Inhalte basierend auf ihren Spracheinstellungen bereitzustellen.
• Währung: Wenn Ihr externer Store Finanzdaten verwaltet, stellen Sie sicher, dass Sie Währungen korrekt behandeln und eine angemessene Formatierung für verschiedene Gebietsschemata bereitstellen. Verwenden Sie Bibliotheken wie currency.js oder accounting.js, um Währungen zu verwalten.
• Datenschutz: Achten Sie auf Datenschutzbestimmungen wie die DSGVO, wenn Sie Benutzerdaten in externen Stores wie localStorage oder sessionStorage speichern. Holen Sie die Zustimmung der Benutzer ein, bevor Sie sensible Daten speichern, und stellen Sie Mechanismen bereit, mit denen Benutzer auf ihre Daten zugreifen und diese löschen können.

Alternativen zu experimental_useSyncExternalStore

Obwohl experimental_useSyncExternalStore ein leistungsstarkes Werkzeug ist, gibt es alternative Ansätze zur Synchronisierung von React-Komponenten mit externen Stores:

• Context API: Reacts Context API kann verwendet werden, um Daten aus einem externen Store einem Komponentenbaum zur Verfügung zu stellen. Die Context API ist jedoch möglicherweise nicht so effizient wie experimental_useSyncExternalStore für große Anwendungen mit häufigen Updates.
• Render Props: Render Props können verwendet werden, um Änderungen in einem externen Store zu abonnieren und die Daten an eine Kindkomponente weiterzugeben. Render Props können jedoch zu komplexen Komponentenhierarchien und schwer zu wartendem Code führen.
• Benutzerdefinierte Hooks: Sie können benutzerdefinierte Hooks erstellen, um Abonnements für externe Stores zu verwalten. Dieser Ansatz erfordert jedoch sorgfältige Aufmerksamkeit bei der Leistungsoptimierung und Fehlerbehandlung.

Die Wahl des zu verwendenden Ansatzes hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung ab. experimental_useSyncExternalStore ist oft die beste Wahl für komplexe Anwendungen mit häufigen Updates und einem Bedarf an hoher Leistung.

Fazit

experimental_useSyncExternalStore bietet eine leistungsstarke und effiziente Methode zur Synchronisierung von React-Komponenten mit externen Datenquellen. Durch das Verständnis seiner Kernkonzepte, praktischen Beispiele und Best Practices können Entwickler hochleistungsfähige React-Anwendungen erstellen, die sich nahtlos in verschiedene externe Datenverwaltungssysteme integrieren. Da sich React weiterentwickelt, wird experimental_useSyncExternalStore wahrscheinlich ein noch wichtigeres Werkzeug für die Erstellung komplexer und skalierbarer Anwendungen für ein globales Publikum werden. Denken Sie daran, seinen experimentellen Status und mögliche API-Änderungen sorgfältig zu berücksichtigen, wenn Sie es in Ihre Projekte integrieren. Konsultieren Sie immer die offizielle React-Dokumentation für die neuesten Updates und Empfehlungen.