React experimental_useMutableSource Änderungserkennung: Veränderliche Daten meistern

React, bekannt für seinen deklarativen Ansatz und effizientes Rendering, fördert typischerweise die Verwaltung unveränderlicher Daten. Bestimmte Szenarien erfordern jedoch die Arbeit mit veränderlichen Daten. Reacts experimental_useMutableSource-Hook, Teil der experimentellen Concurrent Mode APIs, bietet einen Mechanismus zur Integration von veränderlichen Datenquellen in Ihre React-Komponenten und ermöglicht eine feingranulare Änderungserkennung und Optimierung. Dieser Artikel untersucht die Nuancen von experimental_useMutableSource, seine Vorteile, Nachteile und praktische Beispiele.

Verständnis von veränderlichen Daten in React

Bevor wir uns mit experimental_useMutableSource befassen, ist es entscheidend zu verstehen, warum veränderliche Daten in React eine Herausforderung darstellen können. Die Rendering-Optimierung von React basiert stark auf dem Vergleich des vorherigen und aktuellen Zustands, um festzustellen, ob eine Komponente neu gerendert werden muss. Wenn Daten direkt mutiert werden, erkennt React diese Änderungen möglicherweise nicht, was zu Inkonsistenzen zwischen der angezeigten Benutzeroberfläche und den tatsächlichen Daten führt.

Häufige Szenarien, in denen veränderliche Daten auftreten:

• Integration mit externen Bibliotheken: Einige Bibliotheken, insbesondere solche, die mit komplexen Datenstrukturen oder Echtzeit-Updates arbeiten (z. B. bestimmte Charting-Bibliotheken, Spiel-Engines), verwalten Daten möglicherweise intern veränderlich.
• Leistungsoptimierung: In bestimmten leistungskritischen Abschnitten kann die direkte Mutation geringfügige Vorteile gegenüber der Erstellung völlig neuer unveränderlicher Kopien bieten, obwohl dies auf Kosten der Komplexität und des potenziellen Auftretens von Fehlern geht.
• Legacy-Codebasen: Die Migration von älteren Codebasen kann den Umgang mit bestehenden veränderlichen Datenstrukturen beinhalten.

Obwohl unveränderliche Daten im Allgemeinen bevorzugt werden, ermöglicht experimental_useMutableSource Entwicklern, die Lücke zwischen dem deklarativen Modell von React und der Realität der Arbeit mit veränderlichen Datenquellen zu schließen.

Einführung in experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource ist ein React-Hook, der speziell für das Abonnieren von veränderlichen Datenquellen entwickelt wurde. Er ermöglicht es React-Komponenten, nur dann neu zu rendern, wenn sich die relevanten Teile der veränderlichen Daten geändert haben, wodurch unnötige Re-Renders vermieden und die Leistung verbessert wird. Dieser Hook ist Teil der experimentellen Concurrent Mode-Funktionen von React und seine API kann sich ändern.

Hook-Signatur:

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

Parameter:

• mutableSource: Ein Objekt, das die veränderliche Datenquelle darstellt. Dieses Objekt sollte eine Möglichkeit bieten, auf den aktuellen Wert der Daten zuzugreifen und Änderungen zu abonnieren.
• getSnapshot: Eine Funktion, die die mutableSource als Eingabe entgegennimmt und einen Snapshot der relevanten Daten zurückgibt. Dieser Snapshot wird verwendet, um die vorherigen und aktuellen Werte zu vergleichen und festzustellen, ob ein Re-Render erforderlich ist. Es ist entscheidend, einen stabilen Snapshot zu erstellen.
• subscribe: Eine Funktion, die die mutableSource und eine Callback-Funktion als Eingabe entgegennimmt. Diese Funktion sollte den Callback für Änderungen in der veränderlichen Datenquelle abonnieren. Wenn sich die Daten ändern, wird der Callback aufgerufen, was einen Re-Render auslöst.

Rückgabewert:

Der Hook gibt den aktuellen Snapshot der Daten zurück, wie er von der getSnapshot-Funktion zurückgegeben wird.

Wie experimental_useMutableSource funktioniert

experimental_useMutableSource funktioniert, indem es Änderungen an einer veränderlichen Datenquelle mithilfe der bereitgestellten getSnapshot- und subscribe-Funktionen nachverfolgt. Hier ist eine schrittweise Aufschlüsselung:

1. Initiales Rendern: Wenn die Komponente initial gerendert wird, ruft experimental_useMutableSource die getSnapshot-Funktion auf, um einen ersten Snapshot der Daten zu erhalten.
2. Abonnement: Der Hook verwendet dann die subscribe-Funktion, um einen Callback zu registrieren, der immer dann aufgerufen wird, wenn sich die veränderlichen Daten ändern.
3. Änderungserkennung: Wenn sich die Daten ändern, wird der Callback ausgelöst. Innerhalb des Callbacks ruft React getSnapshot erneut auf, um einen neuen Snapshot zu erhalten.
4. Vergleich: React vergleicht den neuen Snapshot mit dem vorherigen Snapshot. Wenn die Snapshots unterschiedlich sind (unter Verwendung von Object.is oder einer benutzerdefinierten Vergleichsfunktion), plant React einen Re-Render der Komponente.
5. Re-Render: Während des Re-Renders ruft experimental_useMutableSource erneut getSnapshot auf, um die neuesten Daten zu erhalten und gibt sie an die Komponente zurück.

Praktische Beispiele

Lassen Sie uns die Verwendung von experimental_useMutableSource mit mehreren praktischen Beispielen veranschaulichen.

Beispiel 1: Integration mit einem veränderlichen Timer

Angenommen, Sie haben ein veränderliches Timer-Objekt, das einen Zeitstempel aktualisiert. Wir können experimental_useMutableSource verwenden, um die aktuelle Zeit effizient in einer React-Komponente anzuzeigen.

// Implementierung des veränderlichen Timers
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-Komponente
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // Version zur Nachverfolgung von Änderungen
  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;

In diesem Beispiel ist MutableTimer eine Klasse, die die Zeit veränderlich aktualisiert. experimental_useMutableSource abonniert den Timer, und die CurrentTime-Komponente wird nur dann neu gerendert, wenn sich die Zeit ändert. Die getSnapshot-Funktion gibt die aktuelle Zeit zurück, und die subscribe-Funktion registriert einen Listener für die Änderungsereignisse des Timers. Die version-Eigenschaft in mutableSource, obwohl in diesem minimalen Beispiel ungenutzt, ist in komplexen Szenarien entscheidend, um Aktualisierungen der Datenquelle selbst anzuzeigen (z. B. das Ändern des Timer-Intervalls).

Beispiel 2: Integration mit einem veränderlichen Spielzustand

Stellen Sie sich ein einfaches Spiel vor, bei dem der Spielzustand (z. B. Spielerposition, Punktzahl) in einem veränderlichen Objekt gespeichert wird. experimental_useMutableSource kann verwendet werden, um die Spiel-UI effizient zu aktualisieren.

// Veränderlicher Spielzustand
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-Komponente
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // Version zur Nachverfolgung von Änderungen
  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;

In diesem Beispiel ist GameState eine Klasse, die den veränderlichen Spielzustand enthält. Die GameUI-Komponente verwendet experimental_useMutableSource, um Änderungen im Spielzustand zu abonnieren. Die getSnapshot-Funktion gibt einen Snapshot der relevanten Spielzustandseigenschaften zurück. Die Komponente wird nur dann neu gerendert, wenn sich die Spielerposition oder die Punktzahl ändert, was effiziente Updates gewährleistet.

Beispiel 3: Veränderliche Daten mit Selektor-Funktionen

Manchmal müssen Sie nur auf Änderungen in bestimmten Teilen der veränderlichen Daten reagieren. Sie können Selektor-Funktionen innerhalb der getSnapshot-Funktion verwenden, um nur die für die Komponente relevanten Daten zu extrahieren.

// Veränderliche Daten
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-Komponente
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, // Version zur Nachverfolgung von Änderungen
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

In diesem Fall wird die AgeDisplay-Komponente nur neu gerendert, wenn sich die age-Eigenschaft des mutableData-Objekts ändert. Die getSnapshot-Funktion extrahiert gezielt die age-Eigenschaft, was eine feingranulare Änderungserkennung ermöglicht.

Vorteile von experimental_useMutableSource

• Feingranulare Änderungserkennung: Rendert nur neu, wenn sich die relevanten Teile der veränderlichen Daten ändern, was zu einer verbesserten Leistung führt.
• Integration mit veränderlichen Datenquellen: Ermöglicht React-Komponenten die nahtlose Integration mit Bibliotheken oder Codebasen, die veränderliche Daten verwenden.
• Optimierte Updates: Reduziert unnötige Re-Renders, was zu einer effizienteren und reaktionsschnelleren Benutzeroberfläche führt.

Nachteile und Überlegungen

• Komplexität: Die Arbeit mit veränderlichen Daten und experimental_useMutableSource erhöht die Komplexität Ihres Codes. Es erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Datenkonsistenz und Synchronisation.
• Experimentelle API: experimental_useMutableSource ist Teil der experimentellen Concurrent Mode-Funktionen von React, was bedeutet, dass sich die API in zukünftigen Versionen ändern kann.
• Potenzial für Bugs: Veränderliche Daten können subtile Fehler verursachen, wenn sie nicht sorgfältig behandelt werden. Es ist entscheidend sicherzustellen, dass Änderungen korrekt verfolgt werden und die Benutzeroberfläche konsistent aktualisiert wird.
• Performance-Kompromisse: Obwohl experimental_useMutableSource die Leistung in bestimmten Szenarien verbessern kann, führt es auch zu einem Overhead durch den Snapshotting- und Vergleichsprozess. Es ist wichtig, Ihre Anwendung zu benchmarken, um sicherzustellen, dass sie einen Netto-Leistungsvorteil bietet.
• Stabilität des Snapshots: Die getSnapshot-Funktion muss einen stabilen Snapshot zurückgeben. Vermeiden Sie es, bei jedem Aufruf von getSnapshot neue Objekte oder Arrays zu erstellen, es sei denn, die Daten haben sich tatsächlich geändert. Dies kann durch Memoization des Snapshots oder durch den Vergleich der relevanten Eigenschaften innerhalb der getSnapshot-Funktion selbst erreicht werden.

Best Practices für die Verwendung von experimental_useMutableSource

1. Minimierung veränderlicher Daten: Bevorzugen Sie wann immer möglich unveränderliche Datenstrukturen. Verwenden Sie experimental_useMutableSource nur, wenn es zur Integration mit bestehenden veränderlichen Datenquellen oder für spezifische Leistungsoptimierungen erforderlich ist.
2. Stabile Snapshots erstellen: Stellen Sie sicher, dass die getSnapshot-Funktion einen stabilen Snapshot zurückgibt. Vermeiden Sie es, bei jedem Aufruf neue Objekte oder Arrays zu erstellen, es sei denn, die Daten haben sich tatsächlich geändert. Verwenden Sie Memoizationstechniken oder Vergleichsfunktionen, um die Erstellung von Snapshots zu optimieren.
3. Testen Sie Ihren Code gründlich: Veränderliche Daten können subtile Fehler verursachen. Testen Sie Ihren Code gründlich, um sicherzustellen, dass Änderungen korrekt verfolgt werden und die Benutzeroberfläche konsistent aktualisiert wird.
4. Dokumentieren Sie Ihren Code: Dokumentieren Sie die Verwendung von experimental_useMutableSource und die Annahmen über die veränderliche Datenquelle klar. Dies hilft anderen Entwicklern, Ihren Code zu verstehen und zu warten.
5. Ziehen Sie Alternativen in Betracht: Bevor Sie experimental_useMutableSource verwenden, ziehen Sie alternative Ansätze in Betracht, wie die Verwendung einer Zustandsverwaltungsbibliothek (z. B. Redux, Zustand) oder die Umgestaltung Ihres Codes zur Verwendung unveränderlicher Datenstrukturen.
6. Verwenden Sie Versionierung: Fügen Sie innerhalb des mutableSource-Objekts eine version-Eigenschaft hinzu. Aktualisieren Sie diese Eigenschaft immer dann, wenn sich die Struktur der Datenquelle selbst ändert (z. B. Hinzufügen oder Entfernen von Eigenschaften). Dies ermöglicht es experimental_useMutableSource zu wissen, wann es seine Snapshot-Strategie vollständig neu bewerten muss, nicht nur die Datenwerte. Erhöhen Sie die Version, wann immer Sie die Funktionsweise der Datenquelle grundlegend ändern.

Integration mit Drittanbieter-Bibliotheken

experimental_useMutableSource ist besonders nützlich für die Integration von React-Komponenten mit Drittanbieter-Bibliotheken, die Daten veränderlich verwalten. Hier ist ein allgemeiner Ansatz:

1. Identifizieren Sie die veränderliche Datenquelle: Bestimmen Sie, welcher Teil der API der Bibliothek die veränderlichen Daten bereitstellt, auf die Sie in Ihrer React-Komponente zugreifen müssen.
2. Erstellen Sie ein Mutable-Source-Objekt: Erstellen Sie ein JavaScript-Objekt, das die veränderliche Datenquelle kapselt und die getSnapshot- und subscribe-Funktionen bereitstellt.
3. Implementieren Sie die getSnapshot-Funktion: Schreiben Sie die getSnapshot-Funktion, um die relevanten Daten aus der veränderlichen Datenquelle zu extrahieren. Stellen Sie sicher, dass der Snapshot stabil ist.
4. Implementieren Sie die subscribe-Funktion: Schreiben Sie die subscribe-Funktion, um einen Listener beim Ereignissystem der Bibliothek zu registrieren. Der Listener sollte immer dann aufgerufen werden, wenn sich die veränderlichen Daten ändern.
5. Verwenden Sie experimental_useMutableSource in Ihrer Komponente: Verwenden Sie experimental_useMutableSource, um die veränderliche Datenquelle zu abonnieren und auf die Daten in Ihrer React-Komponente zuzugreifen.

Wenn Sie beispielsweise eine Charting-Bibliothek verwenden, die die Diagrammdaten veränderlich aktualisiert, können Sie experimental_useMutableSource verwenden, um die Datenänderungen des Diagramms zu abonnieren und die Diagrammkomponente entsprechend zu aktualisieren.

Überlegungen zum Concurrent Mode

experimental_useMutableSource ist so konzipiert, dass es mit den Concurrent Mode-Funktionen von React funktioniert. Der Concurrent Mode ermöglicht es React, das Rendern zu unterbrechen, anzuhalten und fortzusetzen, was die Reaktionsfähigkeit und Leistung Ihrer Anwendung verbessert. Bei der Verwendung von experimental_useMutableSource im Concurrent Mode ist es wichtig, die folgenden Überlegungen zu beachten:

• Tearing: Tearing tritt auf, wenn React aufgrund von Unterbrechungen im Rendering-Prozess nur einen Teil der Benutzeroberfläche aktualisiert. Um Tearing zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass die getSnapshot-Funktion einen konsistenten Snapshot der Daten zurückgibt.
• Suspense: Suspense ermöglicht es Ihnen, das Rendern einer Komponente auszusetzen, bis bestimmte Daten verfügbar sind. Bei der Verwendung von experimental_useMutableSource mit Suspense stellen Sie sicher, dass die veränderliche Datenquelle verfügbar ist, bevor die Komponente versucht zu rendern.
• Transitions: Transitions ermöglichen Ihnen einen reibungslosen Übergang zwischen verschiedenen Zuständen in Ihrer Anwendung. Bei der Verwendung von experimental_useMutableSource mit Transitions stellen Sie sicher, dass die veränderliche Datenquelle während des Übergangs korrekt aktualisiert wird.

Alternativen zu experimental_useMutableSource

Obwohl experimental_useMutableSource einen Mechanismus zur Integration mit veränderlichen Datenquellen bietet, ist es nicht immer die beste Lösung. Ziehen Sie die folgenden Alternativen in Betracht:

• Unveränderliche Datenstrukturen: Wenn möglich, gestalten Sie Ihren Code um, um unveränderliche Datenstrukturen zu verwenden. Unveränderliche Datenstrukturen erleichtern die Nachverfolgung von Änderungen und verhindern versehentliche Mutationen.
• Zustandsverwaltungsbibliotheken: Verwenden Sie eine Zustandsverwaltungsbibliothek wie Redux, Zustand oder Recoil, um den Zustand Ihrer Anwendung zu verwalten. Diese Bibliotheken bieten einen zentralen Speicher für Ihre Daten und erzwingen die Unveränderlichkeit.
• Context API: Die React Context API ermöglicht es Ihnen, Daten zwischen Komponenten ohne Prop-Drilling zu teilen. Obwohl die Context API selbst keine Unveränderlichkeit erzwingt, können Sie sie in Verbindung mit unveränderlichen Datenstrukturen oder einer Zustandsverwaltungsbibliothek verwenden.
• useSyncExternalStore: Dieser Hook ermöglicht es Ihnen, externe Datenquellen so zu abonnieren, dass es mit dem Concurrent Mode und Server Components kompatibel ist. Obwohl er nicht speziell für *veränderliche* Daten konzipiert ist, könnte er eine geeignete Alternative sein, wenn Sie Aktualisierungen des externen Speichers auf vorhersehbare Weise verwalten können.

Fazit

experimental_useMutableSource ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Integration von React-Komponenten mit veränderlichen Datenquellen. Es ermöglicht eine feingranulare Änderungserkennung und optimierte Updates, was die Leistung Ihrer Anwendung verbessert. Es fügt jedoch auch Komplexität hinzu und erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Datenkonsistenz und Synchronisation.

Bevor Sie experimental_useMutableSource verwenden, ziehen Sie alternative Ansätze in Betracht, wie die Verwendung unveränderlicher Datenstrukturen oder einer Zustandsverwaltungsbibliothek. Wenn Sie sich doch für die Verwendung von experimental_useMutableSource entscheiden, befolgen Sie die in diesem Artikel beschriebenen Best Practices, um sicherzustellen, dass Ihr Code robust und wartbar ist.

Da experimental_useMutableSource Teil der experimentellen Concurrent Mode-Funktionen von React ist, kann sich seine API ändern. Bleiben Sie auf dem Laufenden mit der neuesten React-Dokumentation und seien Sie bereit, Ihren Code bei Bedarf anzupassen. Der beste Ansatz ist, immer dann auf Unveränderlichkeit hinzuarbeiten, wenn es möglich ist, und nur dann auf die Verwaltung veränderlicher Daten mit Werkzeugen wie experimental_useMutableSource zurückzugreifen, wenn dies aus Integrations- oder Leistungsgründen unbedingt erforderlich ist.