پیاده‌سازی experimental_useMutableSource در React: تشریح منبع داده قابل تغییر

React، کتابخانه محبوب جاوا اسکریپت برای ساخت رابط‌های کاربری، دائماً در حال تحول است. یکی از افزودنی‌های جالب اخیر که در حال حاضر در مرحله آزمایشی قرار دارد، هوک experimental_useMutableSource است. این هوک رویکردی نوین برای مدیریت مستقیم منابع داده قابل تغییر (mutable) در کامپوننت‌های React ارائه می‌دهد. درک پیاده‌سازی و استفاده صحیح از آن می‌تواند الگوهای قدرتمند جدیدی را برای مدیریت وضعیت باز کند، به ویژه در سناریوهایی که وضعیت سنتی React کارایی لازم را ندارد. این راهنمای جامع به بررسی جزئیات experimental_useMutableSource، مکانیک، موارد استفاده، مزایا و مشکلات احتمالی آن می‌پردازد.

منبع داده قابل تغییر (Mutable Data Source) چیست؟

قبل از پرداختن به خود هوک، درک مفهوم منبع داده قابل تغییر بسیار مهم است. در زمینه React، منبع داده قابل تغییر به یک ساختار داده اشاره دارد که می‌تواند مستقیماً بدون نیاز به جایگزینی کامل، اصلاح شود. این موضوع در تضاد با رویکرد مدیریت وضعیت معمول React است که در آن به‌روزرسانی‌های وضعیت شامل ایجاد اشیاء جدید و غیرقابل تغییر (immutable) است. نمونه‌هایی از منابع داده قابل تغییر عبارتند از:

• کتابخانه‌های خارجی: کتابخانه‌هایی مانند MobX یا حتی دستکاری مستقیم عناصر DOM می‌توانند منابع داده قابل تغییر در نظر گرفته شوند.
• اشیاء اشتراکی: اشیائی که بین بخش‌های مختلف برنامه شما به اشتراک گذاشته شده‌اند و ممکن است توسط توابع یا ماژول‌های مختلف تغییر کنند.
• داده‌های آنی (Real-time): جریان‌های داده از WebSockets یا رویدادهای ارسالی از سرور (SSE) که دائماً به‌روزرسانی می‌شوند. یک نوار قیمت سهام یا نتایج زنده که به طور مکرر به‌روز می‌شوند را تصور کنید.
• وضعیت بازی: برای بازی‌های پیچیده‌ای که با React ساخته شده‌اند، مدیریت مستقیم وضعیت بازی به عنوان یک شیء قابل تغییر می‌تواند کارآمدتر از تکیه صرف بر وضعیت غیرقابل تغییر React باشد.
• گراف‌های صحنه سه‌بعدی (3D Scene Graphs): کتابخانه‌هایی مانند Three.js گراف‌های صحنه قابل تغییری را نگهداری می‌کنند و ادغام آنها با React نیازمند مکانیزمی برای ردیابی کارآمد تغییرات در این گراف‌ها است.

مدیریت وضعیت سنتی React هنگام کار با این منابع داده قابل تغییر می‌تواند ناکارآمد باشد، زیرا هر تغییری در منبع نیازمند ایجاد یک شیء وضعیت جدید در React و فعال کردن رندر مجدد کامپوننت است. این امر می‌تواند منجر به گلوگاه‌های عملکردی شود، به ویژه هنگام کار با به‌روزرسانی‌های مکرر یا مجموعه‌های داده بزرگ.

معرفی experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource یک هوک React است که برای پر کردن شکاف بین مدل کامپوننت React و منابع داده خارجی قابل تغییر طراحی شده است. این هوک به کامپوننت‌های React اجازه می‌دهد تا در تغییرات یک منبع داده قابل تغییر مشترک شوند و تنها در صورت لزوم مجدداً رندر شوند، که باعث بهینه‌سازی عملکرد و بهبود پاسخگویی می‌شود. این هوک دو آرگومان می‌گیرد:

1. منبع (Source): شیء منبع داده قابل تغییر. این می‌تواند هر چیزی از یک MobX observable تا یک شیء جاوا اسکریپت ساده باشد.
2. انتخاب‌گر (Selector): تابعی که داده‌های خاصی را که کامپوننت نیاز دارد از منبع استخراج می‌کند. این به کامپوننت‌ها اجازه می‌دهد تا فقط به بخش‌های مربوطه از منبع داده مشترک شوند و رندرهای مجدد را بیشتر بهینه کنند.

این هوک داده‌های انتخاب شده از منبع را برمی‌گرداند. هنگامی که منبع تغییر می‌کند، React تابع انتخاب‌گر را دوباره اجرا می‌کند و بر اساس اینکه آیا داده‌های انتخاب شده تغییر کرده‌اند یا نه (با استفاده از Object.is برای مقایسه)، تعیین می‌کند که آیا کامپوننت نیاز به رندر مجدد دارد یا خیر.

مثال استفاده پایه

بیایید یک مثال ساده با استفاده از یک شیء جاوا اسکریپت ساده به عنوان منبع داده قابل تغییر را در نظر بگیریم:

const mutableSource = { value: 0 }; function incrementValue() { mutableSource.value++; // در حالت ایده‌آل، شما باید یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر قوی‌تر در اینجا داشته باشید. // برای این مثال ساده، ما به فعال‌سازی دستی تکیه می‌کنیم. forceUpdate(); // تابعی برای فعال کردن رندر مجدد (در ادامه توضیح داده شده است) } function MyComponent() { const value = experimental_useMutableSource( mutableSource, () => mutableSource.value, ); return (

Value: {value}

Increment

); } // تابع کمکی برای اجبار به رندر مجدد (برای محیط پروداکشن ایده‌آل نیست، در ادامه ببینید) const [, forceUpdate] = React.useReducer(x => x + 1, 0);

توضیحات:

• ما یک شیء mutableSource با یک خاصیت value تعریف می‌کنیم.
• تابع incrementValue خاصیت value را مستقیماً تغییر می‌دهد.
• MyComponent از experimental_useMutableSource برای اشتراک در تغییرات mutableSource.value استفاده می‌کند.
• تابع انتخاب‌گر () => mutableSource.value داده‌های مربوطه را استخراج می‌کند.
• هنگامی که روی دکمه "Increment" کلیک می‌شود، incrementValue فراخوانی شده و mutableSource.value را به‌روز می‌کند.
• نکته مهم این است که تابع forceUpdate برای فعال کردن رندر مجدد فراخوانی می‌شود. این یک ساده‌سازی برای اهداف نمایشی است. در یک برنامه واقعی، شما به یک مکانیزم پیچیده‌تر برای اطلاع‌رسانی به React در مورد تغییرات منبع داده قابل تغییر نیاز دارید. در ادامه به جایگزین‌ها خواهیم پرداخت.

مهم: تغییر مستقیم منبع داده و تکیه بر forceUpdate به طور کلی برای کد پروداکشن توصیه *نمی‌شود*. این مورد در اینجا برای سادگی نمایش گنجانده شده است. رویکرد بهتر، استفاده از یک الگوی observable مناسب یا کتابخانه‌ای است که مکانیزم‌های اطلاع‌رسانی تغییر را فراهم می‌کند.

پیاده‌سازی یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر مناسب

چالش اصلی هنگام کار با experimental_useMutableSource این است که اطمینان حاصل شود React از تغییر منبع داده قابل تغییر مطلع می‌شود. صرفاً تغییر دادن منبع داده به طور خودکار باعث رندر مجدد *نمی‌شود*. شما به مکانیزمی برای اعلام به React نیاز دارید که داده‌ها به‌روز شده‌اند.

در اینجا چند رویکرد رایج آورده شده است:

۱. استفاده از یک Observable سفارشی

شما می‌توانید یک شیء observable سفارشی ایجاد کنید که هنگام تغییر داده‌هایش، رویدادهایی را منتشر می‌کند. این به کامپوننت‌ها اجازه می‌دهد تا در این رویدادها مشترک شوند و خود را بر اساس آن به‌روز کنند.

class Observable { constructor(initialValue) { this._value = initialValue; this._listeners = []; } get value() { return this._value; } set value(newValue) { if (this._value !== newValue) { this._value = newValue; this.notifyListeners(); } } subscribe(listener) { this._listeners.push(listener); return () => { this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener); }; } notifyListeners() { this._listeners.forEach(listener => listener()); } } const mutableSource = new Observable(0); function incrementValue() { mutableSource.value++; } function MyComponent() { const value = experimental_useMutableSource( mutableSource, observable => observable.value, () => mutableSource.value // تابع اسنپ‌شات ); const [, forceUpdate] = React.useReducer(x => x + 1, 0); React.useEffect(() => { const unsubscribe = mutableSource.subscribe(() => { forceUpdate(); // فعال کردن رندر مجدد در صورت تغییر }); return () => unsubscribe(); // پاک‌سازی هنگام unmount شدن }, [mutableSource]); return (

Value: {value}

Increment

); }

توضیحات:

• ما یک کلاس سفارشی Observable تعریف می‌کنیم که یک مقدار و لیستی از شنوندگان را مدیریت می‌کند.
• setter خاصیت value هر زمان که مقدار تغییر می‌کند به شنوندگان اطلاع می‌دهد.
• MyComponent با استفاده از useEffect در Observable مشترک می‌شود.
• هنگامی که مقدار Observable تغییر می‌کند، شنونده forceUpdate را برای فعال کردن رندر مجدد فراخوانی می‌کند.
• هوک useEffect اطمینان می‌دهد که اشتراک هنگام unmount شدن کامپوننت پاک‌سازی می‌شود و از نشت حافظه جلوگیری می‌کند.
• آرگومان سوم experimental_useMutableSource، یعنی تابع اسنپ‌شات، اکنون استفاده می‌شود. این برای React ضروری است تا بتواند مقدار را قبل و بعد از یک به‌روزرسانی بالقوه به درستی مقایسه کند.

این رویکرد روشی قوی‌تر و قابل اطمینان‌تر برای ردیابی تغییرات در منبع داده قابل تغییر فراهم می‌کند.

۲. استفاده از MobX

MobX یک کتابخانه محبوب مدیریت وضعیت است که مدیریت داده‌های قابل تغییر را آسان می‌کند. این کتابخانه به طور خودکار وابستگی‌ها را ردیابی کرده و کامپوننت‌ها را هنگام تغییر داده‌های مربوطه به‌روز می‌کند.

import { makeObservable, observable, action } from "mobx"; import { observer } from "mobx-react-lite"; class Store { value = 0; constructor() { makeObservable(this, { value: observable, increment: action, }); } increment = () => { this.value++; }; } const store = new Store(); const MyComponent = observer(() => { const value = experimental_useMutableSource( store, (s) => s.value, () => store.value // تابع اسنپ‌شات ); return (

Value: {value}

Increment

); }); export default MyComponent;

توضیحات:

• ما از MobX برای ایجاد یک store قابل مشاهده (observable) با یک خاصیت value و یک اکشن increment استفاده می‌کنیم.
• کامپوننت مرتبه بالاتر observer به طور خودکار در تغییرات store مشترک می‌شود.
• experimental_useMutableSource برای دسترسی به value از store استفاده می‌شود.
• هنگامی که روی دکمه "Increment" کلیک می‌شود، اکشن increment مقدار store را به‌روز می‌کند، که به طور خودکار باعث رندر مجدد MyComponent می‌شود.
• باز هم، تابع اسنپ‌شات برای مقایسه‌های صحیح مهم است.

MobX فرآیند مدیریت داده‌های قابل تغییر را ساده می‌کند و اطمینان می‌دهد که کامپوننت‌های React همیشه به‌روز هستند.

۳. استفاده از Recoil (با احتیاط)

Recoil یک کتابخانه مدیریت وضعیت از فیس‌بوک است که رویکرد متفاوتی برای مدیریت وضعیت ارائه می‌دهد. در حالی که Recoil عمدتاً با وضعیت غیرقابل تغییر سروکار دارد، امکان ادغام آن با experimental_useMutableSource در سناریوهای خاص وجود دارد، هرچند این کار باید با احتیاط انجام شود.

شما معمولاً از Recoil برای مدیریت وضعیت اصلی استفاده می‌کنید و سپس از experimental_useMutableSource برای مدیریت یک منبع داده قابل تغییر خاص و جدا شده استفاده می‌کنید. از استفاده از experimental_useMutableSource برای تغییر مستقیم اتم‌های Recoil خودداری کنید، زیرا این کار می‌تواند منجر به رفتار غیرقابل پیش‌بینی شود.

مثال (مفهومی - با احتیاط استفاده شود):

import { useRecoilState } from 'recoil'; import { myRecoilAtom } from './atoms'; // فرض کنید یک اتم Recoil تعریف کرده‌اید const mutableSource = { value: 0 }; function incrementValue() { mutableSource.value++; // شما همچنان به یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر در اینجا نیاز دارید، مثلاً یک Observable سفارشی // تغییر مستقیم و استفاده از forceUpdate برای محیط پروداکشن توصیه *نمی‌شود*. forceUpdate(); // برای یک راه‌حل مناسب، مثال‌های قبلی را ببینید. } function MyComponent() { const [recoilValue, setRecoilValue] = useRecoilState(myRecoilAtom); const mutableValue = experimental_useMutableSource( mutableSource, () => mutableSource.value, () => mutableSource.value // تابع اسنپ‌شات ); // ... منطق کامپوننت شما با استفاده از recoilValue و mutableValue ... return (

Recoil Value: {recoilValue}

Mutable Value: {mutableValue}

Increment Mutable setRecoilValue(recoilValue + 1)}>Increment Recoil

); }

ملاحظات مهم هنگام استفاده از Recoil با experimental_useMutableSource:

• از تغییر مستقیم اتم‌های Recoil خودداری کنید: هرگز مقدار یک اتم Recoil را مستقیماً با استفاده از experimental_useMutableSource تغییر ندهید. برای به‌روزرسانی اتم‌های Recoil از تابع setRecoilValue که توسط useRecoilState ارائه شده است استفاده کنید.
• داده‌های قابل تغییر را جدا کنید: فقط از experimental_useMutableSource برای مدیریت قطعات کوچک و جدا شده از داده‌های قابل تغییر که برای وضعیت کلی برنامه مدیریت شده توسط Recoil حیاتی نیستند، استفاده کنید.
• جایگزین‌ها را در نظر بگیرید: قبل از متوسل شدن به experimental_useMutableSource با Recoil، به دقت بررسی کنید که آیا می‌توانید نتیجه دلخواه خود را با استفاده از ویژگی‌های داخلی Recoil، مانند وضعیت مشتق شده (derived state) یا افکت‌ها (effects)، به دست آورید.

مزایای experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource چندین مزیت نسبت به مدیریت وضعیت سنتی React هنگام کار با منابع داده قابل تغییر ارائه می‌دهد:

• عملکرد بهبود یافته: با اشتراک فقط در بخش‌های مربوطه از منبع داده و رندر مجدد تنها در صورت لزوم، experimental_useMutableSource می‌تواند عملکرد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، به ویژه هنگام کار با به‌روزرسانی‌های مکرر یا مجموعه‌های داده بزرگ.
• ادغام ساده: این هوک روشی تمیز و کارآمد برای ادغام کتابخانه‌ها و منابع داده خارجی قابل تغییر در کامپوننت‌های React فراهم می‌کند.
• کاهش کد تکراری (Boilerplate): این هوک میزان کد تکراری مورد نیاز برای مدیریت داده‌های قابل تغییر را کاهش می‌دهد و کد شما را مختصرتر و قابل نگهداری‌تر می‌کند.
• پشتیبانی از همزمانی (Concurrency): experimental_useMutableSource طوری طراحی شده است که با حالت همزمانی React (Concurrent Mode) به خوبی کار کند و به React اجازه می‌دهد تا رندر را در صورت نیاز قطع و از سر بگیرد بدون اینکه ردیابی داده‌های قابل تغییر را از دست بدهد.

چالش‌ها و ملاحظات بالقوه

در حالی که experimental_useMutableSource مزایای متعددی دارد، آگاهی از چالش‌ها و ملاحظات بالقوه آن مهم است:

• وضعیت آزمایشی: این هوک در حال حاضر در مرحله آزمایشی قرار دارد، به این معنی که API آن ممکن است در آینده تغییر کند. آماده باشید تا در صورت لزوم کد خود را تطبیق دهید.
• پیچیدگی: مدیریت داده‌های قابل تغییر ذاتاً می‌تواند پیچیده‌تر از مدیریت داده‌های غیرقابل تغییر باشد. مهم است که پیامدهای استفاده از داده‌های قابل تغییر را به دقت در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که کد شما به خوبی تست شده و قابل نگهداری است.
• اطلاع‌رسانی تغییر: همانطور که قبلاً بحث شد، شما باید یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر مناسب پیاده‌سازی کنید تا اطمینان حاصل شود که React از تغییر منبع داده قابل تغییر مطلع می‌شود. این می‌تواند به پیچیدگی کد شما بیافزاید.
• اشکال‌زدایی (Debugging): اشکال‌زدایی مشکلات مربوط به داده‌های قابل تغییر می‌تواند چالش‌برانگیزتر از اشکال‌زدایی مشکلات مربوط به داده‌های غیرقابل تغییر باشد. داشتن درک خوبی از نحوه تغییر منبع داده قابل تغییر و نحوه واکنش React به آن تغییرات مهم است.
• اهمیت تابع اسنپ‌شات (Snapshot): تابع اسنپ‌شات (آرگومان سوم) برای اطمینان از اینکه React می‌تواند داده‌ها را قبل و بعد از یک به‌روزرسانی بالقوه به درستی مقایسه کند، بسیار مهم است. حذف یا پیاده‌سازی نادرست این تابع می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره شود.

بهترین شیوه‌ها برای استفاده از experimental_useMutableSource

برای به حداکثر رساندن مزایا و به حداقل رساندن خطرات استفاده از experimental_useMutableSource، این بهترین شیوه‌ها را دنبال کنید:

• از یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر مناسب استفاده کنید: از تکیه بر فعال‌سازی دستی رندرهای مجدد خودداری کنید. از یک الگوی observable مناسب یا کتابخانه‌ای که مکانیزم‌های اطلاع‌رسانی تغییر را فراهم می‌کند، استفاده کنید.
• محدوده داده‌های قابل تغییر را به حداقل برسانید: فقط از experimental_useMutableSource برای مدیریت قطعات کوچک و جدا شده از داده‌های قابل تغییر استفاده کنید. از استفاده از آن برای مدیریت ساختارهای داده بزرگ یا پیچیده خودداری کنید.
• تست‌های کامل بنویسید: تست‌های کاملی بنویسید تا اطمینان حاصل کنید که کد شما به درستی کار می‌کند و داده‌های قابل تغییر به درستی مدیریت می‌شوند.
• کد خود را مستند کنید: کد خود را به وضوح مستند کنید تا نحوه استفاده از منبع داده قابل تغییر و نحوه واکنش React به تغییرات را توضیح دهید.
• از پیامدهای عملکردی آگاه باشید: در حالی که experimental_useMutableSource می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد، آگاهی از پیامدهای عملکردی بالقوه مهم است. از ابزارهای پروفایل‌سازی برای شناسایی هرگونه گلوگاه و بهینه‌سازی کد خود استفاده کنید.
• در صورت امکان عدم تغییرپذیری (Immutability) را ترجیح دهید: حتی هنگام استفاده از experimental_useMutableSource، تلاش کنید تا حد امکان از ساختارهای داده غیرقابل تغییر استفاده کنید و آنها را به روشی غیرقابل تغییر به‌روز کنید. این می‌تواند به ساده‌سازی کد شما و کاهش خطر باگ‌ها کمک کند.
• تابع اسنپ‌شات را درک کنید: اطمینان حاصل کنید که هدف و پیاده‌سازی تابع اسنپ‌شات را کاملاً درک کرده‌اید. یک تابع اسنپ‌شات صحیح برای عملکرد درست ضروری است.

موارد استفاده: مثال‌های دنیای واقعی

بیایید برخی از موارد استفاده در دنیای واقعی را بررسی کنیم که در آنها experimental_useMutableSource می‌تواند به ویژه مفید باشد:

• ادغام با Three.js: هنگام ساخت برنامه‌های سه‌بعدی با React و Three.js، می‌توانید از experimental_useMutableSource برای اشتراک در تغییرات گراف صحنه Three.js و رندر مجدد کامپوننت‌های React تنها در صورت لزوم استفاده کنید. این می‌تواند عملکرد را در مقایسه با رندر مجدد کل صحنه در هر فریم به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
• تجسم داده‌های آنی (Real-time): هنگام ساخت تجسم داده‌های آنی، می‌توانید از experimental_useMutableSource برای اشتراک در به‌روزرسانی‌های یک جریان WebSocket یا SSE و رندر مجدد نمودار یا گراف تنها هنگام تغییر داده‌ها استفاده کنید. این می‌تواند تجربه کاربری روان‌تر و پاسخگوتری را فراهم کند. یک داشبورد را تصور کنید که قیمت‌های زنده ارزهای دیجیتال را نمایش می‌دهد؛ استفاده از experimental_useMutableSource می‌تواند از رندرهای مجدد غیرضروری با نوسان قیمت جلوگیری کند.
• توسعه بازی: در توسعه بازی، می‌توان از experimental_useMutableSource برای مدیریت وضعیت بازی و رندر مجدد کامپوننت‌های React تنها هنگام تغییر وضعیت بازی استفاده کرد. این می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد و تأخیر (lag) را کاهش دهد. به عنوان مثال، مدیریت موقعیت و سلامتی شخصیت‌های بازی به عنوان اشیاء قابل تغییر، و استفاده از experimental_useMutableSource در کامپوننت‌هایی که اطلاعات شخصیت را نمایش می‌دهند.
• ویرایش مشارکتی (Collaborative Editing): هنگام ساخت برنامه‌های ویرایش مشارکتی، می‌توانید از experimental_useMutableSource برای اشتراک در تغییرات سند اشتراکی و رندر مجدد کامپوننت‌های React تنها هنگام تغییر سند استفاده کنید. این می‌تواند یک تجربه ویرایش مشارکتی آنی را فراهم کند. به یک ویرایشگر سند اشتراکی فکر کنید که چندین کاربر به طور همزمان در حال ایجاد تغییرات هستند؛ experimental_useMutableSource می‌تواند به بهینه‌سازی رندرهای مجدد با اعمال ویرایش‌ها کمک کند.
• ادغام با کدهای قدیمی (Legacy Code): experimental_useMutableSource همچنین می‌تواند هنگام ادغام React با پایگاه‌های کد قدیمی که به ساختارهای داده قابل تغییر متکی هستند، مفید باشد. این به شما امکان می‌دهد تا به تدریج پایگاه کد را به React منتقل کنید بدون اینکه مجبور باشید همه چیز را از ابتدا بازنویسی کنید.

نتیجه‌گیری

experimental_useMutableSource ابزاری قدرتمند برای مدیریت منابع داده قابل تغییر در برنامه‌های React است. با درک پیاده‌سازی، موارد استفاده، مزایا و چالش‌های بالقوه آن، می‌توانید از آن برای ساخت برنامه‌های کارآمدتر، پاسخگوتر و قابل نگهداری‌تر استفاده کنید. به یاد داشته باشید که از یک مکانیزم اطلاع‌رسانی تغییر مناسب استفاده کنید، محدوده داده‌های قابل تغییر را به حداقل برسانید و تست‌های کاملی بنویسید تا اطمینان حاصل کنید که کد شما به درستی کار می‌کند. با ادامه تکامل React، experimental_useMutableSource احتمالاً نقش مهم‌تری در آینده توسعه React ایفا خواهد کرد.

در حالی که هنوز آزمایشی است، experimental_useMutableSource رویکردی امیدوارکننده برای مدیریت شرایطی است که منابع داده قابل تغییر اجتناب‌ناپذیر هستند. با در نظر گرفتن دقیق پیامدهای آن و پیروی از بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند از قدرت آن برای ایجاد برنامه‌های React با کارایی بالا و واکنشی استفاده کنند. برای به‌روزرسانی‌ها و تغییرات احتمالی این هوک ارزشمند، نقشه راه React را زیر نظر داشته باشید.