React useSyncExternalStore: Ulkoisen tilan synkronoinnin hallinta

Nykyaikaisissa React-sovelluksissa tehokas tilanhallinta on elintärkeää. Vaikka React tarjoaa sisäänrakennettuja tilanhallintaratkaisuja, kuten useState ja useReducer, integraatio ulkoisiin datalähteisiin tai kolmannen osapuolen tilanhallintakirjastoihin vaatii kehittyneemmän lähestymistavan. Tässä kohtaa useSyncExternalStore astuu kuvaan.

Mikä on useSyncExternalStore?

useSyncExternalStore on React 18:ssa esitelty hook, jonka avulla voit tilata ja lukea tietoja ulkoisista datalähteistä tavalla, joka on yhteensopiva samanaikaisen renderöinnin (concurrent rendering) kanssa. Tämä on erityisen tärkeää käsiteltäessä dataa, jota React ei suoraan hallinnoi, kuten:

• Kolmannen osapuolen tilanhallintakirjastot: Redux, Zustand, Jotai jne.
• Selaimen API:t: localStorage, IndexedDB jne.
• Ulkoiset datalähteet: Server-sent events, WebSockets jne.

Ennen useSyncExternalStore-hookia ulkoisten tilojen synkronointi saattoi johtaa "tearing"-ilmiöön ja epäjohdonmukaisuuksiin, erityisesti Reactin samanaikaisen renderöinnin ominaisuuksien kanssa. Tämä hook ratkaisee nämä ongelmat tarjoamalla standardoidun ja suorituskykyisen tavan yhdistää ulkoinen data React-komponentteihisi.

Miksi käyttää useSyncExternalStorea? Hyödyt ja edut

useSyncExternalStore-hookin käyttö tarjoaa useita keskeisiä etuja:

• Yhteensopivuus samanaikaisuuden kanssa: Varmistaa, että komponenttisi näyttää aina johdonmukaisen näkymän ulkoisesta tilasta, jopa samanaikaisten renderöintien aikana. Tämä estää "tearing"-ongelmat, joissa käyttöliittymän osat saattavat näyttää epäjohdonmukaista dataa.
• Suorituskyky: Optimoitu suorituskykyä varten, minimoiden tarpeettomat uudelleenrenderöinnit. Se hyödyntää Reactin sisäisiä mekanismeja tilatakseen tehokkaasti muutoksia ja päivittääkseen komponentin vain tarvittaessa.
• Standardoitu API: Tarjoaa johdonmukaisen ja ennustettavan API:n vuorovaikutukseen ulkoisten tilojen kanssa riippumatta niiden toteutuksesta.
• Vähemmän toistokoodia: Yksinkertaistaa yhteyden muodostamista ulkoisiin tiloihin, vähentäen tarvittavan mukautetun koodin määrää.
• Yhteensopivuus: Toimii saumattomasti monenlaisten ulkoisten datalähteiden ja tilanhallintakirjastojen kanssa.

Miten useSyncExternalStore toimii: Syväsukellus

useSyncExternalStore-hook ottaa kolme argumenttia:

1. subscribe(callback: () => void): () => void: Funktio, joka rekisteröi takaisinkutsun (callback), jota kutsutaan, kun ulkoinen tila muuttuu. Sen tulee palauttaa funktio tilauksen perumiseksi. Näin React saa tietää, kun tilassa on uutta dataa.
2. getSnapshot(): T: Funktio, joka palauttaa tilannekuvan (snapshot) datasta ulkoisesta tilasta. Tämän tilannekuvan tulisi olla yksinkertainen, muuttumaton arvo, jota React voi käyttää määrittämään, onko data muuttunut.
3. getServerSnapshot?(): T (Valinnainen): Funktio, joka palauttaa datan alkuperäisen tilannekuvan palvelimella. Tätä käytetään palvelinpuolen renderöinnissä (SSR) varmistamaan johdonmukaisuus palvelimen ja asiakkaan välillä. Jos sitä ei anneta, React käyttää getSnapshot()-funktiota palvelinrenderöinnin aikana, mikä ei välttämättä ole ihanteellista kaikissa tilanteissa.

Tässä erittely siitä, miten nämä argumentit toimivat yhdessä:

1. Kun komponentti liitetään (mounts), useSyncExternalStore kutsuu subscribe-funktiota rekisteröidäkseen takaisinkutsun.
2. Kun ulkoinen tila muuttuu, se kutsuu subscribe-funktion kautta rekisteröityä takaisinkutsua.
3. Takaisinkutsu kertoo Reactille, että komponentti on renderöitävä uudelleen.
4. Renderöinnin aikana useSyncExternalStore kutsuu getSnapshot-funktiota saadakseen uusimman datan ulkoisesta tilasta.
5. React vertaa nykyistä tilannekuvaa edelliseen. Jos ne eroavat, komponentti päivitetään uudella datalla.
6. Kun komponentti poistetaan (unmounts), subscribe-funktion palauttamaa tilauksen perumisfunktiota kutsutaan muistivuotojen estämiseksi.

Perustason toteutusesimerkki: Integraatio localStorageen

Katsotaan yksinkertaisen esimerkin avulla, miten useSyncExternalStore-hookia käytetään arvon lukemiseen ja kirjoittamiseen localStorage-olioon.

            import { useSyncExternalStore } from 'react';

function getLocalStorageItem(key: string): string | null {
  try {
    return localStorage.getItem(key);
  } catch (error) {
    console.error("Error accessing localStorage:", error);
    return null; // Käsittele mahdolliset virheet, kuten `localStorage` ei ole saatavilla.
  }
}

function useLocalStorage(key: string): [string | null, (value: string) => void] {
  const subscribe = (callback: () => void) => {
    window.addEventListener('storage', callback);
    return () => window.removeEventListener('storage', callback);
  };

  const getSnapshot = () => getLocalStorageItem(key);

  const serverSnapshot = () => null; // Tai oletusarvo, jos se sopii SSR-asetuksiisi

  const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, serverSnapshot);

  const setValue = (newValue: string) => {
    try {
      localStorage.setItem(key, newValue);
      // Lähetä storage-tapahtuma nykyisessä ikkunassa käynnistääksesi päivitykset muissa välilehdissä.
      window.dispatchEvent(new StorageEvent('storage', {
        key: key,
        newValue: newValue,
        storageArea: localStorage,
      } as StorageEventInit));
    } catch (error) {
      console.error("Error setting localStorage:", error);
    }
  };

  return [value, setValue];
}

function MyComponent() {
  const [name, setName] = useLocalStorage('name');

  return (
    <div>
      <p>Hello, {name || 'World'}</p>
      <input
        type="text"
        value={name || ''}
        onChange={(e) => setName(e.target.value)}
      />
    </div>
  );
}

export default MyComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Selitys:

• getLocalStorageItem: Apufunktio arvon turvalliseen hakemiseen localStorage-oliosta, käsitellen mahdolliset virheet.
• useLocalStorage: Mukautettu hook, joka kapseloi logiikan vuorovaikutukseen localStorage-olion kanssa käyttäen useSyncExternalStore-hookia.
• subscribe: Kuuntelee 'storage'-tapahtumaa, joka laukeaa, kun localStorage-oliota muokataan toisessa välilehdessä tai ikkunassa. Kriittisesti lähetämme storage-tapahtuman uuden arvon asettamisen jälkeen, jotta päivitykset laukeavat oikein myös *samassa* ikkunassa.
• getSnapshot: Palauttaa nykyisen arvon localStorage-oliosta.
• serverSnapshot: Palauttaa null (tai oletusarvon) palvelinpuolen renderöintiä varten.
• setValue: Päivittää arvon localStorage-olioon ja lähettää storage-tapahtuman ilmoittaakseen muille välilehdille.
• MyComponent: Yksinkertainen komponentti, joka käyttää useLocalStorage-hookia nimen näyttämiseen ja päivittämiseen.

Tärkeitä huomioita localStorage-oliosta:

• Virheidenkäsittely: Kääri aina localStorage-kutsut try...catch-lohkoihin käsitelläksesi mahdolliset virheet, kuten kun localStorage on poistettu käytöstä tai ei ole saatavilla (esim. yksityisessä selaustilassa).
• Storage-tapahtumat: 'storage'-tapahtuma laukeaa vain, kun localStorage-oliota muokataan *toisessa* välilehdessä tai ikkunassa, ei samassa ikkunassa. Siksi lähetämme uuden StorageEvent-tapahtuman manuaalisesti arvon asettamisen jälkeen.
• Datan sarjallistaminen: localStorage tallentaa vain merkkijonoja. Saatat joutua sarjallistamaan ja purkamaan monimutkaisia tietorakenteita käyttämällä JSON.stringify- ja JSON.parse-metodeja.
• Turvallisuus: Ole tarkkana, mitä dataa tallennat localStorage-olioon, sillä se on saatavilla samassa verkkotunnuksessa olevalle JavaScript-koodille. Arkaluonteista tietoa ei tule tallentaa localStorage-olioon.

Edistyneet käyttötapaukset ja esimerkit

1. Integrointi Zustandiin (tai muuhun tilanhallintakirjastoon)

useSyncExternalStore-hookin integrointi globaaliin tilanhallintakirjastoon, kuten Zustand, on yleinen käyttötapaus. Tässä on esimerkki:

            import { useSyncExternalStore } from 'react';
import { create } from 'zustand';

interface BearState {
  bears: number
  increase: (by: number) => void
}

const useStore = create<BearState>((set) => ({
  bears: 0,
  increase: (by) => set((state) => ({ bears: state.bears + by }))
}))

function BearCounter() {
  const bears = useSyncExternalStore(
    useStore.subscribe,
    useStore.getState,
    () => ({ bears: 0, increase: () => {} }) // Palvelimen tilannekuva, anna oletustila
  ).bears
  return <h1>{bears} bears around here!</h1>
}

function Controls() {
  const increase = useStore(state => state.increase)
  return (<button onClick={() => increase(1)}>one bear</button>)
}

export { BearCounter, Controls }
            

              
                Copy
              
            
          

Selitys:

• Käytämme Zustandia globaaliin tilanhallintaan
• useStore.subscribe: Tämä funktio tilaa Zustand-tilan ja laukaisee uudelleenrenderöinnit, kun tilan arvo muuttuu.
• useStore.getState: Tämä funktio palauttaa Zustand-tilan nykyisen arvon.
• Kolmas parametri antaa oletustilan palvelinpuolen renderöintiä (SSR) varten, varmistaen, että komponentti renderöityy oikein palvelimella ennen kuin asiakaspuolen JavaScript ottaa hallinnan.
• Komponentti hakee karhujen määrän käyttämällä useSyncExternalStore-hookia ja renderöi sen.
• Controls-komponentti näyttää, kuinka Zustand-setteria käytetään.

2. Integrointi Server-Sent Events (SSE) -tapahtumiin

useSyncExternalStore-hookia voidaan käyttää komponenttien tehokkaaseen päivittämiseen reaaliaikaisen datan perusteella palvelimelta Server-Sent Events (SSE) -tekniikalla.

            import { useSyncExternalStore, useState, useEffect, useCallback } from 'react';

function useSSE(url: string) {
  const [data, setData] = useState(null);
  const [eventSource, setEventSource] = useState(null);

  useEffect(() => {
    const newEventSource = new EventSource(url);
    setEventSource(newEventSource);

    newEventSource.onmessage = (event) => {
      try {
        const parsedData = JSON.parse(event.data);
        setData(parsedData);
      } catch (error) {
        console.error("Error parsing SSE data:", error);
      }
    };

    newEventSource.onerror = (error) => {
      console.error("SSE error:", error);
    };

    return () => {
      newEventSource.close();
      setEventSource(null);
    };
  }, [url]);

  const subscribe = useCallback((callback: () => void) => {
    if (eventSource) {
      eventSource.addEventListener('message', callback);
    }
    return () => {
      if (eventSource) {
        eventSource.removeEventListener('message', callback);
      }
    };
  }, [eventSource]);

  const getSnapshot = useCallback(() => data, [data]);

  const serverSnapshot = useCallback(() => null, []);

  const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, serverSnapshot);

  return value;
}

function RealTimeDataComponent() {
  const realTimeData = useSSE('/api/sse'); // Korvaa omalla SSE-päätepisteelläsi

  if (!realTimeData) {
    return <p>Loading...</p>;
  }

  return <div><p>Real-time Data: {JSON.stringify(realTimeData)}</p></div>;
}

export default RealTimeDataComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Selitys:

• useSSE: Mukautettu hook, joka muodostaa SSE-yhteyden annettuun URL-osoitteeseen.
• subscribe: Lisää tapahtumankuuntelijan EventSource-olioon saadakseen ilmoituksia uusista viesteistä palvelimelta. Se käyttää useCallback-hookia varmistaakseen, ettei takaisinkutsufunktiota luoda uudelleen jokaisella renderöinnillä.
• getSnapshot: Palauttaa viimeisimmän datan SSE-virrasta.
• serverSnapshot: Palauttaa null palvelinpuolen renderöintiä varten.
• RealTimeDataComponent: Komponentti, joka käyttää useSSE-hookia reaaliaikaisen datan näyttämiseen.

3. Integrointi IndexedDB:hen

Synkronoi React-komponentit IndexedDB:hen tallennetun datan kanssa käyttämällä useSyncExternalStore-hookia.

            import { useSyncExternalStore, useState, useEffect, useCallback } from 'react';

interface IDBData {
  id: number;
  name: string;
}

async function getAllData(): Promise {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('myDataBase', 1); // Korvaa omalla tietokantasi nimellä ja versiolla

    request.onerror = (event) => {
      console.error("IndexedDB open error:", event);
      reject(event);
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      const db = (event.target as IDBRequest).result as IDBDatabase;
      const transaction = db.transaction(['myDataStore'], 'readonly'); // Korvaa omalla säilösi nimellä
      const objectStore = transaction.objectStore('myDataStore');
      const getAllRequest = objectStore.getAll();

      getAllRequest.onsuccess = (event) => {
        const data = (event.target as IDBRequest).result as IDBData[];
        resolve(data);
      };

      getAllRequest.onerror = (event) => {
        console.error("IndexedDB getAll error:", event);
        reject(event);
      };
    };

    request.onupgradeneeded = (event) => {
      const db = (event.target as IDBRequest).result as IDBDatabase;
      db.createObjectStore('myDataStore', { keyPath: 'id' });
    };
  });
}

function useIndexedDBData(): IDBData[] | null {
  const [data, setData] = useState(null);
  const [dbInitialized, setDbInitialized] = useState(false);

  useEffect(() => {
    const initDB = async () => {
        try{
            await getAllData();
            setDbInitialized(true);
        } catch (e) {
            console.error("IndexedDB initialization failed", e);
        }
    }

    initDB();
  }, []);


  const subscribe = useCallback((callback: () => void) => {
    // Suorita takaisinkutsu viiveellä (debounce) estääksesi liialliset uudelleenrenderöinnit.
    let timeoutId: NodeJS.Timeout;
    const debouncedCallback = () => {
      clearTimeout(timeoutId);
      timeoutId = setTimeout(callback, 50); // Säädä viiveen pituutta tarpeen mukaan
    };

    const handleVisibilityChange = () => {
      // Hae data uudelleen, kun välilehti tulee jälleen näkyviin
      if (document.visibilityState === 'visible') {
        debouncedCallback();
      }
    };

    window.addEventListener('focus', debouncedCallback);
    document.addEventListener('visibilitychange', handleVisibilityChange);


    return () => {
      window.removeEventListener('focus', debouncedCallback);
      document.removeEventListener('visibilitychange', handleVisibilityChange);
      clearTimeout(timeoutId);
    };
  }, []);

  const getSnapshot = useCallback(() => {
    // Hae uusin data IndexedDB:stä joka kerta, kun getSnapshot kutsutaan
    getAllData().then(newData => setData(newData));
    return data;
  }, [data]);

  const serverSnapshot = useCallback(() => null, []);

  return useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, serverSnapshot);
}

function IndexedDBComponent() {
  const data = useIndexedDBData();

  if (!data) {
    return <p>Loading data from IndexedDB...</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>Data from IndexedDB:</h2>
      <ul>
        {data.map((item) => (
          <li key={item.id}>{item.name} (ID: {item.id})</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default IndexedDBComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Selitys:

• getAllData: Asynkroninen funktio, joka hakee kaiken datan IndexedDB-säilöstä.
• useIndexedDBData: Mukautettu hook, joka käyttää useSyncExternalStore-hookia tilatakseen muutoksia IndexedDB:stä.
• subscribe: Asettaa kuuntelijat näkyvyyden ja fokuksen muutoksille päivittääkseen dataa IndexedDB:stä ja käyttää debounce-funktiota välttääkseen liiallisia päivityksiä.
• getSnapshot: Hakee nykyisen tilannekuvan kutsumalla `getAllData()`-funktiota ja palauttaa sitten tilasta löytyvän `data`-arvon.
• serverSnapshot: Palauttaa null palvelinpuolen renderöintiä varten.
• IndexedDBComponent: Komponentti, joka näyttää dataa IndexedDB:stä.

Tärkeitä huomioita IndexedDB:stä:

• Asynkroniset operaatiot: Vuorovaikutus IndexedDB:n kanssa on asynkronista, joten sinun on käsiteltävä datan haun ja päivitysten asynkroninen luonne huolellisesti.
• Virheidenkäsittely: Toteuta vankka virheidenkäsittely hoitaaksesi siististi mahdolliset tietokannan käyttöön liittyvät ongelmat, kuten tietokannan puuttuminen tai käyttöoikeusvirheet.
• Tietokannan versiointi: Hallitse tietokannan versioita huolellisesti käyttämällä onupgradeneeded-tapahtumaa varmistaaksesi datan yhteensopivuuden sovelluksesi kehittyessä.
• Suorituskyky: IndexedDB-operaatiot voivat olla suhteellisen hitaita, erityisesti suurilla datamäärillä. Optimoi kyselyitä ja indeksointia parantaaksesi suorituskykyä.

Suorituskykyyn liittyvät näkökohdat

Vaikka useSyncExternalStore on optimoitu suorituskykyä varten, on silti joitakin seikkoja, jotka kannattaa pitää mielessä:

• Minimoi tilannekuvien muutokset: Varmista, että getSnapshot-funktio palauttaa uuden tilannekuvan vain, kun data on todella muuttunut. Vältä uusien olioiden tai taulukoiden luomista tarpeettomasti. Harkitse muistiinpanotekniikoiden (memoization) käyttämistä tilannekuvien luomisen optimoimiseksi.
• Päivitysten niputtaminen: Jos mahdollista, niputa päivitykset ulkoiseen tilaan vähentääksesi uudelleenrenderöintien määrää. Esimerkiksi, jos päivität useita ominaisuuksia tilassa, yritä päivittää ne kaikki yhdellä transaktiolla.
• Viivästys/rajoitus (Debouncing/Throttling): Jos ulkoinen tila muuttuu usein, harkitse päivitysten viivästämistä tai rajoittamista React-komponentille. Tämä voi estää liiallisia uudelleenrenderöintejä ja parantaa suorituskykyä. Tämä on erityisen hyödyllistä helposti muuttuvien tilojen, kuten selainikkunan koon muuttamisen, kanssa.
• Pintapuolinen vertailu (Shallow Comparison): Varmista, että palautat primitiiviarvoja tai muuttumattomia olioita getSnapshot-funktiossa, jotta React voi nopeasti määrittää, onko data muuttunut, käyttämällä pintapuolista vertailua.
• Ehdolliset päivitykset: Tilanteissa, joissa ulkoinen tila muuttuu usein, mutta komponenttisi tarvitsee reagoida vain tiettyihin muutoksiin, harkitse ehdollisten päivitysten toteuttamista `subscribe`-funktion sisällä tarpeettomien uudelleenrenderöintien välttämiseksi.

Yleiset sudenkuopat ja vianmääritys

• "Tearing"-ongelmat: Jos koet edelleen "tearing"-ongelmia useSyncExternalStore-hookin käytön jälkeen, tarkista, että getSnapshot-funktiosi palauttaa johdonmukaisen näkymän datasta ja että subscribe-funktio ilmoittaa Reactille muutoksista oikein. Varmista, ettet muuta dataa suoraan getSnapshot-funktion sisällä.
• Ikuiset silmukat: Ikuinen silmukka voi syntyä, jos getSnapshot-funktio palauttaa aina uuden arvon, vaikka data ei olisi muuttunut. Tämä voi tapahtua, jos luot uusia olioita tai taulukoita tarpeettomasti. Varmista, että palautat saman arvon, jos data ei ole muuttunut.
• Puuttuva palvelinpuolen renderöinti: Jos käytät palvelinpuolen renderöintiä, varmista, että annat getServerSnapshot-funktion, jotta komponentti renderöityy oikein palvelimella. Tämän funktion tulisi palauttaa ulkoisen tilan alkuperäinen arvo.
• Virheellinen tilauksen peruutus: Varmista aina, että peruutat tilauksen ulkoisesta tilasta oikein subscribe-funktion palauttamassa funktiossa. Tämän laiminlyönti voi johtaa muistivuotoihin.
• Virheellinen käyttö samanaikaisessa tilassa (Concurrent Mode): Varmista, että ulkoinen tilasi on yhteensopiva samanaikaisen tilan kanssa. Vältä mutaatioiden tekemistä ulkoiseen tilaan Reactin renderöidessä. Mutaatioiden tulee olla synkronisia ja ennustettavia.

Yhteenveto

useSyncExternalStore on tehokas työkalu React-komponenttien synkronointiin ulkoisten datavarastojen kanssa. Ymmärtämällä sen toiminnan ja noudattamalla parhaita käytäntöjä voit varmistaa, että komponenttisi näyttävät johdonmukaista ja ajantasaista dataa jopa monimutkaisissa samanaikaisen renderöinnin skenaarioissa. Tämä hook yksinkertaistaa integraatiota erilaisiin datalähteisiin, aina kolmannen osapuolen tilanhallintakirjastoista selainten API:hin ja reaaliaikaisiin datavirtoihin, mikä johtaa vankempiin ja suorituskykyisempiin React-sovelluksiin. Muista aina käsitellä mahdolliset virheet, optimoida suorituskykyä ja hallita tilauksia huolellisesti yleisten sudenkuoppien välttämiseksi.