React useSyncExternalStore: Ulkoisen tilan synkronoinnin hallinta

useSyncExternalStore on React 18:ssa esitelty React-hook, joka mahdollistaa ulkoisten datalähteiden tilaamisen ja lukemisen tavalla, joka on yhteensopiva samanaikaisen renderöinnin (concurrent rendering) kanssa. Tämä hook siltaa kuilun Reactin hallinnoiman tilan ja ulkoisen tilan, kuten kolmannen osapuolen kirjastojen, selainten API-rajapintojen tai muiden käyttöliittymäkehysten datan, välillä. Sukelletaan syvemmälle sen tarkoitukseen, toteutukseen ja hyötyihin.

Miksi useSyncExternalStore on tarpeellinen?

Reactin sisäänrakennettu tilanhallinta (useState, useReducer, Context API) toimii poikkeuksellisen hyvin datalle, joka on tiiviisti sidoksissa React-komponenttipuuhun. Monet sovellukset kuitenkin vaativat integraatiota datalähteisiin, jotka ovat Reactin hallinnan *ulkopuolella*. Näitä ulkoisia lähteitä voivat olla:

• Kolmannen osapuolen tilanhallintakirjastot: Integrointi esimerkiksi Zustand-, Jotai- tai Valtio-kirjastojen kanssa.
• Selainten API-rajapinnat: Datan käyttö localStoragesta, IndexedDB:stä tai Network Information API:sta.
• Palvelimelta noudettu data: Vaikka React Queryn ja SWR:n kaltaiset kirjastot ovat usein suositeltavampia, joskus saatat haluta suoraa hallintaa.
• Muut käyttöliittymäkehykset: Hybridisovelluksissa, joissa React toimii rinnakkain muiden käyttöliittymäteknologioiden kanssa.

Suora lukeminen ja kirjoittaminen näihin ulkoisiin lähteisiin React-komponentin sisällä voi aiheuttaa ongelmia, erityisesti samanaikaisen renderöinnin kanssa. React saattaa renderöidä komponentin vanhentuneella datalla, jos ulkoinen lähde muuttuu Reactin valmistellessa uutta näkymää. useSyncExternalStore ratkaisee tämän ongelman tarjoamalla mekanismin, jolla React voi turvallisesti synkronoitua ulkoisen tilan kanssa.

Miten useSyncExternalStore toimii

useSyncExternalStore-hook hyväksyy kolme argumenttia:

1. subscribe: Funktio, joka hyväksyy takaisinkutsun (callback). Tämä takaisinkutsu suoritetaan aina, kun ulkoinen store muuttuu. Funktion tulee palauttaa toinen funktio, joka kutsuttaessa peruuttaa tilauksen ulkoisesta storesta.
2. getSnapshot: Funktio, joka palauttaa ulkoisen storen nykyisen arvon. React käyttää tätä funktiota lukeakseen storen arvon renderöinnin aikana.
3. getServerSnapshot (valinnainen): Funktio, joka palauttaa ulkoisen storen alkuarvon palvelimella. Tämä on tarpeellinen vain palvelinpuolen renderöinnissä (SSR). Jos sitä ei anneta, React käyttää getSnapshot-funktiota palvelimella.

Hook palauttaa ulkoisen storen nykyisen arvon, joka saadaan getSnapshot-funktiosta. React varmistaa, että komponentti renderöidään uudelleen aina, kun getSnapshot-funktion palauttama arvo muuttuu, mikä määritetään Object.is-vertailulla.

Perusesimerkki: Synkronointi localStoragen kanssa

Luodaan yksinkertainen esimerkki, joka käyttää useSyncExternalStore-hookia arvon synkronoimiseksi localStoragen kanssa.

```javascript import { useSyncExternalStore, useState, useEffect } from 'react'; function subscribe(callback) { window.addEventListener('storage', callback); return () => window.removeEventListener('storage', callback); } function getSnapshot() { return localStorage.getItem('myValue') || 'default'; } function getServerSnapshot() { return 'default'; // Or fetch from a cookie on the server } function MyComponent() { const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, getServerSnapshot); const [localValue, setLocalValue] = useState(value); useEffect(() => { setLocalValue(value); }, [value]); const setValue = (newValue) => { localStorage.setItem('myValue', newValue); }; const handleInputChange = (event) => { setValue(event.target.value); }; return ( ); } export default MyComponent; ```

Tässä esimerkissä:

• subscribe: Kuuntelee window-objektin storage-tapahtumaa. Tämä tapahtuma laukeaa aina, kun localStorage muokataan toisessa välilehdessä tai ikkunassa.
• getSnapshot: Hakee myValue-arvon localStoragesta.
• getServerSnapshot: Palauttaa oletusarvon palvelinpuolen renderöintiä varten. Tämä voitaisiin hakea evästeestä, jos käyttäjä olisi aiemmin asettanut arvon.
• MyComponent: Käyttää useSyncExternalStore-hookia tilatakseen localStoragen muutokset ja näyttääkseen nykyisen arvon.

Edistyneet käyttötapaukset ja huomiot

1. Integrointi kolmannen osapuolen tilanhallintakirjastojen kanssa

useSyncExternalStore loistaa integroidessaan React-komponentteja ulkoisiin tilanhallintakirjastoihin. Katsotaan esimerkkiä, jossa käytetään Zustandia:

```javascript import { useSyncExternalStore } from 'react'; import { create } from 'zustand'; const useStore = create((set) => ({ count: 0, increment: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })), decrement: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })), })); function MyComponent() { const count = useSyncExternalStore( useStore.subscribe, useStore.getState, useStore.getState // Initial state on the server ).count; const increment = useStore((state) => state.increment); const decrement = useStore((state) => state.decrement); return ( ); } export default MyComponent; ```

Tässä esimerkissä useSyncExternalStore-hookia käytetään tilaamaan muutoksia Zustand-storessa. Huomaa, kuinka välitämme useStore.subscribe ja useStore.getState suoraan hookille, mikä tekee integraatiosta saumattoman.

2. Suorituskyvyn optimointi memoisaatiolla

Koska getSnapshot-funktiota kutsutaan jokaisella renderöinnillä, on kriittistä varmistaa sen suorituskyky. Vältä raskaita laskutoimituksia getSnapshot-funktion sisällä. Tarvittaessa memoizoi getSnapshot-funktion tulos käyttämällä useMemo-hookia tai vastaavia tekniikoita.

Tarkastellaan tätä (potentiaalisesti ongelmallista) esimerkkiä:

```javascript import { useSyncExternalStore, useMemo } from 'react'; const externalStore = { data: [...Array(10000).keys()], // Large array listeners: [], subscribe(listener) { this.listeners.push(listener); return () => { this.listeners = this.listeners.filter((l) => l !== listener); }; }, setState(newData) { this.data = newData; this.listeners.forEach((listener) => listener()); }, getState() { return this.data; }, }; function ExpensiveComponent() { const data = useSyncExternalStore( externalStore.subscribe, () => externalStore.getState().map(x => x * 2) // Expensive operation ); return (

{data.slice(0, 10).map((item) => (
• {item}
))}

); } ```

Tässä esimerkissä getSnapshot (inline-funktio, joka annetaan toisena argumenttina useSyncExternalStore-hookille) suorittaa raskaan map-operaation suurelle taulukolle. Tämä operaatio suoritetaan *jokaisella* renderöinnillä, vaikka pohjana oleva data ei olisi muuttunut. Optimoidaksemme tämän voimme memoizoida tuloksen:

```javascript import { useSyncExternalStore, useMemo } from 'react'; const externalStore = { // ... (same as before) }; function OptimizedComponent() { const data = useSyncExternalStore( externalStore.subscribe, () => { return useMemo(() => externalStore.getState().map(x => x * 2), [externalStore.getState()]); } ); return (

{data.slice(0, 10).map((item) => (
• {item}
))}

); } ```

Nyt map-operaatio suoritetaan vain, kun externalStore.getState() muuttuu. Huom: sinun tulee todellisuudessa tehdä syvävertailu (deep compare) `externalStore.getState()`-arvolle tai käyttää toista strategiaa, jos store mutatoi samaa objektia. Esimerkki on yksinkertaistettu demonstraatiota varten.

3. Samanaikaisen renderöinnin käsittely

useSyncExternalStore-hookin ensisijainen hyöty on sen yhteensopivuus Reactin samanaikaisen renderöinnin ominaisuuksien kanssa. Samanaikainen renderöinti antaa Reactille mahdollisuuden valmistella useita käyttöliittymän versioita samanaikaisesti. Kun ulkoinen store muuttuu samanaikaisen renderöinnin aikana, useSyncExternalStore varmistaa, että React käyttää aina ajantasaisinta dataa tehdessään muutoksia DOMiin.

Ilman useSyncExternalStore-hookia komponentit saattavat renderöityä vanhentuneella datalla, mikä johtaa visuaalisiin epäjohdonmukaisuuksiin ja odottamattomaan käytökseen. useSyncExternalStore-hookin getSnapshot-metodi on suunniteltu synkroniseksi ja nopeaksi, mikä antaa Reactille mahdollisuuden nopeasti määrittää, onko ulkoinen store muuttunut renderöinnin aikana.

4. Palvelinpuolen renderöinnin (SSR) huomiot

Kun käytät useSyncExternalStore-hookia palvelinpuolen renderöinnin kanssa, on olennaista antaa getServerSnapshot-funktio. Tätä funktiota käytetään hakemaan ulkoisen storen alkuarvo palvelimella. Ilman sitä React yrittää käyttää getSnapshot-funktiota palvelimella, mikä ei ehkä ole mahdollista, jos ulkoinen store on riippuvainen selainkohtaisista API-rajapinnoista (esim. localStorage).

getServerSnapshot-funktion tulisi palauttaa oletusarvo tai hakea data palvelinpuolen lähteestä (esim. evästeet, tietokanta). Tämä varmistaa, että palvelimella renderöity alkuperäinen HTML sisältää oikean datan.

5. Virheidenkäsittely

Vankka virheidenkäsittely on ratkaisevan tärkeää, erityisesti käsiteltäessä ulkoisia datalähteitä. Kääri getSnapshot- ja getServerSnapshot-funktiot try...catch-lohkoihin mahdollisten virheiden käsittelemiseksi. Kirjaa virheet asianmukaisesti ja tarjoa varajärjestelmän arvoja (fallback values) estääksesi sovelluksen kaatumisen.

6. Custom hookit uudelleenkäytettävyyden edistämiseksi

Koodin uudelleenkäytettävyyden edistämiseksi kapseloi useSyncExternalStore-logiikka custom hookin sisään. Tämä helpottaa logiikan jakamista useiden komponenttien välillä.

Luodaan esimerkiksi custom hook tietyn avaimen käyttämiseksi localStoragesta:

```javascript import { useSyncExternalStore } from 'react'; function useLocalStorage(key, defaultValue) { function subscribe(callback) { window.addEventListener('storage', callback); return () => window.removeEventListener('storage', callback); } function getSnapshot() { return localStorage.getItem(key) || defaultValue; } function getServerSnapshot() { return defaultValue; } const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, getServerSnapshot); const setValue = (newValue) => { localStorage.setItem(key, newValue); }; return [value, setValue]; } export default useLocalStorage; ```

Nyt voit helposti käyttää tätä hookia missä tahansa komponentissa:

```javascript import useLocalStorage from './useLocalStorage'; function MyComponent() { const [name, setName] = useLocalStorage('userName', 'Guest'); return ( ); } ```

Parhaat käytännöt

• Pidä getSnapshot nopeana: Vältä raskaita laskutoimituksia getSnapshot-funktion sisällä. Memoizoi tulos tarvittaessa.
• Tarjoa getServerSnapshot SSR:ää varten: Varmista, että palvelimella renderöity alkuperäinen HTML sisältää oikean datan.
• Käytä custom hookeja: Kapseloi useSyncExternalStore-logiikka custom hookien sisään paremman uudelleenkäytettävyyden ja ylläpidettävyyden vuoksi.
• Käsittele virheet siististi: Kääri getSnapshot ja getServerSnapshot try...catch-lohkoihin.
• Minimoi tilaukset: Tilaa vain ne osat ulkoisesta storesta, joita komponentti todella tarvitsee. Tämä vähentää turhia uudelleenrenderöintejä.
• Harkitse vaihtoehtoja: Arvioi, onko useSyncExternalStore todella tarpeellinen. Yksinkertaisissa tapauksissa muut tilanhallintatekniikat saattavat olla sopivampia.

Vaihtoehdot useSyncExternalStore-hookille

Vaikka useSyncExternalStore on tehokas työkalu, se ei ole aina paras ratkaisu. Harkitse näitä vaihtoehtoja:

• Sisäänrakennettu tilanhallinta (useState, useReducer, Context API): Jos data on tiiviisti sidoksissa React-komponenttipuuhun, nämä sisäänrakennetut vaihtoehdot ovat usein riittäviä.
• React Query/SWR: Datan noutoon nämä kirjastot tarjoavat erinomaiset välimuisti-, invalidointi- ja virheidenkäsittelyominaisuudet.
• Zustand/Jotai/Valtio: Nämä minimalistiset tilanhallintakirjastot tarjoavat yksinkertaisen ja tehokkaan tavan hallita sovelluksen tilaa.
• Redux/MobX: Monimutkaisissa sovelluksissa, joissa on globaali tila, Redux tai MobX voi olla parempi valinta (vaikka ne tuovatkin mukanaan enemmän boilerplate-koodia).

Valinta riippuu sovelluksesi erityisvaatimuksista.

Yhteenveto

useSyncExternalStore on arvokas lisä Reactin työkalupakkiin. Se mahdollistaa saumattoman integraation ulkoisten tilalähteiden kanssa säilyttäen samalla yhteensopivuuden samanaikaisen renderöinnin kanssa. Ymmärtämällä sen tarkoituksen, toteutuksen ja edistyneet käyttötapaukset, voit hyödyntää tätä hookia rakentaaksesi vakaita ja suorituskykyisiä React-sovelluksia, jotka toimivat tehokkaasti yhteen erilaisten datalähteiden kanssa.

Muista priorisoida suorituskyky, käsitellä virheet siististi ja harkita vaihtoehtoisia ratkaisuja ennen useSyncExternalStore-hookiin tarttumista. Huolellisella suunnittelulla ja toteutuksella tämä hook voi merkittävästi parantaa React-sovellustesi joustavuutta ja tehokkuutta.

Lisätutkimista

• React-dokumentaatio useSyncExternalStore-hookille
• Esimerkkejä eri tilanhallintakirjastojen kanssa (Zustand, Jotai, Valtio)
• Suorituskykyvertailut useSyncExternalStore-hookin ja muiden lähestymistapojen välillä