זיהוי שינויים עם React experimental_useMutableSource: שליטה בנתונים משתנים

React, הידועה בגישתה הדקלרטיבית ובעיבודה היעיל, מעודדת בדרך כלל ניהול נתונים בלתי משתנים (immutable). עם זאת, תרחישים מסוימים מחייבים עבודה עם נתונים משתנים (mutable). ההוק experimental_useMutableSource של React, חלק מממשקי ה-API הניסיוניים של Concurrent Mode, מספק מנגנון לשילוב מקורות נתונים משתנים בקומפוננטות React שלכם, ומאפשר זיהוי שינויים ומיטוב ברמה גבוהה של פירוט. מאמר זה בוחן את הניואנסים של experimental_useMutableSource, יתרונותיו, חסרונותיו ודוגמאות מעשיות.

הבנת נתונים משתנים ב-React

לפני שצוללים ל-experimental_useMutableSource, חיוני להבין מדוע נתונים משתנים יכולים להיות מאתגרים ב-React. אופטימיזציית העיבוד של React מסתמכת רבות על השוואת המצב הקודם והנוכחי כדי לקבוע אם קומפוננטה צריכה לעבור עיבוד מחדש. כאשר נתונים משתנים ישירות, React עלולה לא לזהות את השינויים הללו, מה שמוביל לחוסר עקביות בין ממשק המשתמש המוצג לבין הנתונים בפועל.

תרחישים נפוצים שבהם נתונים משתנים מופיעים:

• שילוב עם ספריות חיצוניות: ספריות מסוימות, במיוחד אלו העוסקות במבני נתונים מורכבים או עדכונים בזמן אמת (לדוגמה, ספריות תרשימים מסוימות, מנועי משחק), עשויות לנהל נתונים באופן פנימי בצורה משתנה.
• אופטימיזציית ביצועים: בקטעים מסוימים קריטיים לביצועים, שינוי ישיר עשוי להציע יתרונות קלים על פני יצירת עותקים בלתי משתנים חדשים לחלוטין, אם כי זה בא על חשבון מורכבות ופוטנציאל לבאגים.
• בסיסי קוד ישנים (Legacy): הגירה מבסיסי קוד ישנים יותר עשויה לכלול התמודדות עם מבני נתונים משתנים קיימים.

בעוד שנתונים בלתי משתנים הם בדרך כלל המועדפים, experimental_useMutableSource מאפשר למפתחים לגשר על הפער בין המודל הדקלרטיבי של React לבין המציאות של עבודה עם מקורות נתונים משתנים.

היכרות עם experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource הוא הוק של React שתוכנן במיוחד להירשם למקורות נתונים משתנים. הוא מאפשר לקומפוננטות React לעבור עיבוד מחדש רק כאשר החלקים הרלוונטיים של הנתונים המשתנים השתנו, ובכך נמנעים עיבודים מיותרים ומשפרים את הביצועים. הוק זה הוא חלק מהתכונות הניסיוניות של Concurrent Mode של React, וה-API שלו עשוי להשתנות.

חתימת ההוק:

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

פרמטרים:

• mutableSource: אובייקט המייצג את מקור הנתונים המשתנה. אובייקט זה צריך לספק דרך לגשת לערך הנוכחי של הנתונים ולהירשם לשינויים.
• getSnapshot: פונקציה שמקבלת את mutableSource כקלט ומחזירה תמונת מצב (snapshot) של הנתונים הרלוונטיים. תמונת מצב זו משמשת להשוואת הערכים הקודמים והנוכחיים כדי לקבוע אם נדרש עיבוד מחדש. חיוני ליצור תמונת מצב יציבה.
• subscribe: פונקציה שמקבלת את mutableSource ופונקציית callback כקלט. פונקציה זו צריכה לרשום את ה-callback לשינויים במקור הנתונים המשתנה. כאשר הנתונים משתנים, ה-callback מופעל, מה שגורם לעיבוד מחדש.

ערך חוזר:

ההוק מחזיר את תמונת המצב הנוכחית של הנתונים, כפי שהוחזרה על ידי הפונקציה getSnapshot.

כיצד experimental_useMutableSource עובד

experimental_useMutableSource עובד על ידי מעקב אחר שינויים במקור נתונים משתנה באמצעות הפונקציות getSnapshot ו-subscribe שסופקו. הנה פירוט שלב אחר שלב:

1. עיבוד ראשוני: כאשר הקומפוננטה עוברת עיבוד ראשוני, experimental_useMutableSource קורא לפונקציה getSnapshot כדי לקבל תמונת מצב ראשונית של הנתונים.
2. הרשמה (Subscription): לאחר מכן, ההוק משתמש בפונקציה subscribe כדי לרשום callback שיופעל בכל פעם שהנתונים המשתנים משתנים.
3. זיהוי שינויים: כאשר הנתונים משתנים, ה-callback מופעל. בתוך ה-callback, React קוראת שוב ל-getSnapshot כדי לקבל תמונת מצב חדשה.
4. השוואה: React משווה את תמונת המצב החדשה עם הקודמת. אם תמונות המצב שונות (באמצעות Object.is או פונקציית השוואה מותאמת אישית), React מתזמנת עיבוד מחדש של הקומפוננטה.
5. עיבוד מחדש: במהלך העיבוד מחדש, experimental_useMutableSource קורא שוב ל-getSnapshot כדי לקבל את הנתונים העדכניים ביותר ומחזיר אותם לקומפוננטה.

דוגמאות מעשיות

בואו נמחיש את השימוש ב-experimental_useMutableSource עם מספר דוגמאות מעשיות.

דוגמה 1: שילוב עם טיימר משתנה

נניח שיש לכם אובייקט טיימר משתנה שמעדכן חותמת זמן. אנו יכולים להשתמש ב-experimental_useMutableSource כדי להציג ביעילות את השעה הנוכחית בקומפוננטת React.

// Mutable Timer Implementation
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 Component
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version to track changes
  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;

בדוגמה זו, MutableTimer היא מחלקה שמעדכנת את הזמן באופן משתנה. experimental_useMutableSource נרשם לטיימר, והקומפוננטה CurrentTime עוברת עיבוד מחדש רק כאשר הזמן משתנה. הפונקציה getSnapshot מחזירה את הזמן הנוכחי, והפונקציה subscribe רושמת מאזין לאירועי השינוי של הטיימר. המאפיין version ב-mutableSource, למרות שאינו בשימוש בדוגמה מינימלית זו, הוא חיוני בתרחישים מורכבים כדי לציין עדכונים למקור הנתונים עצמו (למשל, שינוי מרווח הזמן של הטיימר).

דוגמה 2: שילוב עם מצב משחק משתנה

שקלו משחק פשוט שבו מצב המשחק (למשל, מיקום השחקן, ניקוד) מאוחסן באובייקט משתנה. ניתן להשתמש ב-experimental_useMutableSource כדי לעדכן את ממשק המשתמש של המשחק ביעילות.

// Mutable Game State
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 Component
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version to track changes
  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;

בדוגמה זו, GameState היא מחלקה שמחזיקה את מצב המשחק המשתנה. הקומפוננטה GameUI משתמשת ב-experimental_useMutableSource כדי להירשם לשינויים במצב המשחק. הפונקציה getSnapshot מחזירה תמונת מצב של מאפייני מצב המשחק הרלוונטיים. הקומפוננטה עוברת עיבוד מחדש רק כאשר מיקום השחקן או הניקוד משתנים, מה שמבטיח עדכונים יעילים.

דוגמה 3: נתונים משתנים עם פונקציות בורר (Selector)

לפעמים, אתם צריכים להגיב רק לשינויים בחלקים ספציפיים של הנתונים המשתנים. אתם יכולים להשתמש בפונקציות בורר בתוך הפונקציה getSnapshot כדי לחלץ רק את הנתונים הרלוונטיים עבור הקומפוננטה.

// Mutable Data
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 Component
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version to track changes
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

במקרה זה, הקומפוננטה AgeDisplay עוברת עיבוד מחדש רק כאשר המאפיין age של האובייקט mutableData משתנה. הפונקציה getSnapshot מחלצת באופן ספציפי את המאפיין age, מה שמאפשר זיהוי שינויים ברמת פירוט גבוהה.

היתרונות של experimental_useMutableSource

• זיהוי שינויים ברמת פירוט גבוהה: עיבוד מחדש רק כאשר החלקים הרלוונטיים של הנתונים המשתנים משתנים, מה שמוביל לשיפור בביצועים.
• שילוב עם מקורות נתונים משתנים: מאפשר לקומפוננטות React להשתלב בצורה חלקה עם ספריות או בסיסי קוד המשתמשים בנתונים משתנים.
• עדכונים ממוטבים: מפחית עיבודים מיותרים, מה שמוביל לממשק משתמש יעיל ומגיב יותר.

חסרונות ושיקולים

• מורכבות: עבודה עם נתונים משתנים ו-experimental_useMutableSource מוסיפה מורכבות לקוד שלכם. היא דורשת שיקול דעת זהיר לגבי עקביות וסנכרון נתונים.
• API ניסיוני: experimental_useMutableSource הוא חלק מהתכונות הניסיוניות של Concurrent Mode של React, מה שאומר שה-API עשוי להשתנות במהדורות עתידיות.
• פוטנציאל לבאגים: נתונים משתנים יכולים להכניס באגים עדינים אם לא מטפלים בהם בזהירות. חיוני לוודא שהשינויים נעקבים כראוי ושהממשק המשתמש מתעדכן באופן עקבי.
• פשרות בביצועים: בעוד ש-experimental_useMutableSource יכול לשפר ביצועים בתרחישים מסוימים, הוא גם מציג תקורה עקב תהליך יצירת תמונות המצב וההשוואה. חשוב לבצע בדיקות ביצועים (benchmark) ליישום שלכם כדי לוודא שהוא מספק יתרון ביצועים נטו.
• יציבות תמונת המצב (Snapshot Stability): הפונקציה getSnapshot חייבת להחזיר תמונת מצב יציבה. הימנעו מיצירת אובייקטים או מערכים חדשים בכל קריאה ל-getSnapshot אלא אם הנתונים אכן השתנו. ניתן להשיג זאת על ידי שימוש ב-memoization של תמונת המצב או על ידי השוואת המאפיינים הרלוונטיים בתוך הפונקציה getSnapshot עצמה.

שיטות עבודה מומלצות לשימוש ב-experimental_useMutableSource

1. צמצום נתונים משתנים: בכל הזדמנות אפשרית, העדיפו מבני נתונים בלתי משתנים. השתמשו ב-experimental_useMutableSource רק כאשר הדבר נחוץ לשילוב עם מקורות נתונים משתנים קיימים או לאופטימיזציות ביצועים ספציפיות.
2. יצירת תמונות מצב יציבות: ודאו שהפונקציה getSnapshot מחזירה תמונת מצב יציבה. הימנעו מיצירת אובייקטים או מערכים חדשים בכל קריאה אלא אם הנתונים אכן השתנו. השתמשו בטכניקות memoization או בפונקציות השוואה כדי למטב את יצירת תמונת המצב.
3. בדיקה יסודית של הקוד: נתונים משתנים יכולים להכניס באגים עדינים. בדקו את הקוד שלכם ביסודיות כדי לוודא שהשינויים נעקבים כראוי ושהממשק המשתמש מתעדכן באופן עקבי.
4. תיעוד הקוד: תעדו בבירור את השימוש ב-experimental_useMutableSource ואת ההנחות שנעשו לגבי מקור הנתונים המשתנה. זה יעזור למפתחים אחרים להבין ולתחזק את הקוד שלכם.
5. שקילת חלופות: לפני השימוש ב-experimental_useMutableSource, שקלו גישות חלופיות, כגון שימוש בספריית ניהול מצב (למשל, Redux, Zustand) או שינוי מבנה הקוד שלכם לשימוש במבני נתונים בלתי משתנים.
6. שימוש בניהול גרסאות (Versioning): בתוך האובייקט mutableSource, כללו מאפיין version. עדכנו מאפיין זה בכל פעם שמבנה מקור הנתונים עצמו משתנה (למשל, הוספה או הסרה של מאפיינים). זה מאפשר ל-experimental_useMutableSource לדעת מתי הוא צריך להעריך מחדש לחלוטין את אסטרטגיית תמונת המצב שלו, ולא רק את ערכי הנתונים. הגדילו את הגרסה בכל פעם שאתם משנים באופן יסודי את אופן פעולת מקור הנתונים.

שילוב עם ספריות צד-שלישי

experimental_useMutableSource שימושי במיוחד לשילוב קומפוננטות React עם ספריות צד-שלישי המנהלות נתונים באופן משתנה. הנה גישה כללית:

1. זיהוי מקור הנתונים המשתנה: קבעו איזה חלק ב-API של הספרייה חושף את הנתונים המשתנים שאליהם אתם צריכים לגשת בקומפוננטת ה-React שלכם.
2. יצירת אובייקט מקור משתנה: צרו אובייקט JavaScript המכיל את מקור הנתונים המשתנה ומספק את הפונקציות getSnapshot ו-subscribe.
3. מימוש הפונקציה getSnapshot: כתבו את הפונקציה getSnapshot כדי לחלץ את הנתונים הרלוונטיים ממקור הנתונים המשתנה. ודאו שתמונת המצב יציבה.
4. מימוש הפונקציה Subscribe: כתבו את הפונקציה subscribe כדי לרשום מאזין למערכת האירועים של הספרייה. המאזין צריך להיות מופעל בכל פעם שהנתונים המשתנים משתנים.
5. שימוש ב-experimental_useMutableSource בקומפוננטה שלכם: השתמשו ב-experimental_useMutableSource כדי להירשם למקור הנתונים המשתנה ולגשת לנתונים בקומפוננטת ה-React שלכם.

לדוגמה, אם אתם משתמשים בספריית תרשימים שמעדכנת את נתוני התרשים באופן משתנה, אתם יכולים להשתמש ב-experimental_useMutableSource כדי להירשם לשינויים בנתוני התרשים ולעדכן את קומפוננטת התרשים בהתאם.

שיקולים במצב Concurrent Mode

experimental_useMutableSource תוכנן לעבוד עם תכונות ה-Concurrent Mode של React. מצב זה מאפשר ל-React להפריע, להשהות ולחדש את העיבוד, ובכך לשפר את ההיענות והביצועים של היישום שלכם. בעת שימוש ב-experimental_useMutableSource ב-Concurrent Mode, חשוב להיות מודעים לשיקולים הבאים:

• קריעה (Tearing): קריעה מתרחשת כאשר React מעדכנת רק חלק מממשק המשתמש עקב הפרעות בתהליך העיבוד. כדי למנוע קריעה, ודאו שהפונקציה getSnapshot מחזירה תמונת מצב עקבית של הנתונים.
• Suspense: Suspense מאפשר לכם להשהות את עיבוד הקומפוננטה עד שנתונים מסוימים יהיו זמינים. בעת שימוש ב-experimental_useMutableSource עם Suspense, ודאו שמקור הנתונים המשתנה זמין לפני שהקומפוננטה מנסה לעבור עיבוד.
• מעברים (Transitions): מעברים מאפשרים לכם לעבור בצורה חלקה בין מצבים שונים ביישום שלכם. בעת שימוש ב-experimental_useMutableSource עם Transitions, ודאו שמקור הנתונים המשתנה מתעדכן כראוי במהלך המעבר.

חלופות ל-experimental_useMutableSource

בעוד ש-experimental_useMutableSource מספק מנגנון לשילוב עם מקורות נתונים משתנים, הוא לא תמיד הפתרון הטוב ביותר. שקלו את החלופות הבאות:

• מבני נתונים בלתי משתנים: אם אפשר, שנו את מבנה הקוד שלכם לשימוש במבני נתונים בלתי משתנים. מבני נתונים אלו מקלים על מעקב אחר שינויים ומונעים שינויים מקריים.
• ספריות לניהול מצב: השתמשו בספריית ניהול מצב כגון Redux, Zustand או Recoil כדי לנהל את מצב היישום שלכם. ספריות אלו מספקות מאגר מרכזי לנתונים שלכם ואוכפות אי-שינוי (immutability).
• Context API: ה-Context API של React מאפשר לכם לשתף נתונים בין קומפוננטות ללא צורך ב-prop drilling. בעוד שה-Context API עצמו אינו אוכף אי-שינוי, ניתן להשתמש בו בשילוב עם מבני נתונים בלתי משתנים או ספריית ניהול מצב.
• useSyncExternalStore: הוק זה מאפשר לכם להירשם למקורות נתונים חיצוניים באופן שתואם ל-Concurrent Mode ול-Server Components. למרות שהוא לא תוכנן במיוחד עבור נתונים *משתנים*, הוא עשוי להיות חלופה מתאימה אם תוכלו לנהל עדכונים למאגר החיצוני באופן צפוי.

סיכום

experimental_useMutableSource הוא כלי רב עוצמה לשילוב קומפוננטות React עם מקורות נתונים משתנים. הוא מאפשר זיהוי שינויים ברמת פירוט גבוהה ועדכונים ממוטבים, ובכך משפר את ביצועי היישום שלכם. עם זאת, הוא גם מוסיף מורכבות ודורש שיקול דעת זהיר לגבי עקביות וסנכרון נתונים.

לפני השימוש ב-experimental_useMutableSource, שקלו גישות חלופיות, כגון שימוש במבני נתונים בלתי משתנים או ספריית ניהול מצב. אם בחרתם להשתמש ב-experimental_useMutableSource, עקבו אחר השיטות המומלצות המתוארות במאמר זה כדי להבטיח שהקוד שלכם חזק וניתן לתחזוקה.

מכיוון ש-experimental_useMutableSource הוא חלק מהתכונות הניסיוניות של Concurrent Mode של React, ה-API שלו עשוי להשתנות. הישארו מעודכנים בתיעוד העדכני ביותר של React והיו מוכנים להתאים את הקוד שלכם לפי הצורך. הגישה הטובה ביותר היא תמיד לשאוף לאי-שינוי (immutability) ככל האפשר, ולהשתמש בכלים לניהול נתונים משתנים כמו experimental_useMutableSource רק כאשר הדבר הכרחי לחלוטין מסיבות של שילוב או ביצועים.