React useSyncExternalStore: Padroneggiare la Sincronizzazione di Store Esterni

Nelle moderne applicazioni React, la gestione efficace dello stato è cruciale. Sebbene React fornisca soluzioni integrate per la gestione dello stato come useState e useReducer, l'integrazione con fonti di dati esterne o librerie di gestione dello stato di terze parti richiede un approccio più sofisticato. È qui che entra in gioco useSyncExternalStore.

Cos'è useSyncExternalStore?

useSyncExternalStore è un hook di React introdotto in React 18 che consente di sottoscrivere e leggere da fonti di dati esterne in un modo compatibile con il rendering concorrente. Questo è particolarmente importante quando si ha a che fare con dati non gestiti direttamente da React, come:

• Librerie di gestione dello stato di terze parti: Redux, Zustand, Jotai, ecc.
• API del browser: localStorage, IndexedDB, ecc.
• Fonti di dati esterne: Server-sent events, WebSocket, ecc.

Prima di useSyncExternalStore, la sincronizzazione di store esterni poteva causare problemi di tearing e incoerenze, specialmente con le funzionalità di rendering concorrente di React. Questo hook risolve questi problemi fornendo un modo standardizzato e performante per collegare dati esterni ai tuoi componenti React.

Perché usare useSyncExternalStore? Benefici e Vantaggi

L'uso di useSyncExternalStore offre diversi vantaggi chiave:

• Sicurezza nella Concorrenza: Assicura che il tuo componente mostri sempre una vista coerente dello store esterno, anche durante i rendering concorrenti. Ciò previene problemi di tearing in cui parti della tua UI potrebbero mostrare dati incoerenti.
• Prestazioni: Ottimizzato per le prestazioni, minimizzando le ri-renderizzazioni non necessarie. Sfrutta i meccanismi interni di React per sottoscrivere in modo efficiente le modifiche e aggiornare il componente solo quando necessario.
• API Standardizzata: Fornisce un'API coerente e prevedibile per interagire con gli store esterni, indipendentemente dall'implementazione sottostante.
• Codice Boilerplate Ridotto: Semplifica il processo di connessione agli store esterni, riducendo la quantità di codice personalizzato che devi scrivere.
• Compatibilità: Funziona perfettamente con una vasta gamma di fonti di dati esterne e librerie di gestione dello stato.

Come funziona useSyncExternalStore: Un'Analisi Approfondita

L'hook useSyncExternalStore accetta tre argomenti:

1. subscribe(callback: () => void): () => void: Una funzione che registra un callback da notificare quando lo store esterno cambia. Dovrebbe restituire una funzione per annullare l'iscrizione. È così che React viene a conoscenza di nuovi dati nello store.
2. getSnapshot(): T: Una funzione che restituisce uno snapshot dei dati dallo store esterno. Questo snapshot dovrebbe essere un valore semplice e immutabile che React può usare per determinare se i dati sono cambiati.
3. getServerSnapshot?(): T (Opzionale): Una funzione che restituisce lo snapshot iniziale dei dati sul server. Viene utilizzata per il rendering lato server (SSR) per garantire la coerenza tra server e client. Se non fornita, React userà getSnapshot() durante il rendering sul server, il che potrebbe non essere ideale per tutti gli scenari.

Ecco una spiegazione di come questi argomenti lavorano insieme:

1. Quando il componente viene montato, useSyncExternalStore chiama la funzione subscribe per registrare un callback.
2. Quando lo store esterno cambia, invoca il callback registrato tramite subscribe.
3. Il callback comunica a React che il componente deve essere ri-renderizzato.
4. Durante il rendering, useSyncExternalStore chiama getSnapshot per ottenere i dati più recenti dallo store esterno.
5. React confronta lo snapshot attuale con quello precedente. Se sono diversi, il componente viene aggiornato con i nuovi dati.
6. Quando il componente viene smontato, la funzione per annullare l'iscrizione restituita da subscribe viene chiamata per prevenire perdite di memoria.

Esempio di Implementazione Base: Integrazione con localStorage

Illustriamo come usare useSyncExternalStore con un semplice esempio: leggere e scrivere un valore su localStorage.

            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; // Gestisce potenziali errori come l'indisponibilità di `localStorage`.
  }
}

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; // O un valore predefinito se appropriato per la tua configurazione SSR

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

  const setValue = (newValue: string) => {
    try {
      localStorage.setItem(key, newValue);
      // Invia un evento di storage sulla finestra corrente per attivare gli aggiornamenti in altre schede.
      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>Ciao, {name || 'Mondo'}</p>
      <input
        type="text"
        value={name || ''}
        onChange={(e) => setName(e.target.value)}
      />
    </div>
  );
}

export default MyComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Spiegazione:

• getLocalStorageItem: Una funzione di supporto per recuperare in sicurezza il valore da localStorage, gestendo potenziali errori.
• useLocalStorage: Un hook personalizzato che incapsula la logica per interagire con localStorage usando useSyncExternalStore.
• subscribe: Ascolta l'evento 'storage', che viene attivato quando localStorage viene modificato in un'altra scheda o finestra. È fondamentale inviare un evento di storage dopo aver impostato un nuovo valore per attivare correttamente gli aggiornamenti nella *stessa* finestra.
• getSnapshot: Restituisce il valore corrente da localStorage.
• serverSnapshot: Restituisce null (o un valore predefinito) per il rendering lato server.
• setValue: Aggiorna il valore in localStorage e invia un evento di storage per notificare le altre schede.
• MyComponent: Un semplice componente che utilizza l'hook useLocalStorage per visualizzare e aggiornare un nome.

Considerazioni Importanti per localStorage:

• Gestione degli Errori: Avvolgi sempre l'accesso a localStorage in blocchi try...catch per gestire potenziali errori, come quando localStorage è disabilitato o non disponibile (ad es. in modalità di navigazione privata).
• Eventi di Storage: L'evento 'storage' viene attivato solo quando localStorage viene modificato in *un'altra* scheda o finestra, non nella stessa. Pertanto, inviamo manualmente un nuovo StorageEvent dopo aver impostato un valore.
• Serializzazione dei Dati: localStorage memorizza solo stringhe. Potrebbe essere necessario serializzare e deserializzare strutture di dati complesse usando JSON.stringify e JSON.parse.
• Sicurezza: Fai attenzione ai dati che memorizzi in localStorage, poiché sono accessibili al codice JavaScript sullo stesso dominio. Le informazioni sensibili non dovrebbero essere memorizzate in localStorage.

Casi d'Uso Avanzati ed Esempi

1. Integrazione con Zustand (o altre librerie di gestione dello stato)

L'integrazione di useSyncExternalStore con una libreria di gestione dello stato globale come Zustand è un caso d'uso comune. Ecco un esempio:

            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: () => {} }) // Snapshot del server, fornisce lo stato predefinito
  ).bears
  return <h1>{bears} orsi qui intorno!</h1>
}

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

export { BearCounter, Controls }
            

              
                Copy
              
            
          

Spiegazione:

• Stiamo usando Zustand per la gestione dello stato globale.
• useStore.subscribe: Questa funzione sottoscrive allo store di Zustand e attiverà ri-renderizzazioni quando lo stato dello store cambia.
• useStore.getState: Questa funzione restituisce lo stato corrente dello store di Zustand.
• Il terzo parametro fornisce uno stato predefinito per il rendering lato server (SSR), garantendo che il componente si renderizzi correttamente sul server prima che il JavaScript lato client prenda il controllo.
• Il componente ottiene il conteggio degli orsi usando useSyncExternalStore e lo renderizza.
• Il componente Controls mostra come utilizzare un setter di Zustand.

2. Integrazione con Server-Sent Events (SSE)

useSyncExternalStore può essere utilizzato per aggiornare in modo efficiente i componenti basandosi su dati in tempo reale da un server tramite Server-Sent Events (SSE).

            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'); // Sostituisci con il tuo endpoint SSE

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

  return <div><p>Dati in Tempo Reale: {JSON.stringify(realTimeData)}</p></div>;
}

export default RealTimeDataComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Spiegazione:

• useSSE: Un hook personalizzato che stabilisce una connessione SSE a un dato URL.
• subscribe: Aggiunge un event listener all'oggetto EventSource per essere notificato di nuovi messaggi dal server. Utilizza useCallback per garantire che la funzione di callback non venga ricreata a ogni render.
• getSnapshot: Restituisce i dati più recenti ricevuti dal flusso SSE.
• serverSnapshot: Restituisce null per il rendering lato server.
• RealTimeDataComponent: Un componente che utilizza l'hook useSSE per visualizzare dati in tempo reale.

3. Integrazione con IndexedDB

Sincronizza i componenti React con i dati memorizzati in IndexedDB usando useSyncExternalStore.

            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); // Sostituisci con il nome e la versione del tuo database

    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'); // Sostituisci con il nome del tuo store
      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) => {
    // Applica un debounce al callback per prevenire ri-renderizzazioni eccessive.
    let timeoutId: NodeJS.Timeout;
    const debouncedCallback = () => {
      clearTimeout(timeoutId);
      timeoutId = setTimeout(callback, 50); // Regola il ritardo del debounce secondo necessità
    };

    const handleVisibilityChange = () => {
      // Ricarica i dati quando la scheda torna visibile
      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(() => {
    // Recupera i dati più recenti da IndexedDB ogni volta che getSnapshot viene chiamato
    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>Caricamento dati da IndexedDB...</p>;
  }

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

export default IndexedDBComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Spiegazione:

• getAllData: Una funzione asincrona che recupera tutti i dati dallo store di IndexedDB.
• useIndexedDBData: Un hook personalizzato che usa useSyncExternalStore per sottoscrivere alle modifiche in IndexedDB.
• subscribe: Imposta listener per i cambiamenti di visibilità e focus per aggiornare i dati da IndexedDB e utilizza una funzione di debounce per evitare aggiornamenti eccessivi.
• getSnapshot: Recupera lo snapshot corrente chiamando `getAllData()` e restituendo quindi i `data` dallo stato.
• serverSnapshot: Restituisce null per il rendering lato server.
• IndexedDBComponent: Un componente che visualizza i dati da IndexedDB.

Considerazioni Importanti per IndexedDB:

• Operazioni Asincrone: Le interazioni con IndexedDB sono asincrone, quindi è necessario gestire attentamente la natura asincrona del recupero e degli aggiornamenti dei dati.
• Gestione degli Errori: Implementa una robusta gestione degli errori per gestire con grazia potenziali problemi di accesso al database, come database non trovato o errori di autorizzazione.
• Versioning del Database: Gestisci attentamente le versioni del database utilizzando l'evento onupgradeneeded per garantire la compatibilità dei dati man mano che la tua applicazione evolve.
• Prestazioni: Le operazioni di IndexedDB possono essere relativamente lente, specialmente con grandi set di dati. Ottimizza le query e l'indicizzazione per migliorare le prestazioni.

Considerazioni sulle Prestazioni

Sebbene useSyncExternalStore sia ottimizzato per le prestazioni, ci sono ancora alcune considerazioni da tenere a mente:

• Minimizzare le Modifiche allo Snapshot: Assicurati che la funzione getSnapshot restituisca un nuovo snapshot solo quando i dati sono effettivamente cambiati. Evita di creare inutilmente nuovi oggetti o array. Considera l'uso di tecniche di memoizzazione per ottimizzare la creazione dello snapshot.
• Aggiornamenti Raggruppati (Batch Updates): Se possibile, raggruppa gli aggiornamenti allo store esterno per ridurre il numero di ri-renderizzazioni. Ad esempio, se stai aggiornando più proprietà nello store, cerca di aggiornarle tutte in una singola transazione.
• Debouncing/Throttling: Se lo store esterno cambia frequentemente, considera l'applicazione di debounce o throttling agli aggiornamenti del componente React. Questo può prevenire ri-renderizzazioni eccessive e migliorare le prestazioni. È particolarmente utile con store volatili come il ridimensionamento della finestra del browser.
• Confronto Superficiale (Shallow Comparison): Assicurati di restituire valori primitivi o oggetti immutabili in getSnapshot in modo che React possa determinare rapidamente se i dati sono cambiati utilizzando un confronto superficiale.
• Aggiornamenti Condizionali: Nei casi in cui lo store esterno cambia frequentemente ma il tuo componente deve reagire solo a determinate modifiche, considera l'implementazione di aggiornamenti condizionali all'interno della funzione `subscribe` per evitare ri-renderizzazioni non necessarie.

Errori Comuni e Risoluzione dei Problemi

• Problemi di Tearing: Se riscontri ancora problemi di tearing dopo aver utilizzato useSyncExternalStore, controlla due volte che la tua funzione getSnapshot stia restituendo una vista coerente dei dati e che la funzione subscribe stia notificando correttamente React delle modifiche. Assicurati di non mutare direttamente i dati all'interno della funzione getSnapshot.
• Loop Infiniti: Un loop infinito può verificarsi se la funzione getSnapshot restituisce sempre un nuovo valore, anche quando i dati non sono cambiati. Questo può accadere se stai creando inutilmente nuovi oggetti o array. Assicurati di restituire lo stesso valore se i dati non sono cambiati.
• Rendering Lato Server Mancante: Se stai utilizzando il rendering lato server, assicurati di fornire una funzione getServerSnapshot per garantire che il componente si renderizzi correttamente sul server. Questa funzione dovrebbe restituire lo stato iniziale dello store esterno.
• Annullamento dell'Iscrizione Errato: Assicurati sempre di annullare correttamente l'iscrizione dallo store esterno all'interno della funzione restituita da subscribe. Non farlo può portare a perdite di memoria (memory leak).
• Uso Errato con la Modalità Concorrente: Assicurati che il tuo store esterno sia compatibile con la Modalità Concorrente. Evita di apportare mutazioni allo store esterno mentre React sta eseguendo il rendering. Le mutazioni dovrebbero essere sincrone e prevedibili.

Conclusione

useSyncExternalStore è uno strumento potente per sincronizzare i componenti React con store di dati esterni. Comprendendo come funziona e seguendo le migliori pratiche, puoi garantire che i tuoi componenti visualizzino dati coerenti e aggiornati, anche in complessi scenari di rendering concorrente. Questo hook semplifica l'integrazione con varie fonti di dati, dalle librerie di gestione dello stato di terze parti alle API del browser e ai flussi di dati in tempo reale, portando a applicazioni React più robuste e performanti. Ricorda di gestire sempre i potenziali errori, ottimizzare le prestazioni e gestire attentamente le sottoscrizioni per evitare errori comuni.