Reactのexperimental_useMutableSourceフックに関する包括的なガイド。Reactアプリケーションでミュータブルなデータソースを管理するための実装、ユースケース、利点、潜在的な課題を探ります。
React experimental_useMutableSource実装：ミュータブルなデータソースの解説
ユーザーインターフェースを構築するための人気のJavaScriptライブラリであるReactは、絶えず進化しています。最近の追加機能の中でも特に興味深いものの一つに、現在実験段階にあるexperimental_useMutableSourceフックがあります。このフックは、ミュータブルなデータソースをReactコンポーネント内で直接管理するための新しいアプローチを提供します。その実装と適切な使用法を理解することで、特に従来のReactステートでは不十分なシナリオにおいて、状態管理のための強力な新しいパターンを解き放つことができます。この包括的なガイドでは、experimental_useMutableSourceの複雑さを掘り下げ、その仕組み、ユースケース、利点、そして潜在的な落とし穴について探ります。
ミュータブルなデータソースとは？
フック自体に飛び込む前に、ミュータブルなデータソースの概念を理解することが重要です。Reactの文脈において、ミュータブルなデータソースとは、完全な置き換えを必要とせずに直接変更できるデータ構造を指します。これは、ステートの更新が新しいイミュータブルなオブジェクトの作成を伴う、Reactの典型的な状態管理アプローチとは対照的です。ミュータブルなデータソースの例には、以下のようなものがあります：
- 外部ライブラリ： MobXのようなライブラリや、DOM要素の直接操作もミュータブルなデータソースと見なすことができます。
- 共有オブジェクト： アプリケーションの異なる部分で共有され、様々な関数やモジュールによって変更される可能性のあるオブジェクト。
- リアルタイムデータ： WebSocketやサーバーセントイベント（SSE）からのデータストリームなど、常に更新されるデータ。株価のティッカーやライブスコアが頻繁に更新される様子を想像してみてください。
- ゲームの状態： Reactで構築された複雑なゲームでは、ゲームの状態をミュータブルなオブジェクトとして直接管理する方が、Reactのイミュータブルなステートだけに頼るよりも効率的な場合があります。
- 3Dシーングラフ： Three.jsのようなライブラリはミュータブルなシーングラフを維持しており、これらをReactと統合するには、これらのグラフの変更を効率的に追跡するメカニズムが必要です。
従来のReactの状態管理は、これらのミュータブルなデータソースを扱う際に非効率になる可能性があります。なぜなら、ソースへのすべての変更が新しいReactステートオブジェクトの作成とコンポーネントの再レンダリングを必要とするからです。これは、特に頻繁な更新や大規模なデータセットを扱う場合に、パフォーマンスのボトルネックにつながる可能性があります。
experimental_useMutableSourceの紹介
experimental_useMutableSourceは、Reactのコンポーネントモデルと外部のミュータブルなデータソースとの間のギャップを埋めるために設計されたReactフックです。これにより、Reactコンポーネントはミュータブルなデータソースの変更を購読し、必要な場合にのみ再レンダリングすることで、パフォーマンスを最適化し、応答性を向上させることができます。このフックは2つの引数を取ります：
- Source： ミュータブルなデータソースオブジェクト。これはMobXのオブザーバブルからプレーンなJavaScriptオブジェクトまで、何でもかまいません。
- Selector： コンポーネントが必要とする特定のデータをソースから抽出する関数。これにより、コンポーネントはデータソースの関連部分のみを購読でき、再レンダリングをさらに最適化します。
フックは、ソースから選択されたデータを返します。ソースが変更されると、Reactはセレクター関数を再実行し、選択されたデータが変更されたかどうかに基づいて（比較にはObject.isを使用）、コンポーネントを再レンダリングする必要があるかどうかを判断します。
基本的な使用例
ミュータブルなデータソースとしてプレーンなJavaScriptオブジェクトを使用した簡単な例を考えてみましょう：
const mutableSource = { value: 0 };
function incrementValue() {
mutableSource.value++;
// 本来は、ここにもっと堅牢な変更通知メカニズムが必要です。
// この簡単な例では、手動でのトリガーに依存します。
forceUpdate(); // 再レンダリングをトリガーする関数（後述）
}
function MyComponent() {
const value = experimental_useMutableSource(
mutableSource,
() => mutableSource.value,
);
return (
Value: {value}
);
}
// 再レンダリングを強制するヘルパー関数（本番環境には不向き、下記参照）
const [, forceUpdate] = React.useReducer(x => x + 1, 0);
解説：
valueプロパティを持つmutableSourceオブジェクトを定義します。incrementValue関数はvalueプロパティを直接変更します。MyComponentはexperimental_useMutableSourceを使用して、mutableSource.valueの変更を購読します。- セレクター関数
() => mutableSource.valueが関連データを抽出します。 - 「Increment」ボタンがクリックされると、
incrementValueが呼び出され、mutableSource.valueが更新されます。 - 重要な点として、再レンダリングをトリガーするために
forceUpdate関数が呼び出されます。これはデモンストレーションのための簡略化です。実際のアプリケーションでは、ミュータブルなデータソースの変更をReactに通知するための、より洗練されたメカニズムが必要になります。代替案については後で説明します。
重要： データソースを直接変更し、forceUpdateに依存することは、一般的に本番コードでは推奨*されません*。ここではデモンストレーションの簡潔さのために含めています。より良いアプローチは、適切なオブザーバブルパターンや変更通知メカニズムを提供するライブラリを使用することです。
適切な変更通知メカニズムの実装
experimental_useMutableSourceを扱う際の主な課題は、ミュータブルなデータソースが変更されたときにReactに通知されるようにすることです。単にデータソースを変更するだけでは、自動的に再レンダリングはトリガー*されません*。データが更新されたことをReactに知らせるメカニズムが必要です。
以下にいくつかの一般的なアプローチを示します：
1. カスタムオブザーバブルの使用
データが変更されたときにイベントを発行するカスタムオブザーバブルオブジェクトを作成できます。これにより、コンポーネントはこれらのイベントを購読し、それに応じて自身を更新できます。
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 // スナップショット関数
);
const [, forceUpdate] = React.useReducer(x => x + 1, 0);
React.useEffect(() => {
const unsubscribe = mutableSource.subscribe(() => {
forceUpdate(); // 変更時に再レンダリングをトリガー
});
return () => unsubscribe(); // アンマウント時にクリーンアップ
}, [mutableSource]);
return (
Value: {value}
);
}
解説：
- 値とリスナーのリストを管理するカスタム
Observableクラスを定義します。 valueプロパティのセッターは、値が変更されるたびにリスナーに通知します。MyComponentはuseEffectを使用してObservableを購読します。Observableの値が変更されると、リスナーはforceUpdateを呼び出して再レンダリングをトリガーします。useEffectフックは、コンポーネントがアンマウントされるときに購読がクリーンアップされることを保証し、メモリリークを防ぎます。experimental_useMutableSourceの3番目の引数であるスナップショット関数が使用されるようになりました。これは、Reactが更新前後の値を正しく比較するために必要です。
このアプローチは、ミュータブルなデータソースの変更を追跡するための、より堅牢で信頼性の高い方法を提供します。
2. MobXの使用
MobXは、ミュータブルなデータの管理を容易にする人気の状態管理ライブラリです。依存関係を自動的に追跡し、関連データが変更されたときにはコンポーネントを更新します。
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 // スナップショット関数
);
return (
Value: {value}
);
});
export default MyComponent;
解説：
- MobXを使用して、
valueプロパティとincrementアクションを持つオブザーバブルなstoreを作成します。 observer高階コンポーネントが、storeの変更を自動的に購読します。experimental_useMutableSourceを使用して、storeのvalueにアクセスします。- 「Increment」ボタンがクリックされると、
incrementアクションがstoreのvalueを更新し、これが自動的にMyComponentの再レンダリングをトリガーします。 - ここでも、スナップショット関数は正しい比較のために重要です。
MobXは、ミュータブルなデータの管理プロセスを簡素化し、Reactコンポーネントが常に最新の状態に保たれることを保証します。
3. Recoilの使用（注意して）
RecoilはFacebook製の状態管理ライブラリで、状態管理に異なるアプローチを提供します。Recoilは主にイミュータブルな状態を扱いますが、特定のシナリオでexperimental_useMutableSourceと統合することは可能ですが、これは注意して行うべきです。
通常、主要な状態管理にはRecoilを使用し、特定の、分離されたミュータブルなデータソースを管理するためにexperimental_useMutableSourceを使用します。experimental_useMutableSourceを使用してRecoilのアトムを直接変更することは避けるべきです。これは予測不可能な動作につながる可能性があります。
例（概念的 - 注意して使用してください）：
import { useRecoilState } from 'recoil';
import { myRecoilAtom } from './atoms'; // Recoilアトムが定義されていると仮定
const mutableSource = { value: 0 };
function incrementValue() {
mutableSource.value++;
// ここでも変更通知メカニズムが必要です。例：カスタムObservable
// 直接の変更とforceUpdateは本番環境では推奨*されません*。
forceUpdate(); // 適切な解決策については前の例を参照してください。
}
function MyComponent() {
const [recoilValue, setRecoilValue] = useRecoilState(myRecoilAtom);
const mutableValue = experimental_useMutableSource(
mutableSource,
() => mutableSource.value,
() => mutableSource.value // スナップショット関数
);
// ... recoilValueとmutableValueの両方を使用するコンポーネントロジック ...
return (
Recoil Value: {recoilValue}
Mutable Value: {mutableValue}
);
}
Recoilでexperimental_useMutableSourceを使用する際の重要な考慮事項：
- Recoilアトムの直接変更を避ける：
experimental_useMutableSourceを使用してRecoilアトムの値を直接変更しないでください。Recoilアトムを更新するには、useRecoilStateから提供されるsetRecoilValue関数を使用してください。 - ミュータブルなデータを分離する：
experimental_useMutableSourceは、Recoilが管理するアプリケーション全体の状態にとって重要でない、小さく分離されたミュータブルなデータを管理するためにのみ使用してください。 - 代替案を検討する： Recoilで
experimental_useMutableSourceに頼る前に、派生ステートやエフェクトなど、Recoilの組み込み機能を使用して目的の結果を達成できるかどうかを慎重に検討してください。
experimental_useMutableSourceの利点
experimental_useMutableSourceは、ミュータブルなデータソースを扱う際に、従来のReactの状態管理に比べていくつかの利点を提供します：
- パフォーマンスの向上： データソースの関連部分のみを購読し、必要な場合にのみ再レンダリングすることで、
experimental_useMutableSourceは特に頻繁な更新や大規模なデータセットを扱う場合にパフォーマンスを大幅に向上させることができます。 - 統合の簡素化： 外部のミュータブルなライブラリやデータソースをReactコンポーネントにクリーンかつ効率的に統合する方法を提供します。
- ボイラープレートの削減： ミュータブルなデータを管理するために必要なボイラープレートコードの量を削減し、コードをより簡潔で保守しやすくします。
- コンカレンシーのサポート：
experimental_useMutableSourceはReactのコンカレントモードとうまく連携するように設計されており、Reactがミュータブルなデータを見失うことなく、必要に応じてレンダリングを中断および再開できるようにします。
潜在的な課題と考慮事項
experimental_useMutableSourceはいくつかの利点を提供しますが、潜在的な課題と考慮事項を認識することが重要です：
- 実験的ステータス： このフックは現在実験段階にあり、将来的にAPIが変更される可能性があります。必要に応じてコードを適応させる準備をしておいてください。
- 複雑さ： ミュータブルなデータの管理は、イミュータブルなデータの管理よりも本質的に複雑になる可能性があります。ミュータブルなデータを使用することの影響を慎重に検討し、コードが十分にテストされ、保守可能であることを確認することが重要です。
- 変更通知： 前述の通り、ミュータブルなデータソースが変更されたときにReactに通知されるように、適切な変更通知メカニズムを実装する必要があります。これにより、コードが複雑になる可能性があります。
- デバッグ： ミュータブルなデータに関連する問題のデバッグは、イミュータブルなデータに関連する問題のデバッグよりも困難な場合があります。ミュータブルなデータソースがどのように変更され、Reactがそれらの変更にどのように反応しているかをよく理解することが重要です。
- スナップショット関数の重要性： スナップショット関数（3番目の引数）は、Reactが更新前後のデータを正しく比較できることを保証するために不可欠です。この関数を省略したり、誤って実装したりすると、予期しない動作につながる可能性があります。
experimental_useMutableSourceを使用するためのベストプラクティス
experimental_useMutableSourceの利点を最大化し、リスクを最小化するために、以下のベストプラクティスに従ってください：
- 適切な変更通知メカニズムを使用する： 再レンダリングの手動トリガーに頼ることは避けてください。適切なオブザーバブルパターンや変更通知メカニズムを提供するライブラリを使用してください。
- ミュータブルなデータの範囲を最小限にする：
experimental_useMutableSourceは、小さく分離されたミュータブルなデータを管理するためにのみ使用してください。大規模または複雑なデータ構造の管理には使用しないでください。 - 徹底的なテストを書く： コードが正しく機能し、ミュータブルなデータが適切に管理されていることを確認するために、徹底的なテストを書いてください。
- コードを文書化する： ミュータブルなデータソースがどのように使用され、Reactが変更にどのように反応するかを説明するために、コードを明確に文書化してください。
- パフォーマンスへの影響を認識する：
experimental_useMutableSourceはパフォーマンスを向上させることができますが、潜在的なパフォーマンスへの影響を認識することが重要です。プロファイリングツールを使用してボトルネックを特定し、それに応じてコードを最適化してください。 - 可能な限りイミュータビリティを優先する：
experimental_useMutableSourceを使用している場合でも、可能な限りイミュータブルなデータ構造を使用し、イミュータブルな方法で更新するように努めてください。これにより、コードを簡素化し、バグのリスクを減らすことができます。 - スナップショット関数を理解する： スナップショット関数の目的と実装を十分に理解してください。正しいスナップショット関数は、適切な動作のために不可欠です。
ユースケース：実世界の例
experimental_useMutableSourceが特に有益となりうる、いくつかの実世界のユースケースを探ってみましょう：
- Three.jsとの統合： ReactとThree.jsで3Dアプリケーションを構築する際、
experimental_useMutableSourceを使用してThree.jsのシーングラフの変更を購読し、必要な場合にのみReactコンポーネントを再レンダリングすることができます。これにより、フレームごとにシーン全体を再レンダリングする場合と比較して、パフォーマンスが大幅に向上します。 - リアルタイムデータ可視化： リアルタイムのデータ可視化を構築する際、
experimental_useMutableSourceを使用してWebSocketやSSEストリームからの更新を購読し、データが変更されたときにのみチャートやグラフを再レンダリングすることができます。これにより、よりスムーズで応答性の高いユーザーエクスペリエンスを提供できます。ライブの暗号通貨価格を表示するダッシュボードを想像してみてください。experimental_useMutableSourceを使用すると、価格が変動する際の不要な再レンダリングを防ぐことができます。 - ゲーム開発： ゲーム開発では、
experimental_useMutableSourceを使用してゲームの状態を管理し、ゲームの状態が変更された場合にのみReactコンポーネントを再レンダリングすることができます。これにより、パフォーマンスが向上し、遅延が減少します。例えば、ゲームキャラクターの位置や体力をミュータブルなオブジェクトとして管理し、キャラクター情報を表示するコンポーネントでexperimental_useMutableSourceを使用するなどです。 - 共同編集： 共同編集アプリケーションを構築する際、
experimental_useMutableSourceを使用して共有ドキュメントの変更を購読し、ドキュメントが変更された場合にのみReactコンポーネントを再レンダリングすることができます。これにより、リアルタイムの共同編集体験を提供できます。複数のユーザーが同時に変更を加えている共有ドキュメントエディタを考えてみてください。experimental_useMutableSourceは、編集が行われる際の再レンダリングを最適化するのに役立ちます。 - レガシーコードの統合：
experimental_useMutableSourceは、ミュータブルなデータ構造に依存するレガシーコードベースとReactを統合する際にも役立ちます。これにより、すべてを最初から書き直すことなく、コードベースを徐々にReactに移行することができます。
結論
experimental_useMutableSourceは、Reactアプリケーションでミュータブルなデータソースを管理するための強力なツールです。その実装、ユースケース、利点、潜在的な課題を理解することで、より効率的で、応答性が高く、保守しやすいアプリケーションを構築するために活用することができます。適切な変更通知メカニズムを使用し、ミュータブルなデータの範囲を最小限に抑え、コードが正しく機能することを確認するために徹底的なテストを書くことを忘れないでください。Reactが進化し続ける中で、experimental_useMutableSourceはReact開発の未来においてますます重要な役割を果たすことになるでしょう。
まだ実験的ではありますが、experimental_useMutableSourceは、ミュータブルなデータソースが避けられない状況に対処するための有望なアプローチを提供します。その影響を慎重に考慮し、ベストプラクティスに従うことで、開発者はその力を利用して高性能でリアクティブなReactアプリケーションを作成できます。この価値あるフックの更新や潜在的な変更については、Reactのロードマップに注目してください。