2025年9月30日日本語

Reactのexperimental_useMutableSourceフックを使用して、高度な可変データ処理を検討します。最適化されたパフォーマンスのための利点、欠点、および実際の応用例を理解します。

React experimental_useMutableSource: 可変データ管理の深堀り

Reactは、ユーザーインターフェースを構築するための宣言的なJavaScriptライブラリとして、一般的に不変性を推奨しています。ただし、特定のシナリオでは、特に外部システムや複雑な状態管理を扱う場合に、可変データが役立ちます。Reactの実験的APIの一部であるexperimental_useMutableSourceフックは、可変データソースをReactコンポーネントに効率的に統合するメカニズムを提供します。この記事では、experimental_useMutableSourceの複雑さを掘り下げ、そのユースケース、利点、欠点、および効果的な実装のためのベストプラクティスについて説明します。

Reactにおける可変データの理解

experimental_useMutableSourceの具体的な内容に入る前に、Reactエコシステムにおける可変データのコンテキストを理解することが重要です。

Reactにおける不変性のパラダイム

Reactの不変性のコア原則は、データは作成後に直接変更されるべきではないということです。代わりに、変更は、必要な変更を加えたデータの新しいコピーを作成することによって行われます。このアプローチには、いくつかの利点があります。

予測可能性: 不変性により、状態の変化について推論し、問題をデバッグすることが容易になります。データは明示的に変更されない限り一貫性が保たれるためです。
パフォーマンスの最適化: Reactは、データへの参照を比較することによって変更を効率的に検出できるため、コストのかかるディープな比較を回避できます。
簡素化された状態管理: 不変データ構造は、ReduxやZustandなどの状態管理ライブラリとシームレスに連携し、予測可能な状態の更新を可能にします。

可変データが有効な場合

不変性の利点にもかかわらず、特定のシナリオでは可変データの使用が正当化されます。

外部データソース: データベースやWebSocket接続などの外部システムとのインタラクションでは、多くの場合、可変データへの更新を受信する必要があります。たとえば、金融アプリケーションは、頻繁に更新されるリアルタイムの株価を受信する可能性があります。
パフォーマンスが重要なアプリケーション: 場合によっては、データの新しいコピーを作成するオーバーヘッドが大きすぎる可能性があります。特に、大規模なデータセットや頻繁な更新を扱う場合です。ゲームやデータ可視化ツールは、可変データがパフォーマンスを向上させることができる例です。
レガシーコードとの統合: 既存のコードベースが可変データに大きく依存している場合、大幅なリファクタリングなしに不変性を採用することは困難です。

experimental_useMutableSourceの紹介

experimental_useMutableSourceフックは、Reactコンポーネントを可変データソースにサブスクライブさせる方法を提供し、基になるデータが変更されたときに効率的に更新できるようにします。このフックはReactの実験的APIの一部であり、変更される可能性があり、本番環境での使用には注意が必要です。

仕組み

experimental_useMutableSourceは、2つの引数を受け取ります。

source: 可変データへのアクセスを提供するオブジェクト。このオブジェクトには、次の2つのメソッドが必要です。

getVersion(): データの現在のバージョンを表す値を返します。Reactはこの値を使用して、データが変更されたかどうかを判断します。
subscribe(callback): データが変更されるたびに呼び出されるコールバック関数を登録します。コールバック関数は、コンポーネントでforceUpdateを呼び出して、再レンダリングをトリガーする必要があります。

getSnapshot: 現在のデータのスナップショットを返す関数。この関数は、レンダリング中に呼び出されるため、純粋かつ同期的である必要があります。

実装例

experimental_useMutableSourceの使用方法の基本的な例を次に示します。


import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useState, useRef, useEffect } from 'react';

// Mutable data source
const createMutableSource = (initialValue) => {
  let value = initialValue;
  let version = 0;
  let listeners = [];

  const source = {
    getVersion() {
      return version;
    },
    subscribe(listener) {
      listeners.push(listener);
      return () => {
        listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
      };
    },
    setValue(newValue) {
      value = newValue;
      version++;
      listeners.forEach((listener) => listener());
    },
    getValue() {
      return value;
    },
  };
  return source;
};


function MyComponent() {
  const [mySource, setMySource] = useState(() => createMutableSource("Initial Value"));

  const snapshot = useMutableSource(mySource, (source) => source.getValue());

  const handleChange = () => {
    mySource.setValue(Date.now().toString());
  };

  return (
    
      Current Value: {snapshot}
      
    
  );
}

export default MyComponent;

この例では:

createMutableSourceは、getValue、setValue、getVersion、およびsubscribeメソッドを備えた単純な可変データソースを作成します。
useMutableSourceは、MyComponentをmySourceにサブスクライブします。
snapshot変数は、データの現在の値を保持し、データが変更されるたびに更新されます。
handleChange関数は、可変データを変更し、コンポーネントの再レンダリングをトリガーします。

ユースケースと例

experimental_useMutableSourceは、外部システムと統合したり、複雑な可変状態を管理したりする必要があるシナリオで特に役立ちます。具体的な例を次に示します。

リアルタイムデータ可視化

リアルタイムの株価を表示する株式市場のダッシュボードを考えてみましょう。データは、外部データフィードによって常に更新されます。experimental_useMutableSourceを使用すると、不要な再レンダリングを引き起こすことなく、ダッシュボードを効率的に更新できます。


import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useEffect, useRef, useState } from 'react';

// Assume this function fetches stock data from an external API
const fetchStockData = async (symbol) => {
    //Replace with actual api call
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500))
    return {price: Math.random()*100, timestamp: Date.now()};
};

// Mutable data source
const createStockSource = (symbol) => {
  let stockData = {price:0, timestamp:0};
  let version = 0;
  let listeners = [];
  let fetching = false;

  const updateStockData = async () => {
    if (fetching) return;
    fetching = true;
    try{
      const newData = await fetchStockData(symbol);
      stockData = newData;
      version++;
      listeners.forEach((listener) => listener());
    } catch (error) {
      console.error("Failed to update stock data", error);
    } finally{
      fetching = false;
    }

  }

  const source = {
    getVersion() {
      return version;
    },
    subscribe(listener) {
      listeners.push(listener);
      return () => {
        listeners = listeners.filter((l) => l !== listener);
      };
    },
    getStockData() {
      return stockData;
    },
    updateStockData,
  };
  return source;
};


function StockDashboard({ symbol }) {
  const [stockSource, setStockSource] = useState(() => createStockSource(symbol));

  useEffect(() => {
    stockSource.updateStockData()
    const intervalId = setInterval(stockSource.updateStockData, 2000);
    return () => clearInterval(intervalId);
  }, [symbol, stockSource]);


  const stockData = useMutableSource(stockSource, (source) => source.getStockData());

  return (
    
      {symbol}
      Price: {stockData.price}
      Last Updated: {new Date(stockData.timestamp).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default StockDashboard;

この例では:

fetchStockData関数は、外部APIから株価データをフェッチします。これは、0.5秒待機する非同期promiseによってシミュレートされます。
createStockSourceは、株価を保持する可変データソースを作成します。これは、setIntervalを使用して2秒ごとに更新されます。
StockDashboardコンポーネントは、experimental_useMutableSourceを使用して株価データソースにサブスクライブし、価格が変更されるたびに表示を更新します。

ゲーム開発

ゲーム開発では、ゲームの状態を効率的に管理することがパフォーマンスにとって非常に重要です。experimental_useMutableSourceを使用すると、ゲームエンティティ（プレーヤーの位置、敵の位置など）を効率的に更新し、ゲームシーン全体の不要な再レンダリングを引き起こすことはありません。


import { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';
import { useEffect, useRef, useState } from 'react';

// Mutable data source for player position
const createPlayerSource = () => {
    let playerPosition = {x: 0, y: 0};
    let version = 0;
    let listeners = [];

    const movePlayer = (dx, dy) => {
        playerPosition = {x: playerPosition.x + dx, y: playerPosition.y + dy};
        version++;
        listeners.forEach(listener => listener());
    };

    const getPlayerPosition = () => playerPosition;

    const source = {
        getVersion: () => version,
        subscribe: (listener) => {
            listeners.push(listener);
            return () => {
                listeners = listeners.filter(l => l !== listener);
            };
        },
        movePlayer,
        getPlayerPosition,
    };

    return source;
};

function GameComponent() {
    const [playerSource, setPlayerSource] = useState(() => createPlayerSource());
    const playerPosition = useMutableSource(playerSource, source => source.getPlayerPosition());

    const handleMove = (dx, dy) => {
        playerSource.movePlayer(dx, dy);
    };

    useEffect(() => {
        const handleKeyDown = (e) => {
            switch (e.key) {
                case 'ArrowUp': handleMove(0, -1); break;
                case 'ArrowDown': handleMove(0, 1); break;
                case 'ArrowLeft': handleMove(-1, 0); break;
                case 'ArrowRight': handleMove(1, 0); break;
                default: break;
            }
        };

        window.addEventListener('keydown', handleKeyDown);
        return () => window.removeEventListener('keydown', handleKeyDown);
    }, [playerSource]);

    return (
        
            Player Position: X = {playerPosition.x}, Y = {playerPosition.y}
            {/* Game rendering logic here */}
        
    );
}

export default GameComponent;

この例では:

createPlayerSourceは、プレーヤーの位置を格納する可変データソースを作成します。
GameComponentは、experimental_useMutableSourceを使用してプレーヤーの位置にサブスクライブし、位置が変更されるたびに表示を更新します。
handleMove関数は、プレーヤーの位置を更新し、コンポーネントの再レンダリングをトリガーします。

共同ドキュメント編集

共同ドキュメント編集の場合、あるユーザーが行った変更は、他のユーザーにリアルタイムで反映される必要があります。可変の共有ドキュメントオブジェクトとexperimental_useMutableSourceを使用すると、効率的で応答性の高い更新が保証されます。

experimental_useMutableSourceの利点

experimental_useMutableSourceを使用すると、いくつかの利点があります。

パフォーマンスの最適化: 可変データソースにサブスクライブすることにより、コンポーネントは基になるデータが変更された場合にのみ再レンダリングされ、不要なレンダリングが削減され、パフォーマンスが向上します。
シームレスな統合: experimental_useMutableSourceは、可変データを提供する外部システムと統合するためのクリーンで効率的な方法を提供します。
簡素化された状態管理: 可変データ管理を外部ソースにオフロードすることにより、コンポーネントの状態ロジックを簡素化し、アプリケーションの複雑さを軽減できます。

欠点と考慮事項

その利点にもかかわらず、experimental_useMutableSourceにはいくつかの欠点と考慮事項もあります。

実験的API: 実験的APIとして、experimental_useMutableSourceは変更される可能性があり、将来のReactリリースで安定していない可能性があります。
複雑さ: experimental_useMutableSourceを実装するには、競合状態やデータの一貫性のない状態を回避するために、可変データソースと同期を慎重に管理する必要があります。
バグの可能性: 可変データは、正しく処理されない場合、微妙なバグを引き起こす可能性があります。コードを徹底的にテストし、予期しない副作用を防ぐために防御的コピーなどの手法を使用することを検討することが重要です。
常に最適なソリューションとは限りません: experimental_useMutableSourceを使用する前に、不変パターンが自分のケースに十分であるかどうかを検討してください。不変性は、より優れた予測可能性とデバッグ可能性を提供します。

experimental_useMutableSourceを使用するためのベストプラクティス

experimental_useMutableSourceを効果的に使用するには、次のベストプラクティスを検討してください。

可変データを最小限に抑える: 必要な場合にのみ可変データを使用します。予測可能性を維持し、状態管理を簡素化するために、可能な限り不変データ構造を優先します。
可変状態をカプセル化する: アクセスを制御し、意図しない変更を防ぐために、可変データを適切に定義されたモジュールまたはクラス内にカプセル化します。
バージョニングを使用する: 可変データのバージョニングメカニズムを実装して、変更を追跡し、コンポーネントが必要な場合にのみ再レンダリングされるようにします。getVersionメソッドはこれに不可欠です。
レンダリングで直接変更しない: コンポーネントのレンダリング関数内で可変データを直接変更しないでください。無限ループや予期しない動作につながる可能性があります。
徹底的なテスト: コードを徹底的にテストして、可変データが正しく処理され、競合状態やデータの一貫性のない状態がないことを確認します。
慎重な同期: 複数のコンポーネントが同じ可変データソースを共有する場合、データへのアクセスを慎重に同期して、競合を回避し、データの一貫性を確保します。同時アクセスを管理するために、ロックやトランザクション更新などの手法を使用することを検討してください。
代替案を検討する: experimental_useMutableSourceを使用する前に、不変データ構造やグローバル状態管理ライブラリなどの他のアプローチが、自分のユースケースにより適切であるかどうかを評価します。

experimental_useMutableSourceの代替

experimental_useMutableSourceは、可変データをReactコンポーネントに統合する方法を提供しますが、いくつかの代替案が存在します。

グローバル状態管理ライブラリ: Redux、Zustand、Recoilなどのライブラリは、外部システムからの更新の処理を含む、アプリケーションの状態を管理するための堅牢なメカニズムを提供します。これらのライブラリは通常、不変データ構造に依存し、タイムトラベルデバッグや副作用を処理するためのミドルウェアなどの機能を提供します。
Context API: ReactのContext APIを使用すると、propsを明示的に渡すことなく、コンポーネント間で状態を共有できます。Contextは通常、不変データで使用されますが、更新とサブスクリプションを慎重に管理することで、可変データでも使用できます。
カスタムフック: カスタムフックを作成して、可変データを管理し、コンポーネントを変更にサブスクライブできます。このアプローチはより柔軟性を提供しますが、パフォーマンスの問題やデータの一貫性のない状態を回避するには、慎重な実装が必要です。
シグナル: Preact Signalsなどのリアクティブライブラリは、変化する値を管理およびサブスクライブするための効率的な方法を提供します。このアプローチはReactプロジェクトに統合でき、Reactのフックを介して可変データを直接管理する代替手段を提供します。

結論

experimental_useMutableSourceは、可変データをReactコンポーネントに統合するための強力なメカニズムを提供し、特定のシナリオで効率的な更新とパフォーマンスの向上を可能にします。ただし、可変データに関連する欠点と考慮事項を理解し、潜在的な問題を回避するためにベストプラクティスに従うことが重要です。experimental_useMutableSourceを使用する前に、それが自分のユースケースに最適なソリューションであるかどうかを慎重に評価し、より安定性と保守性を提供する可能性のある代替アプローチを検討してください。実験的APIとして、その動作または可用性が将来のバージョンのReactで変更される可能性があることに注意してください。experimental_useMutableSourceとその代替の複雑さを理解することで、Reactアプリケーションで可変データを管理する方法について情報に基づいた決定を下すことができます。