React useSyncExternalStore: Synchronisatie van Externe Stores Beheersen

In moderne React-applicaties is effectief state management cruciaal. Hoewel React ingebouwde oplossingen voor state management biedt zoals useState en useReducer, vereist de integratie met externe databronnen of state management libraries van derden een meer geavanceerde aanpak. Dit is waar useSyncExternalStore van pas komt.

Wat is useSyncExternalStore?

useSyncExternalStore is een React-hook die in React 18 werd geïntroduceerd en waarmee u zich kunt abonneren op en lezen van externe databronnen op een manier die compatibel is met concurrente rendering. Dit is met name belangrijk bij het omgaan met data die niet rechtstreeks door React wordt beheerd, zoals:

• State management libraries van derden: Redux, Zustand, Jotai, etc.
• Browser API's: localStorage, IndexedDB, etc.
• Externe databronnen: Server-sent events, WebSockets, etc.

Voorafgaand aan useSyncExternalStore kon het synchroniseren van externe stores leiden tot 'tearing' en inconsistenties, vooral met de concurrente rendering-functies van React. Deze hook pakt deze problemen aan door een gestandaardiseerde en performante manier te bieden om externe data te verbinden met uw React-componenten.

Waarom useSyncExternalStore gebruiken? Voordelen en Pluspunten

Het gebruik van useSyncExternalStore biedt verschillende belangrijke voordelen:

• Veiligheid bij Concurrency: Zorgt ervoor dat uw component altijd een consistente weergave van de externe store toont, zelfs tijdens concurrente renders. Dit voorkomt 'tearing'-problemen waarbij delen van uw UI inconsistente data kunnen tonen.
• Prestaties: Geoptimaliseerd voor prestaties, waardoor onnodige re-renders worden geminimaliseerd. Het maakt gebruik van de interne mechanismen van React om efficiënt te abonneren op wijzigingen en het component alleen bij te werken wanneer dat nodig is.
• Gestandaardiseerde API: Biedt een consistente en voorspelbare API voor interactie met externe stores, ongeacht de onderliggende implementatie.
• Minder Boilerplate: Vereenvoudigt het proces van het verbinden met externe stores, waardoor de hoeveelheid aangepaste code die u moet schrijven wordt verminderd.
• Compatibiliteit: Werkt naadloos samen met een breed scala aan externe databronnen en state management libraries.

Hoe useSyncExternalStore Werkt: Een Diepgaande Analyse

De useSyncExternalStore hook accepteert drie argumenten:

1. subscribe(callback: () => void): () => void: Een functie die een callback registreert om op de hoogte te worden gesteld wanneer de externe store verandert. Het moet een functie retourneren om het abonnement op te zeggen. Zo leert React wanneer de store nieuwe data heeft.
2. getSnapshot(): T: Een functie die een snapshot van de data uit de externe store retourneert. Deze snapshot moet een eenvoudige, onveranderlijke waarde zijn die React kan gebruiken om te bepalen of de data is gewijzigd.
3. getServerSnapshot?(): T (Optioneel): Een functie die de initiële snapshot van de data op de server retourneert. Dit wordt gebruikt voor server-side rendering (SSR) om consistentie tussen de server en de client te waarborgen. Indien niet opgegeven, zal React getSnapshot() gebruiken tijdens het renderen op de server, wat niet voor alle scenario's ideaal is.

Hier is een overzicht van hoe deze argumenten samenwerken:

1. Wanneer het component wordt gemount, roept useSyncExternalStore de subscribe-functie aan om een callback te registreren.
2. Wanneer de externe store verandert, wordt de callback die via subscribe is geregistreerd, aangeroepen.
3. De callback vertelt React dat het component opnieuw gerenderd moet worden.
4. Tijdens het renderen roept useSyncExternalStore getSnapshot aan om de laatste data uit de externe store te halen.
5. React vergelijkt de huidige snapshot met de vorige snapshot. Als ze verschillen, wordt het component bijgewerkt met de nieuwe data.
6. Wanneer het component wordt unmount, wordt de uitschrijffunctie die door subscribe is geretourneerd, aangeroepen om geheugenlekken te voorkomen.

Basis Implementatievoorbeeld: Integratie met localStorage

Laten we illustreren hoe useSyncExternalStore te gebruiken met een eenvoudig voorbeeld: het lezen en schrijven van een waarde naar 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; // Behandel mogelijke fouten zoals het niet beschikbaar zijn van `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; // Of een standaardwaarde als dat passend is voor uw SSR-opstelling

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

  const setValue = (newValue: string) => {
    try {
      localStorage.setItem(key, newValue);
      // Verstuur een storage-event op het huidige venster om updates in andere tabbladen te activeren.
      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>Hello, {name || 'World'}</p>
      <input
        type="text"
        value={name || ''}
        onChange={(e) => setName(e.target.value)}
      />
    </div>
  );
}

export default MyComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• getLocalStorageItem: Een hulpfunctie om veilig de waarde uit localStorage op te halen, waarbij mogelijke fouten worden afgehandeld.
• useLocalStorage: Een custom hook die de logica voor interactie met localStorage inkapselt met behulp van useSyncExternalStore.
• subscribe: Luistert naar het 'storage'-event, dat wordt geactiveerd wanneer localStorage wordt gewijzigd in een ander tabblad of venster. Cruciaal is dat we na het instellen van een nieuwe waarde een storage-event versturen om updates in *hetzelfde* venster correct te activeren.
• getSnapshot: Retourneert de huidige waarde uit localStorage.
• serverSnapshot: Retourneert null (of een standaardwaarde) voor server-side rendering.
• setValue: Werkt de waarde in localStorage bij en verstuurt een storage-event om andere tabbladen te signaleren.
• MyComponent: Een eenvoudig component dat de useLocalStorage-hook gebruikt om een naam weer te geven en bij te werken.

Belangrijke Overwegingen voor localStorage:

• Foutafhandeling: Wikkel toegang tot localStorage altijd in try...catch-blokken om potentiële fouten af te handelen, zoals wanneer localStorage is uitgeschakeld of niet beschikbaar is (bijv. in privé-browsing modus).
• Storage Events: Het 'storage'-event wordt alleen geactiveerd wanneer localStorage wordt gewijzigd in een *ander* tabblad of venster, niet in hetzelfde venster. Daarom versturen we handmatig een nieuw StorageEvent na het instellen van een waarde.
• Data Serialisatie: localStorage slaat alleen strings op. Mogelijk moet u complexe datastructuren serialiseren en deserialiseren met JSON.stringify en JSON.parse.
• Beveiliging: Wees u bewust van de data die u in localStorage opslaat, aangezien deze toegankelijk is voor JavaScript-code op hetzelfde domein. Gevoelige informatie mag niet in localStorage worden opgeslagen.

Geavanceerde Use Cases en Voorbeelden

1. Integratie met Zustand (of een andere state management library)

Het integreren van useSyncExternalStore met een globale state management library zoals Zustand is een veelvoorkomende use case. Hier is een voorbeeld:

            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: () => {} }) // Server snapshot, geef de standaard state op
  ).bears
  return <h1>{bears} bears around here!</h1>
}

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

export { BearCounter, Controls }
            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• We gebruiken Zustand voor globaal state management
• useStore.subscribe: Deze functie abonneert zich op de Zustand-store en zal re-renders activeren wanneer de state van de store verandert.
• useStore.getState: Deze functie retourneert de huidige state van de Zustand-store.
• De derde parameter levert een standaard state voor server-side rendering (SSR), wat ervoor zorgt dat het component correct op de server rendert voordat de client-side JavaScript het overneemt.
• Het component haalt het aantal beren op met useSyncExternalStore en rendert dit.
• Het Controls-component toont hoe een Zustand-setter te gebruiken.

2. Integratie met Server-Sent Events (SSE)

useSyncExternalStore kan worden gebruikt om componenten efficiënt bij te werken op basis van real-time data van een server met behulp van 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'); // Vervang door uw SSE-eindpunt

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

  return <div><p>Real-time Data: {JSON.stringify(realTimeData)}</p></div>;
}

export default RealTimeDataComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• useSSE: Een custom hook die een SSE-verbinding opzet met een gegeven URL.
• subscribe: Voegt een event listener toe aan het EventSource-object om op de hoogte te worden gesteld van nieuwe berichten van de server. Het gebruikt useCallback om ervoor te zorgen dat de callback-functie niet bij elke render opnieuw wordt gemaakt.
• getSnapshot: Retourneert de meest recent ontvangen data van de SSE-stream.
• serverSnapshot: Retourneert null voor server-side rendering.
• RealTimeDataComponent: Een component dat de useSSE-hook gebruikt om real-time data weer te geven.

3. Integratie met IndexedDB

Synchroniseer React-componenten met data opgeslagen in IndexedDB met behulp van 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); // Vervang door uw databasenaam en -versie

    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'); // Vervang door uw storenaam
      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) => {
    // Debounce de callback om overmatige re-renders te voorkomen.
    let timeoutId: NodeJS.Timeout;
    const debouncedCallback = () => {
      clearTimeout(timeoutId);
      timeoutId = setTimeout(callback, 50); // Pas de debounce-vertraging naar wens aan
    };

    const handleVisibilityChange = () => {
      // Haal data opnieuw op wanneer het tabblad weer zichtbaar wordt
      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(() => {
    // Haal de laatste data op uit IndexedDB elke keer dat getSnapshot wordt aangeroepen
    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>Loading data from IndexedDB...</p>;
  }

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

export default IndexedDBComponent;
            

              
                Copy
              
            
          

Uitleg:

• getAllData: Een asynchrone functie die alle data uit de IndexedDB-store ophaalt.
• useIndexedDBData: Een custom hook die useSyncExternalStore gebruikt om zich te abonneren op wijzigingen in IndexedDB.
• subscribe: Stelt listeners in voor zichtbaarheids- en focuswijzigingen om de data uit IndexedDB bij te werken en gebruikt een debounce-functie om overmatige updates te voorkomen.
• getSnapshot: Haalt de huidige snapshot op door `getAllData()` aan te roepen en vervolgens de `data` uit de state te retourneren.
• serverSnapshot: Retourneert null voor server-side rendering.
• IndexedDBComponent: Een component dat de data uit IndexedDB weergeeft.

Belangrijke Overwegingen voor IndexedDB:

• Asynchrone Operaties: Interacties met IndexedDB zijn asynchroon, dus u moet de asynchrone aard van het ophalen en bijwerken van data zorgvuldig afhandelen.
• Foutafhandeling: Implementeer robuuste foutafhandeling om potentiële problemen met databasetoegang, zoals een niet-gevonden database of permissiefouten, netjes af te handelen.
• Database Versioning: Beheer databaseversies zorgvuldig met behulp van het onupgradeneeded-event om datacompatibiliteit te waarborgen naarmate uw applicatie evolueert.
• Prestaties: IndexedDB-operaties kunnen relatief traag zijn, vooral bij grote datasets. Optimaliseer queries en indexering om de prestaties te verbeteren.

Prestatieoverwegingen

Hoewel useSyncExternalStore is geoptimaliseerd voor prestaties, zijn er toch enkele overwegingen om in gedachten te houden:

• Minimaliseer Snapshot-wijzigingen: Zorg ervoor dat de getSnapshot-functie alleen een nieuwe snapshot retourneert wanneer de data daadwerkelijk is gewijzigd. Vermijd het onnodig aanmaken van nieuwe objecten of arrays. Overweeg het gebruik van memoization-technieken om het aanmaken van snapshots te optimaliseren.
• Batch Updates: Batch, indien mogelijk, updates naar de externe store om het aantal re-renders te verminderen. Als u bijvoorbeeld meerdere eigenschappen in de store bijwerkt, probeer ze dan allemaal in één transactie bij te werken.
• Debouncing/Throttling: Als de externe store frequent verandert, overweeg dan om de updates naar het React-component te debouncen of te throttelen. Dit kan overmatige re-renders voorkomen en de prestaties verbeteren. Dit is vooral handig bij vluchtige stores zoals het formaat van het browservenster.
• Shallow Comparison: Zorg ervoor dat u primitieve waarden of onveranderlijke objecten retourneert in getSnapshot, zodat React snel kan bepalen of de data is gewijzigd met behulp van een oppervlakkige vergelijking.
• Conditionele Updates: In gevallen waar de externe store frequent verandert, maar uw component alleen op bepaalde wijzigingen hoeft te reageren, overweeg dan om conditionele updates binnen de `subscribe`-functie te implementeren om onnodige re-renders te voorkomen.

Veelvoorkomende Valkuilen en Probleemoplossing

• Tearing-problemen: Als u na het gebruik van useSyncExternalStore nog steeds tearing-problemen ondervindt, controleer dan dubbel of uw getSnapshot-functie een consistente weergave van de data retourneert en dat de subscribe-functie React correct op de hoogte stelt van wijzigingen. Zorg ervoor dat u de data niet rechtstreeks muteert binnen de getSnapshot-functie.
• Oneindige Loops: Een oneindige loop kan optreden als de getSnapshot-functie altijd een nieuwe waarde retourneert, zelfs wanneer de data niet is gewijzigd. Dit kan gebeuren als u onnodig nieuwe objecten of arrays aanmaakt. Zorg ervoor dat u dezelfde waarde retourneert als de data niet is gewijzigd.
• Ontbrekende Server-Side Rendering: Als u server-side rendering gebruikt, zorg er dan voor dat u een getServerSnapshot-functie opgeeft om ervoor te zorgen dat het component correct op de server rendert. Deze functie moet de initiële state van de externe store retourneren.
• Onjuist Uitschrijven: Zorg er altijd voor dat u zich correct uitschrijft bij de externe store binnen de functie die door subscribe wordt geretourneerd. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot geheugenlekken.
• Onjuist Gebruik met Concurrent Mode: Zorg ervoor dat uw externe store compatibel is met Concurrent Mode. Vermijd mutaties in de externe store terwijl React aan het renderen is. Mutaties moeten synchroon en voorspelbaar zijn.

Conclusie

useSyncExternalStore is een krachtig hulpmiddel voor het synchroniseren van React-componenten met externe data stores. Door te begrijpen hoe het werkt en de best practices te volgen, kunt u ervoor zorgen dat uw componenten consistente en up-to-date data weergeven, zelfs in complexe concurrente rendering-scenario's. Deze hook vereenvoudigt de integratie met diverse databronnen, van state management libraries van derden tot browser API's en real-time datastromen, wat leidt tot robuustere en performantere React-applicaties. Onthoud om altijd potentiële fouten af te handelen, de prestaties te optimaliseren en abonnementen zorgvuldig te beheren om veelvoorkomende valkuilen te vermijden.