React useSyncExternalStore: Освоение синхронизации внешнего состояния

useSyncExternalStore — это хук React, представленный в React 18, который позволяет подписываться на внешние источники данных и считывать из них информацию способом, совместимым с конкурентным рендерингом. Этот хук устраняет разрыв между управляемым состоянием React и внешним состоянием, таким как данные из сторонних библиотек, API браузера или других UI-фреймворков. Давайте подробно разберемся в его назначении, реализации и преимуществах.

Понимание необходимости useSyncExternalStore

Встроенные средства управления состоянием React (useState, useReducer, Context API) отлично работают с данными, тесно связанными с деревом компонентов React. Однако многим приложениям требуется интеграция с источниками данных *вне* контроля React. Эти внешние источники могут включать:

• Сторонние библиотеки управления состоянием: Интеграция с библиотеками, такими как Zustand, Jotai или Valtio.
• API браузера: Доступ к данным из localStorage, IndexedDB или Network Information API.
• Данные, получаемые с сервера: Хотя часто предпочтительнее использовать библиотеки, такие как React Query и SWR, иногда может потребоваться прямой контроль.
• Другие UI-фреймворки: В гибридных приложениях, где React сосуществует с другими UI-технологиями.

Прямое чтение и запись в эти внешние источники внутри компонента React может привести к проблемам, особенно при конкурентном рендеринге. React может отрендерить компонент с устаревшими данными, если внешний источник изменится во время подготовки нового экрана. useSyncExternalStore решает эту проблему, предоставляя механизм для безопасной синхронизации React с внешним состоянием.

Как работает useSyncExternalStore

Хук useSyncExternalStore принимает три аргумента:

1. subscribe: Функция, принимающая колбэк. Этот колбэк будет вызываться всякий раз, когда изменяется внешнее хранилище. Функция должна возвращать другую функцию, которая при вызове отписывается от внешнего хранилища.
2. getSnapshot: Функция, которая возвращает текущее значение внешнего хранилища. React использует эту функцию для чтения значения хранилища во время рендеринга.
3. getServerSnapshot (необязательно): Функция, которая возвращает начальное значение внешнего хранилища на сервере. Это необходимо только для рендеринга на стороне сервера (SSR). Если она не предоставлена, React будет использовать getSnapshot на сервере.

Хук возвращает текущее значение внешнего хранилища, полученное от функции getSnapshot. React гарантирует, что компонент будет перерисован всякий раз, когда значение, возвращаемое getSnapshot, изменяется, что определяется сравнением с помощью Object.is.

Базовый пример: Синхронизация с localStorage

Давайте создадим простой пример, который использует useSyncExternalStore для синхронизации значения с localStorage.

```javascript import { useSyncExternalStore, useState, useEffect } from 'react'; function subscribe(callback) { window.addEventListener('storage', callback); return () => window.removeEventListener('storage', callback); } function getSnapshot() { return localStorage.getItem('myValue') || 'default'; } function getServerSnapshot() { return 'default'; // Or fetch from a cookie on the server } function MyComponent() { const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, getServerSnapshot); const [localValue, setLocalValue] = useState(value); useEffect(() => { setLocalValue(value); }, [value]); const setValue = (newValue) => { localStorage.setItem('myValue', newValue); }; const handleInputChange = (event) => { setValue(event.target.value); }; return ( ); } export default MyComponent; ```

В этом примере:

• subscribe: Прослушивает событие storage на объекте window. Это событие срабатывает всякий раз, когда localStorage изменяется другой вкладкой или окном.
• getSnapshot: Получает значение myValue из localStorage.
• getServerSnapshot: Возвращает значение по умолчанию для рендеринга на стороне сервера. Его можно было бы получить из cookie, если пользователь ранее установил значение.
• MyComponent: Использует useSyncExternalStore для подписки на изменения в localStorage и отображения текущего значения.

Продвинутые сценарии использования и соображения

1. Интеграция со сторонними библиотеками управления состоянием

useSyncExternalStore особенно полезен при интеграции компонентов React со сторонними библиотеками управления состоянием. Давайте рассмотрим пример с использованием Zustand:

```javascript import { useSyncExternalStore } from 'react'; import { create } from 'zustand'; const useStore = create((set) => ({ count: 0, increment: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })), decrement: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })), })); function MyComponent() { const count = useSyncExternalStore( useStore.subscribe, useStore.getState, useStore.getState // Initial state on the server ).count; const increment = useStore((state) => state.increment); const decrement = useStore((state) => state.decrement); return ( ); } export default MyComponent; ```

В этом примере useSyncExternalStore используется для подписки на изменения в хранилище Zustand. Обратите внимание, как мы передаем useStore.subscribe и useStore.getState непосредственно в хук, что делает интеграцию бесшовной.

2. Оптимизация производительности с помощью мемоизации

Поскольку getSnapshot вызывается при каждом рендере, крайне важно убедиться в его производительности. Избегайте дорогостоящих вычислений внутри getSnapshot. При необходимости мемоизируйте результат getSnapshot с помощью useMemo или аналогичных техник.

Рассмотрим этот (потенциально проблематичный) пример:

```javascript import { useSyncExternalStore, useMemo } from 'react'; const externalStore = { data: [...Array(10000).keys()], // Large array listeners: [], subscribe(listener) { this.listeners.push(listener); return () => { this.listeners = this.listeners.filter((l) => l !== listener); }; }, setState(newData) { this.data = newData; this.listeners.forEach((listener) => listener()); }, getState() { return this.data; }, }; function ExpensiveComponent() { const data = useSyncExternalStore( externalStore.subscribe, () => externalStore.getState().map(x => x * 2) // Expensive operation ); return (

{data.slice(0, 10).map((item) => (
• {item}
))}

); } ```

В этом примере getSnapshot (встроенная функция, переданная вторым аргументом в useSyncExternalStore) выполняет дорогостоящую операцию map над большим массивом. Эта операция будет выполняться при *каждом* рендере, даже если базовые данные не изменились. Чтобы оптимизировать это, мы можем мемоизировать результат:

```javascript import { useSyncExternalStore, useMemo } from 'react'; const externalStore = { // ... (same as before) }; function OptimizedComponent() { const data = useSyncExternalStore( externalStore.subscribe, () => { return useMemo(() => externalStore.getState().map(x => x * 2), [externalStore.getState()]); } ); return (

{data.slice(0, 10).map((item) => (
• {item}
))}

); } ```

Теперь операция map выполняется только тогда, когда изменяется externalStore.getState(). Примечание: на самом деле вам потребуется глубокое сравнение `externalStore.getState()` или использование другой стратегии, если хранилище мутирует один и тот же объект. Пример упрощен для демонстрации.

3. Работа с конкурентным рендерингом

Основное преимущество useSyncExternalStore — его совместимость с функциями конкурентного рендеринга React. Конкурентный рендеринг позволяет React готовить несколько версий UI одновременно. Когда внешнее хранилище изменяется во время конкурентного рендера, useSyncExternalStore гарантирует, что React всегда будет использовать самые актуальные данные при применении изменений к DOM.

Без useSyncExternalStore компоненты могли бы рендериться с устаревшими данными, что привело бы к визуальным несоответствиям и неожиданному поведению. Метод getSnapshot в useSyncExternalStore разработан так, чтобы быть синхронным и быстрым, позволяя React оперативно определять, изменилось ли внешнее хранилище во время рендеринга.

4. Особенности рендеринга на стороне сервера (SSR)

При использовании useSyncExternalStore с рендерингом на стороне сервера крайне важно предоставить функцию getServerSnapshot. Эта функция используется для получения начального значения внешнего хранилища на сервере. Без нее React попытается использовать getSnapshot на сервере, что может быть невозможно, если внешнее хранилище зависит от специфичных для браузера API (например, localStorage).

Функция getServerSnapshot должна возвращать значение по умолчанию или получать данные из серверного источника (например, cookie, базы данных). Это гарантирует, что начальный HTML, отрендеренный на сервере, содержит правильные данные.

5. Обработка ошибок

Надежная обработка ошибок имеет решающее значение, особенно при работе с внешними источниками данных. Оберните функции getSnapshot и getServerSnapshot в блоки try...catch для обработки потенциальных ошибок. Логируйте ошибки должным образом и предоставляйте запасные значения, чтобы предотвратить сбой приложения.

6. Пользовательские хуки для повторного использования

Чтобы способствовать повторному использованию кода, инкапсулируйте логику useSyncExternalStore в пользовательский хук. Это упрощает совместное использование логики между несколькими компонентами.

Например, давайте создадим пользовательский хук для доступа к определенному ключу в localStorage:

```javascript import { useSyncExternalStore } from 'react'; function useLocalStorage(key, defaultValue) { function subscribe(callback) { window.addEventListener('storage', callback); return () => window.removeEventListener('storage', callback); } function getSnapshot() { return localStorage.getItem(key) || defaultValue; } function getServerSnapshot() { return defaultValue; } const value = useSyncExternalStore(subscribe, getSnapshot, getServerSnapshot); const setValue = (newValue) => { localStorage.setItem(key, newValue); }; return [value, setValue]; } export default useLocalStorage; ```

Теперь вы можете легко использовать этот хук в любом компоненте:

```javascript import useLocalStorage from './useLocalStorage'; function MyComponent() { const [name, setName] = useLocalStorage('userName', 'Guest'); return ( ); } ```

Лучшие практики

• getSnapshot должен быть быстрым: Избегайте дорогостоящих вычислений в функции getSnapshot. При необходимости мемоизируйте результат.
• Предоставляйте getServerSnapshot для SSR: Убедитесь, что начальный HTML, отрендеренный на сервере, содержит правильные данные.
• Используйте пользовательские хуки: Инкапсулируйте логику useSyncExternalStore в пользовательские хуки для лучшей переиспользуемости и поддержки.
• Корректно обрабатывайте ошибки: Оборачивайте getSnapshot и getServerSnapshot в блоки try...catch.
• Минимизируйте подписки: Подписывайтесь только на те части внешнего хранилища, которые действительно нужны компоненту. Это сокращает количество ненужных перерисовок.
• Рассматривайте альтернативы: Оцените, действительно ли необходим useSyncExternalStore. Для простых случаев могут быть более подходящими другие техники управления состоянием.

Альтернативы useSyncExternalStore

Хотя useSyncExternalStore — мощный инструмент, он не всегда является лучшим решением. Рассмотрите следующие альтернативы:

• Встроенное управление состоянием (useState, useReducer, Context API): Если данные тесно связаны с деревом компонентов React, этих встроенных опций часто бывает достаточно.
• React Query/SWR: Для получения данных эти библиотеки предоставляют превосходные возможности кэширования, инвалидации и обработки ошибок.
• Zustand/Jotai/Valtio: Эти минималистичные библиотеки управления состоянием предлагают простой и эффективный способ управления состоянием приложения.
• Redux/MobX: Для сложных приложений с глобальным состоянием Redux или MobX могут быть лучшим выбором (хотя они и добавляют больше шаблонного кода).

Выбор зависит от конкретных требований вашего приложения.

Заключение

useSyncExternalStore — это ценное дополнение к инструментарию React, обеспечивающее бесшовную интеграцию с внешними источниками состояния при сохранении совместимости с конкурентным рендерингом. Понимая его назначение, реализацию и продвинутые сценарии использования, вы можете использовать этот хук для создания надежных и производительных React-приложений, которые эффективно взаимодействуют с данными из различных источников.

Не забывайте уделять первоочередное внимание производительности, корректно обрабатывать ошибки и рассматривать альтернативные решения, прежде чем прибегать к useSyncExternalStore. При тщательном планировании и реализации этот хук может значительно повысить гибкость и мощь ваших React-приложений.

Для дальнейшего изучения

• Документация React по useSyncExternalStore
• Примеры с различными библиотеками управления состоянием (Zustand, Jotai, Valtio)
• Тесты производительности, сравнивающие useSyncExternalStore с другими подходами