React experimental_useMutableSource: En djupdykning i hantering av föränderlig data

React, som ett deklarativt JavaScript-bibliotek för att bygga användargränssnitt, främjar i allmänhet oföränderlighet. Vissa scenarier gynnas dock av föränderlig data, särskilt vid hantering av externa system eller komplex tillståndshantering. Hooken experimental_useMutableSource, som är en del av Reacts experimentella API:er, tillhandahåller en mekanism för att effektivt integrera föränderliga datakällor i dina React-komponenter. Det här inlägget kommer att fördjupa sig i detaljerna kring experimental_useMutableSource och utforska dess användningsområden, fördelar, nackdelar och bästa praxis för effektiv implementering.

Förstå föränderlig data i React

Innan du dyker ner i detaljerna kring experimental_useMutableSource är det viktigt att förstå sammanhanget för föränderlig data inom React-ekosystemet.

Oföränderlighets-paradigmet i React

Reacts kärnprincip om oföränderlighet innebär att data inte ska ändras direkt efter skapandet. Istället görs ändringar genom att skapa nya kopior av data med de önskade ändringarna. Detta tillvägagångssätt erbjuder flera fördelar:

• Förutsägbarhet: Oföränderlighet gör det lättare att resonera om tillståndsändringar och felsöka problem eftersom datan förblir konsekvent om den inte uttryckligen ändras.
• Prestandaoptimering: React kan effektivt upptäcka ändringar genom att jämföra referenser till datan, vilket undviker dyra djupgående jämförelser.
• Förenklad tillståndshantering: Oföränderliga datastrukturer fungerar sömlöst med tillståndshanteringsbibliotek som Redux och Zustand, vilket möjliggör förutsägbara tillståndsuppdateringar.

När föränderlig data är vettigt

Trots fördelarna med oföränderlighet motiverar vissa scenarier användningen av föränderlig data:

• Externa datakällor: Interaktion med externa system, såsom databaser eller WebSocket-anslutningar, innebär ofta att ta emot uppdateringar av föränderlig data. Till exempel kan en finansiell applikation ta emot aktiekurser i realtid som uppdateras ofta.
• Prestandakritiska applikationer: I vissa fall kan overheaden för att skapa nya kopior av data vara oöverkomlig, särskilt vid hantering av stora datamängder eller frekventa uppdateringar. Spel och datavisualiseringsverktyg är exempel där föränderlig data kan förbättra prestandan.
• Integration med äldre kod: Befintliga kodbaser kan vara starkt beroende av föränderlig data, vilket gör det utmanande att anta oföränderlighet utan betydande refaktorisering.

Introduktion till experimental_useMutableSource

Hooken experimental_useMutableSource ger ett sätt att prenumerera React-komponenter på föränderliga datakällor, vilket gör att de effektivt kan uppdateras när underliggande data ändras. Den här hooken är en del av Reacts experimentella API:er, vilket innebär att den kan komma att ändras och bör användas med försiktighet i produktionsmiljöer.

Hur det fungerar

experimental_useMutableSource tar två argument:

1. source: Ett objekt som ger åtkomst till den föränderliga datan. Det här objektet måste ha två metoder:
• getVersion(): Returnerar ett värde som representerar den aktuella versionen av datan. React använder det här värdet för att avgöra om datan har ändrats.
• subscribe(callback): Registrerar en callback-funktion som kommer att anropas när datan ändras. Callback-funktionen bör anropa forceUpdate på komponenten för att utlösa en omrendering.
2. getSnapshot: En funktion som returnerar en ögonblicksbild av den aktuella datan. Den här funktionen ska vara ren och synkron, eftersom den anropas under rendering.

Exempelimplementering

Här är ett grundläggande exempel på hur du använder experimental_useMutableSource:

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

// Föränderlig datakälla
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}
      Update Value
    
  );
}

export default MyComponent;

I det här exemplet:

• createMutableSource skapar en enkel föränderlig datakälla med metoderna getValue, setValue, getVersion och subscribe.
• useMutableSource prenumererar MyComponent på mySource.
• Variabeln snapshot innehåller det aktuella värdet på datan, som uppdateras när datan ändras.
• Funktionen handleChange ändrar den föränderliga datan, vilket utlöser en omrendering av komponenten.

Användningsområden och exempel

experimental_useMutableSource är särskilt användbart i scenarier där du behöver integrera med externa system eller hantera komplexa föränderliga tillstånd. Här är några specifika exempel:

Datavisualisering i realtid

Tänk dig en aktiemarknadsöversikt som visar aktiekurser i realtid. Datan uppdateras kontinuerligt av ett externt dataflöde. Med hjälp av experimental_useMutableSource kan du effektivt uppdatera instrumentpanelen utan att orsaka onödiga omrenderingar.

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

// Anta att den här funktionen hämtar aktiedata från ett externt API
const fetchStockData = async (symbol) => {
    //Ersätt med faktiskt API-anrop
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 500))
    return {price: Math.random()*100, timestamp: Date.now()};
};

// Föränderlig datakälla
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;

I det här exemplet:

• Funktionen fetchStockData hämtar aktiedata från ett externt API. Detta simuleras av ett asynkront löfte som väntar 0,5 sekunder.
• createStockSource skapar en föränderlig datakälla som innehåller aktiekursen. Den uppdateras varannan sekund med setInterval.
• Komponenten StockDashboard använder experimental_useMutableSource för att prenumerera på aktiedatakällan och uppdatera visningen när priset ändras.

Spelutveckling

Inom spelutveckling är det avgörande för prestandan att hantera speltillstånd effektivt. Med hjälp av experimental_useMutableSource kan du effektivt uppdatera spelentiteter (t.ex. spelarposition, fiendens positioner) utan att orsaka onödiga omrenderingar av hela spelscenen.

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

// Föränderlig datakälla för spelarposition
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;

I det här exemplet:

• createPlayerSource skapar en föränderlig datakälla som lagrar spelarens position.
• GameComponent använder experimental_useMutableSource för att prenumerera på spelarens position och uppdatera visningen när den ändras.
• Funktionen handleMove uppdaterar spelarens position och utlöser en omrendering av komponenten.

Samarbetsdokumentredigering

För samarbetsdokumentredigering måste ändringar som görs av en användare återspeglas i realtid för andra användare. Med hjälp av ett föränderligt delat dokumentobjekt och experimental_useMutableSource säkerställs effektiva och responsiva uppdateringar.

Fördelar med experimental_useMutableSource

Att använda experimental_useMutableSource erbjuder flera fördelar:

• Prestandaoptimering: Genom att prenumerera på föränderliga datakällor omrenderas komponenter endast när underliggande data ändras, vilket minskar onödig rendering och förbättrar prestandan.
• Sömlös integration: experimental_useMutableSource ger ett rent och effektivt sätt att integrera med externa system som tillhandahåller föränderlig data.
• Förenklad tillståndshantering: Genom att avlasta hanteringen av föränderlig data till externa källor kan du förenkla din komponents tillståndslogik och minska komplexiteten i din applikation.

Nackdelar och överväganden

Trots sina fördelar har experimental_useMutableSource också vissa nackdelar och överväganden:

• Experimentellt API: Som ett experimentellt API kan experimental_useMutableSource komma att ändras och kanske inte är stabilt i framtida React-versioner.
• Komplexitet: Implementering av experimental_useMutableSource kräver noggrann hantering av föränderliga datakällor och synkronisering för att undvika race conditions och datainkonsekvenser.
• Potentiella buggar: Föränderlig data kan introducera subtila buggar om den inte hanteras korrekt. Det är viktigt att noggrant testa din kod och överväga att använda tekniker som defensiv kopiering för att förhindra oväntade sidoeffekter.
• Inte alltid den bästa lösningen: Innan du använder experimental_useMutableSource, överväg om oföränderliga mönster är tillräckliga för ditt fall. Oföränderlighet ger större förutsägbarhet och felsökbarhet.

Bästa praxis för att använda experimental_useMutableSource

För att effektivt använda experimental_useMutableSource, överväg följande bästa praxis:

• Minimera föränderlig data: Använd endast föränderlig data när det är nödvändigt. Föredra oföränderliga datastrukturer när det är möjligt för att upprätthålla förutsägbarhet och förenkla tillståndshanteringen.
• Inkapsla föränderligt tillstånd: Inkapsla föränderlig data inom väldefinierade moduler eller klasser för att kontrollera åtkomst och förhindra oavsiktliga ändringar.
• Använd versionshantering: Implementera en versionshanteringsmekanism för din föränderliga data för att spåra ändringar och säkerställa att komponenter endast omrenderas när det är nödvändigt. Metoden getVersion är avgörande för detta.
• Undvik direkt mutation i Render: Modifiera aldrig direkt föränderlig data inom renderfunktionen för en komponent. Detta kan leda till oändliga loopar och oväntat beteende.
• Grundlig testning: Testa din kod noggrant för att säkerställa att föränderlig data hanteras korrekt och att det inte finns några race conditions eller datainkonsekvenser.
• Noggrann synkronisering: När flera komponenter delar samma föränderliga datakälla, synkronisera noggrant åtkomst till datan för att undvika konflikter och säkerställa datakonsekvens. Överväg att använda tekniker som låsning eller transaktionsuppdateringar för att hantera samtidig åtkomst.
• Överväg alternativ: Innan du använder experimental_useMutableSource, utvärdera om andra tillvägagångssätt, som att använda oföränderliga datastrukturer eller ett globalt tillståndshanteringsbibliotek, kan vara lämpligare för ditt användningsfall.

Alternativ till experimental_useMutableSource

Även om experimental_useMutableSource ger ett sätt att integrera föränderlig data i React-komponenter, finns det flera alternativ:

• Globala bibliotek för tillståndshantering: Bibliotek som Redux, Zustand och Recoil tillhandahåller robusta mekanismer för att hantera applikationstillstånd, inklusive hantering av uppdateringar från externa system. Dessa bibliotek förlitar sig vanligtvis på oföränderliga datastrukturer och erbjuder funktioner som tidsresefelsökning och middleware för att hantera sidoeffekter.
• Context API: Reacts Context API låter dig dela tillstånd mellan komponenter utan att uttryckligen skicka props. Även om Context vanligtvis används med oföränderlig data, kan det också användas med föränderlig data genom att noggrant hantera uppdateringar och prenumerationer.
• Anpassade hooks: Du kan skapa anpassade hooks för att hantera föränderlig data och prenumerera komponenter på ändringar. Detta tillvägagångssätt ger mer flexibilitet men kräver noggrann implementering för att undvika prestandaproblem och datainkonsekvenser.
• Signaler: Reaktiva bibliotek som Preact Signals erbjuder ett effektivt sätt att hantera och prenumerera på värden som ändras. Detta tillvägagångssätt kan integreras i React-projekt och ge ett alternativ till att hantera föränderlig data direkt via Reacts hooks.

Slutsats

experimental_useMutableSource erbjuder en kraftfull mekanism för att integrera föränderlig data i React-komponenter, vilket möjliggör effektiva uppdateringar och förbättrad prestanda i specifika scenarier. Det är dock avgörande att förstå nackdelarna och övervägandena i samband med föränderlig data och att följa bästa praxis för att undvika potentiella problem. Innan du använder experimental_useMutableSource, utvärdera noggrant om det är den lämpligaste lösningen för ditt användningsfall och överväg alternativa tillvägagångssätt som kan erbjuda större stabilitet och underhållbarhet. Som ett experimentellt API bör du vara medveten om att dess beteende eller tillgänglighet kan ändras i framtida versioner av React. Genom att förstå detaljerna i experimental_useMutableSource och dess alternativ kan du fatta välgrundade beslut om hur du hanterar föränderlig data i dina React-applikationer.