React experimental_useMutableSource ändringsdetektering: Bemästra mutabel data

React, känt för sin deklarativa ansats och effektiva rendering, uppmuntrar vanligtvis till oföränderlig (immutable) datahantering. Vissa scenarier kräver dock att man arbetar med mutabel data. Reacts hook experimental_useMutableSource, en del av de experimentella Concurrent Mode API:erna, tillhandahåller en mekanism för att integrera mutabla datakällor i dina React-komponenter, vilket möjliggör finkornig ändringsdetektering och optimering. Den här artikeln utforskar nyanserna i experimental_useMutableSource, dess fördelar, nackdelar och praktiska exempel.

Förstå mutabel data i React

Innan vi dyker ner i experimental_useMutableSource är det avgörande att förstå varför mutabel data kan vara utmanande i React. Reacts renderingsoptimering förlitar sig starkt på att jämföra det föregående och nuvarande tillståndet för att avgöra om en komponent behöver renderas om. När data muteras direkt kanske React inte upptäcker dessa ändringar, vilket leder till inkonsekvenser mellan det visade användargränssnittet och den faktiska datan.

Vanliga scenarier där mutabel data uppstår:

• Integration med externa bibliotek: Vissa bibliotek, särskilt de som hanterar komplexa datastrukturer eller realtidsuppdateringar (t.ex. vissa diagrambibliotek, spelmotorer), kan internt hantera data mutabelt.
• Prestandaoptimering: I specifika prestandakritiska sektioner kan direkt mutation erbjuda små fördelar jämfört med att skapa helt nya oföränderliga kopior, även om detta sker på bekostnad av komplexitet och risk för buggar.
• Äldre kodbaser: Vid migrering från äldre kodbaser kan man behöva hantera befintliga mutabla datastrukturer.

Även om oföränderlig data generellt föredras, tillåter experimental_useMutableSource utvecklare att överbrygga klyftan mellan Reacts deklarativa modell och verkligheten i att arbeta med mutabla datakällor.

Introduktion till experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource är en React-hook specifikt utformad för att prenumerera på mutabla datakällor. Den låter React-komponenter renderas om endast när de relevanta delarna av den mutabla datan har ändrats, vilket undviker onödiga omrenderingar och förbättrar prestandan. Denna hook är en del av Reacts experimentella Concurrent Mode-funktioner och dess API kan komma att ändras.

Hook-signatur:

const value = experimental_useMutableSource(mutableSource, getSnapshot, subscribe);

Parametrar:

• mutableSource: Ett objekt som representerar den mutabla datakällan. Detta objekt bör tillhandahålla ett sätt att komma åt det aktuella värdet på datan och prenumerera på ändringar.
• getSnapshot: En funktion som tar mutableSource som indata och returnerar en ögonblicksbild (snapshot) av den relevanta datan. Denna snapshot används för att jämföra föregående och nuvarande värden för att avgöra om en omrendering behövs. Det är avgörande att skapa en stabil snapshot.
• subscribe: En funktion som tar mutableSource och en callback-funktion som indata. Denna funktion bör prenumerera callbacken på ändringar i den mutabla datakällan. När datan ändras anropas callbacken, vilket utlöser en omrendering.

Returvärde:

Hooken returnerar den aktuella snapshoten av datan, så som den returneras av getSnapshot-funktionen.

Hur experimental_useMutableSource fungerar

experimental_useMutableSource fungerar genom att spåra ändringar i en mutabel datakälla med hjälp av de angivna getSnapshot- och subscribe-funktionerna. Här är en steg-för-steg-genomgång:

1. Initial rendering: När komponenten renderas för första gången anropar experimental_useMutableSource getSnapshot-funktionen för att få en initial snapshot av datan.
2. Prenumeration: Hooken använder sedan subscribe-funktionen för att registrera en callback som kommer att anropas när den mutabla datan ändras.
3. Ändringsdetektering: När datan ändras utlöses callbacken. Inuti callbacken anropar React getSnapshot igen för att få en ny snapshot.
4. Jämförelse: React jämför den nya snapshoten med den föregående. Om snapshot-värdena är olika (med Object.is eller en anpassad jämförelsefunktion) schemalägger React en omrendering av komponenten.
5. Omrendering: Under omrenderingen anropar experimental_useMutableSource getSnapshot igen för att få den senaste datan och returnerar den till komponenten.

Praktiska exempel

Låt oss illustrera användningen av experimental_useMutableSource med flera praktiska exempel.

Exempel 1: Integrering med en mutabel timer

Anta att du har ett mutabelt timer-objekt som uppdaterar en tidsstämpel. Vi kan använda experimental_useMutableSource för att effektivt visa den aktuella tiden i en React-komponent.

// Implementering av mutabel timer
class MutableTimer {
  constructor() {
    this._time = Date.now();
    this._listeners = [];
    this._intervalId = setInterval(() => {
      this._time = Date.now();
      this._listeners.forEach(listener => listener());
    }, 1000);
  }

  get time() {
    return this._time;
  }

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  }
}

const timer = new MutableTimer();

// React-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version för att spåra ändringar
  getSnapshot: () => timer.time,
  subscribe: timer.subscribe.bind(timer),
};

function CurrentTime() {
  const currentTime = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Current Time: {new Date(currentTime).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default CurrentTime;

I detta exempel är MutableTimer en klass som uppdaterar tiden mutabelt. experimental_useMutableSource prenumererar på timern, och CurrentTime-komponenten renderas om endast när tiden ändras. getSnapshot-funktionen returnerar den aktuella tiden, och subscribe-funktionen registrerar en lyssnare för timerns ändringshändelser. Egenskapen version i mutableSource, även om den inte används i detta minimala exempel, är avgörande i komplexa scenarier för att indikera uppdateringar av själva datakällan (t.ex. att ändra timerns intervall).

Exempel 2: Integrering med ett mutabelt speltillstånd

Tänk dig ett enkelt spel där speltillståndet (t.ex. spelarens position, poäng) lagras i ett mutabelt objekt. experimental_useMutableSource kan användas för att uppdatera spelets UI effektivt.

// Mutabelt speltillstånd
class GameState {
  constructor() {
    this.playerX = 0;
    this.playerY = 0;
    this.score = 0;
    this._listeners = [];
  }

  movePlayer(x, y) {
    this.playerX = x;
    this.playerY = y;
    this.notifyListeners();
  }

  increaseScore(amount) {
    this.score += amount;
    this.notifyListeners();
  }

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  }

  notifyListeners() {
    this._listeners.forEach(listener => listener());
  }
}

const gameState = new GameState();

// React-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version för att spåra ändringar
  getSnapshot: () => ({
    x: gameState.playerX,
    y: gameState.playerY,
    score: gameState.score,
  }),
  subscribe: gameState.subscribe.bind(gameState),
};

function GameUI() {
  const { x, y, score } = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Player Position: ({x}, {y})

      Score: {score}
       gameState.increaseScore(10)}>Increase Score
       gameState.movePlayer(x + 1, y + 1)}>Move Player
    
  );
}

export default GameUI;

I detta exempel är GameState en klass som innehåller det mutabla speltillståndet. GameUI-komponenten använder experimental_useMutableSource för att prenumerera på ändringar i speltillståndet. getSnapshot-funktionen returnerar en snapshot av de relevanta egenskaperna i speltillståndet. Komponenten renderas om endast när spelarens position eller poäng ändras, vilket säkerställer effektiva uppdateringar.

Exempel 3: Mutabel data med selektor-funktioner

Ibland behöver du bara reagera på ändringar i specifika delar av den mutabla datan. Du kan använda selektor-funktioner inuti getSnapshot-funktionen för att extrahera endast den data som är relevant för komponenten.

// Mutabel data
const mutableData = {
  name: "John Doe",
  age: 30,
  city: "New York",
  country: "USA",
  occupation: "Software Engineer",
  _listeners: [],

  subscribe(listener) {
    this._listeners.push(listener);
    return () => {
      this._listeners = this._listeners.filter(l => l !== listener);
    };
  },

  setName(newName) {
    this.name = newName;
    this._listeners.forEach(l => l());
  },

  setAge(newAge) {
    this.age = newAge;
    this._listeners.forEach(l => l());
  }

};


// React-komponent
import React, { experimental_useMutableSource as useMutableSource } from 'react';

const mutableSource = {
  version: 0, //version för att spåra ändringar
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


function AgeDisplay() {
  const age = useMutableSource(mutableSource, mutableSource.getSnapshot, mutableSource.subscribe);

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

I det här fallet renderas AgeDisplay-komponenten om endast när egenskapen age i mutableData-objektet ändras. getSnapshot-funktionen extraherar specifikt egenskapen age, vilket möjliggör finkornig ändringsdetektering.

Fördelar med experimental_useMutableSource

• Finkornig ändringsdetektering: Renderar om endast när de relevanta delarna av den mutabla datan ändras, vilket leder till förbättrad prestanda.
• Integration med mutabla datakällor: Låter React-komponenter integreras sömlöst med bibliotek eller kodbaser som använder mutabel data.
• Optimerade uppdateringar: Minskar onödiga omrenderingar, vilket resulterar i ett mer effektivt och responsivt UI.

Nackdelar och överväganden

• Komplexitet: Att arbeta med mutabel data och experimental_useMutableSource ökar komplexiteten i din kod. Det kräver noggrant övervägande av datakonsistens och synkronisering.
• Experimentellt API: experimental_useMutableSource är en del av Reacts experimentella Concurrent Mode-funktioner, vilket innebär att API:et kan komma att ändras i framtida versioner.
• Risk för buggar: Mutabel data kan introducera subtila buggar om den inte hanteras varsamt. Det är avgörande att säkerställa att ändringar spåras korrekt och att UI:et uppdateras konsekvent.
• Prestandaavvägningar: Medan experimental_useMutableSource kan förbättra prestandan i vissa scenarier, introducerar den också en viss overhead på grund av snapshot- och jämförelseprocessen. Det är viktigt att benchmarka din applikation för att säkerställa att den ger en nettoförbättring av prestandan.
• Snapshot-stabilitet: getSnapshot-funktionen måste returnera en stabil snapshot. Undvik att skapa nya objekt eller arrayer vid varje anrop till getSnapshot om inte datan faktiskt har ändrats. Detta kan uppnås genom att memoisera snapshoten eller jämföra de relevanta egenskaperna inuti själva getSnapshot-funktionen.

Bästa praxis för att använda experimental_useMutableSource

1. Minimera mutabel data: Föredra om möjligt oföränderliga datastrukturer. Använd experimental_useMutableSource endast när det är nödvändigt för att integrera med befintliga mutabla datakällor eller för specifika prestandaoptimeringar.
2. Skapa stabila snapshots: Se till att getSnapshot-funktionen returnerar en stabil snapshot. Undvik att skapa nya objekt eller arrayer vid varje anrop om inte datan faktiskt har ändrats. Använd memoreringstekniker eller jämförelsefunktioner för att optimera skapandet av snapshots.
3. Testa din kod noggrant: Mutabel data kan introducera subtila buggar. Testa din kod noggrant för att säkerställa att ändringar spåras korrekt och att UI:et uppdateras konsekvent.
4. Dokumentera din kod: Dokumentera tydligt användningen av experimental_useMutableSource och de antaganden som görs om den mutabla datakällan. Detta hjälper andra utvecklare att förstå och underhålla din kod.
5. Överväg alternativ: Innan du använder experimental_useMutableSource, överväg alternativa tillvägagångssätt, som att använda ett state management-bibliotek (t.ex. Redux, Zustand) eller att refaktorera din kod för att använda oföränderliga datastrukturer.
6. Använd versionering: Inkludera en version-egenskap i mutableSource-objektet. Uppdatera denna egenskap när strukturen på själva datakällan ändras (t.ex. när egenskaper läggs till eller tas bort). Detta låter experimental_useMutableSource veta när den behöver omvärdera hela sin snapshot-strategi, inte bara datavärdena. Öka versionen när du fundamentalt ändrar hur datakällan fungerar.

Integrering med tredjepartsbibliotek

experimental_useMutableSource är särskilt användbar för att integrera React-komponenter med tredjepartsbibliotek som hanterar data mutabelt. Här är en allmän strategi:

1. Identifiera den mutabla datakällan: Bestäm vilken del av bibliotekets API som exponerar den mutabla data du behöver komma åt i din React-komponent.
2. Skapa ett mutabelt källobjekt: Skapa ett JavaScript-objekt som kapslar in den mutabla datakällan och tillhandahåller funktionerna getSnapshot och subscribe.
3. Implementera getSnapshot-funktionen: Skriv getSnapshot-funktionen för att extrahera relevant data från den mutabla datakällan. Se till att snapshoten är stabil.
4. Implementera subscribe-funktionen: Skriv subscribe-funktionen för att registrera en lyssnare med bibliotekets händelsesystem. Lyssnaren bör anropas när den mutabla datan ändras.
5. Använd experimental_useMutableSource i din komponent: Använd experimental_useMutableSource för att prenumerera på den mutabla datakällan och komma åt datan i din React-komponent.

Om du till exempel använder ett diagrambibliotek som uppdaterar diagramdata mutabelt, kan du använda experimental_useMutableSource för att prenumerera på diagrammets dataändringar och uppdatera diagramkomponenten därefter.

Överväganden för Concurrent Mode

experimental_useMutableSource är utformad för att fungera med Reacts Concurrent Mode-funktioner. Concurrent Mode låter React avbryta, pausa och återuppta rendering, vilket förbättrar responsiviteten och prestandan i din applikation. När du använder experimental_useMutableSource i Concurrent Mode är det viktigt att vara medveten om följande överväganden:

• Tearing: Tearing uppstår när React uppdaterar endast en del av UI:et på grund av avbrott i renderingsprocessen. För att undvika tearing, se till att getSnapshot-funktionen returnerar en konsekvent snapshot av datan.
• Suspense: Suspense låter dig skjuta upp renderingen av en komponent tills viss data är tillgänglig. När du använder experimental_useMutableSource med Suspense, se till att den mutabla datakällan är tillgänglig innan komponenten försöker renderas.
• Transitions: Transitions låter dig smidigt övergå mellan olika tillstånd i din applikation. När du använder experimental_useMutableSource med Transitions, se till att den mutabla datakällan uppdateras korrekt under övergången.

Alternativ till experimental_useMutableSource

Även om experimental_useMutableSource tillhandahåller en mekanism för att integrera med mutabla datakällor, är det inte alltid den bästa lösningen. Överväg följande alternativ:

• Oföränderliga datastrukturer: Om möjligt, refaktorera din kod för att använda oföränderliga datastrukturer. Oföränderliga datastrukturer gör det lättare att spåra ändringar och förhindra oavsiktliga mutationer.
• State management-bibliotek: Använd ett state management-bibliotek som Redux, Zustand eller Recoil för att hantera din applikations tillstånd. Dessa bibliotek tillhandahåller en centraliserad lagringsplats (store) för din data och upprätthåller oföränderlighet.
• Context API: Reacts Context API låter dig dela data mellan komponenter utan "prop drilling". Även om Context API i sig inte upprätthåller oföränderlighet, kan du använda det i kombination med oföränderliga datastrukturer eller ett state management-bibliotek.
• useSyncExternalStore: Denna hook låter dig prenumerera på externa datakällor på ett sätt som är kompatibelt med Concurrent Mode och Server Components. Även om den inte är specifikt utformad för *mutabel* data, kan den vara ett lämpligt alternativ om du kan hantera uppdateringar till den externa källan på ett förutsägbart sätt.

Slutsats

experimental_useMutableSource är ett kraftfullt verktyg för att integrera React-komponenter med mutabla datakällor. Det möjliggör finkornig ändringsdetektering och optimerade uppdateringar, vilket förbättrar prestandan i din applikation. Det lägger dock också till komplexitet och kräver noggrant övervägande av datakonsistens och synkronisering.

Innan du använder experimental_useMutableSource, överväg alternativa tillvägagångssätt, som att använda oföränderliga datastrukturer eller ett state management-bibliotek. Om du väljer att använda experimental_useMutableSource, följ de bästa praxis som beskrivs i den här artikeln för att säkerställa att din kod är robust och underhållbar.

Eftersom experimental_useMutableSource är en del av Reacts experimentella Concurrent Mode-funktioner kan dess API komma att ändras. Håll dig uppdaterad med den senaste React-dokumentationen och var beredd att anpassa din kod vid behov. Det bästa tillvägagångssättet är att alltid sträva efter oföränderlighet när det är möjligt och endast tillgripa hantering av mutabel data med verktyg som experimental_useMutableSource när det är absolut nödvändigt för integration eller prestandaskäl.