React experimental_useMutableSource: Глибоке занурення в керування змінними даними

React, як декларативна JavaScript-бібліотека для створення інтерфейсів користувача, зазвичай пропагує незмінність. Однак, деякі сценарії виграють від змінних даних, особливо при роботі із зовнішніми системами або складним керуванням станом. Хук experimental_useMutableSource, що є частиною експериментальних API React, надає механізм для ефективної інтеграції джерел змінних даних у ваші React-компоненти. Цей допис заглибиться в тонкощі experimental_useMutableSource, досліджуючи його варіанти використання, переваги, недоліки та найкращі практики для ефективної реалізації.

Розуміння змінних даних у React

Перш ніж занурюватися в специфіку experimental_useMutableSource, важливо зрозуміти контекст змінних даних в екосистемі React.

Парадигма незмінності в React

Основний принцип незмінності React означає, що дані не повинні змінюватися безпосередньо після створення. Замість цього, зміни вносяться шляхом створення нових копій даних із бажаними модифікаціями. Цей підхід має кілька переваг:

• Передбачуваність: Незмінність полегшує аналіз змін стану та налагодження проблем, оскільки дані залишаються узгодженими, якщо їх явно не модифікувати.
• Оптимізація продуктивності: React може ефективно виявляти зміни, порівнюючи посилання на дані, уникаючи дорогих глибоких порівнянь.
• Спрощене керування станом: Незмінні структури даних безперешкодно працюють з бібліотеками керування станом, такими як Redux та Zustand, забезпечуючи передбачувані оновлення стану.

Коли змінні дані мають сенс

Незважаючи на переваги незмінності, деякі сценарії виправдовують використання змінних даних:

• Зовнішні джерела даних: Взаємодія із зовнішніми системами, такими як бази даних або WebSocket-з'єднання, часто передбачає отримання оновлень до змінних даних. Наприклад, фінансова програма може отримувати ціни акцій у реальному часі, які часто оновлюються.
• Критичні до продуктивності застосунки: У деяких випадках накладні витрати на створення нових копій даних можуть бути непомірно високими, особливо при роботі з великими наборами даних або частими оновленнями. Ігри та інструменти візуалізації даних є прикладами, де змінні дані можуть покращити продуктивність.
• Інтеграція з застарілим кодом: Існуючі кодові бази можуть сильно покладатися на змінні дані, що ускладнює впровадження незмінності без значного рефакторингу.

Представляємо experimental_useMutableSource

Хук experimental_useMutableSource надає спосіб підписки React-компонентів на джерела змінних даних, дозволяючи їм ефективно оновлюватися при зміні базових даних. Цей хук є частиною експериментальних API React, що означає, що він може змінюватися і повинен використовуватися з обережністю в виробничих середовищах.

Як це працює

experimental_useMutableSource приймає два аргументи:

1. source: Об'єкт, який надає доступ до змінних даних. Цей об'єкт повинен мати два методи:
• getVersion(): Повертає значення, яке представляє поточну версію даних. React використовує це значення для визначення того, чи змінилися дані.
• subscribe(callback): Реєструє функцію зворотного виклику, яка буде викликана щоразу, коли дані змінюються. Функція зворотного виклику повинна викликати forceUpdate для компонента, щоб запустити повторний рендеринг.
2. getSnapshot: Функція, яка повертає знімок поточних даних. Ця функція повинна бути чистою та синхронною, оскільки вона викликається під час рендерингу.

Приклад реалізації

Ось базовий приклад використання experimental_useMutableSource:

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}
      Update Value
    
  );
}

export default MyComponent;

У цьому прикладі:

• createMutableSource створює просте джерело змінних даних з методами getValue, setValue, getVersion та subscribe.
• useMutableSource підписує MyComponent на mySource.
• Змінна snapshot містить поточне значення даних, яке оновлюється щоразу, коли дані змінюються.
• Функція handleChange змінює змінні дані, запускаючи повторний рендеринг компонента.

Варіанти використання та приклади

experimental_useMutableSource особливо корисний у сценаріях, де вам потрібно інтегруватися із зовнішніми системами або керувати складним змінним станом. Ось кілька конкретних прикладів:

Візуалізація даних у реальному часі

Розглянемо інформаційну панель фондового ринку, яка відображає ціни акцій у реальному часі. Дані постійно оновлюються із зовнішнього джерела. Використовуючи experimental_useMutableSource, ви можете ефективно оновлювати інформаційну панель, не викликаючи непотрібних повторних рендерингів.

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;

У цьому прикладі:

• Функція fetchStockData отримує дані про акції із зовнішнього API. Це імітується асинхронним промісом, який чекає 0,5 секунди.
• createStockSource створює джерело змінних даних, яке зберігає ціну акції. Воно оновлюється кожні 2 секунди за допомогою setInterval.
• Компонент StockDashboard використовує experimental_useMutableSource для підписки на джерело даних про акції та оновлює відображення щоразу, коли ціна змінюється.

Розробка ігор

У розробці ігор ефективне керування станом гри має вирішальне значення для продуктивності. Використовуючи experimental_useMutableSource, ви можете ефективно оновлювати ігрові об'єкти (наприклад, позицію гравця, розташування ворогів), не викликаючи непотрібних повторних рендерингів усієї ігрової сцени.

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

У цьому прикладі:

• createPlayerSource створює джерело змінних даних, яке зберігає позицію гравця.
• GameComponent використовує experimental_useMutableSource для підписки на позицію гравця та оновлює відображення щоразу, коли вона змінюється.
• Функція handleMove оновлює позицію гравця, запускаючи повторний рендеринг компонента.

Спільне редагування документів

Для спільного редагування документів зміни, внесені одним користувачем, мають відображатися в реальному часі для інших користувачів. Використання змінного об'єкта спільного документа та experimental_useMutableSource забезпечує ефективні та чуйні оновлення.

Переваги experimental_useMutableSource

Використання experimental_useMutableSource пропонує кілька переваг:

• Оптимізація продуктивності: Підписуючись на джерела змінних даних, компоненти перемальовуються лише тоді, коли змінюються базові дані, зменшуючи непотрібне відображення та покращуючи продуктивність.
• Безперебійна інтеграція: experimental_useMutableSource забезпечує чистий та ефективний спосіб інтеграції із зовнішніми системами, які надають змінні дані.
• Спрощене керування станом: Передаючи керування змінними даними зовнішнім джерелам, ви можете спростити логіку стану вашого компонента та зменшити складність вашої програми.

Недоліки та міркування

Незважаючи на свої переваги, experimental_useMutableSource також має деякі недоліки та міркування:

• Експериментальний API: Як експериментальний API, experimental_useMutableSource може змінюватися та бути нестабільним у майбутніх версіях React.
• Складність: Реалізація experimental_useMutableSource вимагає ретельного керування джерелами змінних даних та синхронізації, щоб уникнути станів гонки та неузгодженості даних.
• Потенціал для помилок: Змінні дані можуть призвести до тонких помилок, якщо їх не обробляти належним чином. Важливо ретельно тестувати свій код та розглянути використання таких методів, як захисне копіювання, щоб запобігти неочікуваним побічним ефектам.
• Не завжди найкраще рішення: Перед використанням experimental_useMutableSource, розгляньте, чи достатньо незмінних патернів для вашого випадку. Незмінність забезпечує більшу передбачуваність та легкість налагодження.

Найкращі практики використання experimental_useMutableSource

Щоб ефективно використовувати experimental_useMutableSource, врахуйте наступні найкращі практики:

• Мінімізуйте змінні дані: Використовуйте змінні дані лише за необхідності. Завжди віддавайте перевагу незмінним структурам даних, щоб підтримувати передбачуваність та спрощувати керування станом.
• Інкапсулюйте змінний стан: Інкапсулюйте змінні дані в чітко визначених модулях або класах, щоб контролювати доступ та запобігати ненавмисним модифікаціям.
• Використовуйте версіонування: Впровадьте механізм версіонування для ваших змінних даних, щоб відстежувати зміни та забезпечувати повторний рендеринг компонентів лише за необхідності. Метод getVersion є вирішальним для цього.
• Уникайте прямої мутації при рендерингу: Ніколи не змінюйте змінні дані безпосередньо у функції рендерингу компонента. Це може призвести до нескінченних циклів та непередбачуваної поведінки.
• Ретельне тестування: Ретельно тестуйте свій код, щоб переконатися, що змінні дані обробляються правильно і що немає станів гонки або неузгодженості даних.
• Обережна синхронізація: Коли кілька компонентів використовують одне і те ж джерело змінних даних, ретельно синхронізуйте доступ до даних, щоб уникнути конфліктів та забезпечити узгодженість даних. Розгляньте використання таких методів, як блокування або транзакційні оновлення, для керування паралельним доступом.
• Розгляньте альтернативи: Перед використанням experimental_useMutableSource, оцініть, чи інші підходи, такі як використання незмінних структур даних або глобальної бібліотеки керування станом, можуть бути більш доречними для вашого варіанта використання.

Альтернативи experimental_useMutableSource

Хоча experimental_useMutableSource надає спосіб інтеграції змінних даних у React-компоненти, існує кілька альтернатив:

• Бібліотеки керування глобальним станом: Бібліотеки, такі як Redux, Zustand та Recoil, надають надійні механізми для керування станом програми, включаючи обробку оновлень із зовнішніх систем. Ці бібліотеки зазвичай покладаються на незмінні структури даних і пропонують такі функції, як налагодження з можливістю повернення в часі та проміжне програмне забезпечення для обробки побічних ефектів.
• Context API: React Context API дозволяє обмінюватися станом між компонентами без явного передавання пропсів. Хоча Context зазвичай використовується з незмінними даними, його також можна використовувати зі змінними даними, ретельно керуючи оновленнями та підписками.
• Користувацькі хуки: Ви можете створювати користувацькі хуки для керування змінними даними та підписки компонентів на зміни. Цей підхід забезпечує більшу гнучкість, але вимагає ретельної реалізації, щоб уникнути проблем з продуктивністю та неузгодженості даних.
• Сигнали: Реактивні бібліотеки, такі як Preact Signals, пропонують ефективний спосіб керування змінними значеннями та підписки на них. Цей підхід може бути інтегрований у React-проекти та служити альтернативою безпосередньому керуванню змінними даними через хуки React.

Висновок

experimental_useMutableSource пропонує потужний механізм для інтеграції змінних даних у React-компоненти, забезпечуючи ефективні оновлення та покращену продуктивність у певних сценаріях. Однак, важливо розуміти недоліки та міркування, пов'язані зі змінними даними, і дотримуватися найкращих практик, щоб уникнути потенційних проблем. Перед використанням experimental_useMutableSource ретельно оцініть, чи є це найбільш підходящим рішенням для вашого варіанта використання, і розгляньте альтернативні підходи, які можуть забезпечити більшу стабільність та легкість підтримки. Як експериментальний API, майте на увазі, що його поведінка або доступність можуть змінитися в майбутніх версіях React. Розуміючи тонкощі experimental_useMutableSource та його альтернативи, ви можете приймати обґрунтовані рішення щодо керування змінними даними у ваших React-застосунках.