Виявлення змін в React experimental_useMutableSource: Опановуємо мутабельні дані

React, відомий своїм декларативним підходом та ефективним рендерингом, зазвичай заохочує до управління незмінними (імутабельними) даними. Однак певні сценарії вимагають роботи з мутабельними даними. Хук experimental_useMutableSource від React, що є частиною експериментальних API Concurrent Mode, надає механізм для інтеграції джерел мутабельних даних у ваші React-компоненти, дозволяючи гранулярно виявляти зміни та проводити оптимізацію. Ця стаття досліджує нюанси experimental_useMutableSource, його переваги, недоліки та практичні приклади.

Розуміння мутабельних даних у React

Перш ніж заглиблюватися в experimental_useMutableSource, важливо зрозуміти, чому мутабельні дані можуть бути проблемою в React. Оптимізація рендерингу в React значною мірою залежить від порівняння попереднього та поточного станів для визначення, чи потрібно компоненту повторно рендеритися. Коли дані змінюються безпосередньо (мутують), React може не виявити ці зміни, що призводить до невідповідностей між відображеним UI та фактичними даними.

Поширені сценарії виникнення мутабельних даних:

• Інтеграція із зовнішніми бібліотеками: Деякі бібліотеки, особливо ті, що працюють зі складними структурами даних або оновленнями в реальному часі (наприклад, певні бібліотеки для діаграм, ігрові рушії), можуть внутрішньо керувати даними мутабельно.
• Оптимізація продуктивності: У певних критично важливих для продуктивності секціях пряма мутація може запропонувати невеликі переваги порівняно зі створенням абсолютно нових імутабельних копій, хоча це призводить до ускладнення коду та потенційних помилок.
• Застарілі кодові бази: Міграція зі старих кодових баз може включати роботу з існуючими мутабельними структурами даних.

Хоча імутабельним даним зазвичай надається перевага, experimental_useMutableSource дозволяє розробникам подолати розрив між декларативною моделлю React та реаліями роботи з джерелами мутабельних даних.

Представляємо experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource — це хук React, спеціально розроблений для підписки на джерела мутабельних даних. Він дозволяє компонентам React повторно рендеритися лише тоді, коли змінилися відповідні частини мутабельних даних, уникаючи непотрібних ре-рендерів і покращуючи продуктивність. Цей хук є частиною експериментальних функцій Concurrent Mode в React, і його API може змінюватися.

Сигнатура хука:

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

Параметри:

• mutableSource: Об'єкт, що представляє джерело мутабельних даних. Цей об'єкт повинен надавати спосіб доступу до поточного значення даних та підписки на зміни.
• getSnapshot: Функція, яка приймає mutableSource і повертає знімок (snapshot) відповідних даних. Цей знімок використовується для порівняння попереднього та поточного значень, щоб визначити, чи потрібен повторний рендеринг. Важливо створювати стабільний знімок.
• subscribe: Функція, яка приймає mutableSource та функцію зворотного виклику. Ця функція повинна підписати функцію зворотного виклику на зміни в джерелі мутабельних даних. Коли дані змінюються, викликається колбек, що запускає повторний рендеринг.

Значення, що повертається:

Хук повертає поточний знімок даних, отриманий від функції getSnapshot.

Як працює experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource відстежує зміни в джерелі мутабельних даних за допомогою наданих функцій getSnapshot та subscribe. Ось покроковий опис:

1. Початковий рендеринг: Коли компонент рендериться вперше, experimental_useMutableSource викликає функцію getSnapshot для отримання початкового знімка даних.
2. Підписка: Потім хук використовує функцію subscribe для реєстрації колбека, який буде викликаний щоразу, коли мутабельні дані змінюються.
3. Виявлення змін: Коли дані змінюються, спрацьовує колбек. Усередині колбека React знову викликає getSnapshot, щоб отримати новий знімок.
4. Порівняння: React порівнює новий знімок з попереднім. Якщо знімки відрізняються (з використанням Object.is або спеціальної функції порівняння), React планує повторний рендеринг компонента.
5. Повторний рендеринг: Під час повторного рендерингу experimental_useMutableSource знову викликає getSnapshot, щоб отримати найактуальніші дані та повернути їх компоненту.

Практичні приклади

Проілюструймо використання experimental_useMutableSource на кількох практичних прикладах.

Приклад 1: Інтеграція з мутабельним таймером

Припустимо, у вас є об'єкт мутабельного таймера, який оновлює часову мітку. Ми можемо використовувати experimental_useMutableSource для ефективного відображення поточного часу в компоненті React.

// Реалізація мутабельного таймера
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();

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

const mutableSource = {
  version: 0, // версія для відстеження змін
  getSnapshot: () => timer.time,
  subscribe: timer.subscribe.bind(timer),
};

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

  return (
    

      Поточний час: {new Date(currentTime).toLocaleTimeString()}
    
  );
}

export default CurrentTime;

У цьому прикладі MutableTimer — це клас, який мутабельно оновлює час. experimental_useMutableSource підписується на таймер, і компонент CurrentTime повторно рендериться лише тоді, коли змінюється час. Функція getSnapshot повертає поточний час, а функція subscribe реєструє слухача на події зміни таймера. Властивість version у mutableSource, хоч і не використовується в цьому мінімальному прикладі, є критично важливою у складних сценаріях для позначення оновлень самого джерела даних (наприклад, зміна інтервалу таймера).

Приклад 2: Інтеграція з мутабельним станом гри

Розглянемо просту гру, де стан гри (наприклад, позиція гравця, рахунок) зберігається в мутабельному об'єкті. experimental_useMutableSource можна використовувати для ефективного оновлення ігрового UI.

// Мутабельний стан гри
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();

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

const mutableSource = {
  version: 0, // версія для відстеження змін
  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 (
    

      Позиція гравця: ({x}, {y})

      Рахунок: {score}
       gameState.increaseScore(10)}>Збільшити рахунок
       gameState.movePlayer(x + 1, y + 1)}>Перемістити гравця
    
  );
}

export default GameUI;

У цьому прикладі GameState — це клас, який зберігає мутабельний стан гри. Компонент GameUI використовує experimental_useMutableSource для підписки на зміни в стані гри. Функція getSnapshot повертає знімок відповідних властивостей стану гри. Компонент повторно рендериться лише тоді, коли змінюється позиція гравця або рахунок, забезпечуючи ефективні оновлення.

Приклад 3: Мутабельні дані з функціями-селекторами

Іноді потрібно реагувати лише на зміни в певних частинах мутабельних даних. Ви можете використовувати функції-селектори всередині функції getSnapshot, щоб витягувати лише ті дані, які є релевантними для компонента.

// Мутабельні дані
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());
  }

};


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

const mutableSource = {
  version: 0, // версія для відстеження змін
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Вік: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

У цьому випадку компонент AgeDisplay повторно рендериться лише тоді, коли змінюється властивість age об'єкта mutableData. Функція getSnapshot спеціально витягує властивість age, що дозволяє гранулярно виявляти зміни.

Переваги experimental_useMutableSource

• Гранулярне виявлення змін: Повторний рендеринг відбувається лише тоді, коли змінюються відповідні частини мутабельних даних, що призводить до покращення продуктивності.
• Інтеграція з джерелами мутабельних даних: Дозволяє компонентам React безперешкодно інтегруватися з бібліотеками або кодовими базами, які використовують мутабельні дані.
• Оптимізовані оновлення: Зменшує кількість непотрібних ре-рендерів, що робить UI більш ефективним та чутливим.

Недоліки та застереження

• Складність: Робота з мутабельними даними та experimental_useMutableSource ускладнює ваш код. Вона вимагає ретельного розгляду узгодженості та синхронізації даних.
• Експериментальний API: experimental_useMutableSource є частиною експериментальних функцій Concurrent Mode в React, що означає, що API може змінитися в майбутніх релізах.
• Потенціал для помилок: Мутабельні дані можуть вносити неочевидні помилки, якщо з ними поводитися необережно. Важливо переконатися, що зміни відстежуються коректно, а UI оновлюється послідовно.
• Компроміси продуктивності: Хоча experimental_useMutableSource може покращити продуктивність у певних сценаріях, він також створює накладні витрати через процес створення знімків та їх порівняння. Важливо провести бенчмаркінг вашого додатку, щоб переконатися, що він забезпечує чистий приріст продуктивності.
• Стабільність знімка: Функція getSnapshot повинна повертати стабільний знімок. Уникайте створення нових об'єктів або масивів при кожному виклику getSnapshot, якщо дані фактично не змінилися. Цього можна досягти шляхом мемоізації знімка або порівняння відповідних властивостей у самій функції getSnapshot.

Найкращі практики використання experimental_useMutableSource

1. Мінімізуйте використання мутабельних даних: Коли це можливо, надавайте перевагу імутабельним структурам даних. Використовуйте experimental_useMutableSource лише за необхідності для інтеграції з існуючими джерелами мутабельних даних або для специфічних оптимізацій продуктивності.
2. Створюйте стабільні знімки: Переконайтеся, що функція getSnapshot повертає стабільний знімок. Уникайте створення нових об'єктів або масивів при кожному виклику, якщо дані фактично не змінилися. Використовуйте техніки мемоізації або функції порівняння для оптимізації створення знімків.
3. Ретельно тестуйте ваш код: Мутабельні дані можуть вносити неочевидні помилки. Ретельно тестуйте ваш код, щоб переконатися, що зміни відстежуються коректно, а UI оновлюється послідовно.
4. Документуйте ваш код: Чітко документуйте використання experimental_useMutableSource та припущення щодо джерела мутабельних даних. Це допоможе іншим розробникам зрозуміти та підтримувати ваш код.
5. Розглядайте альтернативи: Перш ніж використовувати experimental_useMutableSource, розгляньте альтернативні підходи, такі як використання бібліотеки для управління станом (наприклад, Redux, Zustand) або рефакторинг коду для використання імутабельних структур даних.
6. Використовуйте версіонування: У межах об'єкта mutableSource додайте властивість version. Оновлюйте цю властивість щоразу, коли змінюється структура самого джерела даних (наприклад, додавання або видалення властивостей). Це дозволяє experimental_useMutableSource знати, коли йому потрібно повністю переоцінити свою стратегію створення знімків, а не лише значення даних. Збільшуйте версію щоразу, коли ви фундаментально змінюєте спосіб роботи джерела даних.

Інтеграція зі сторонніми бібліотеками

experimental_useMutableSource особливо корисний для інтеграції компонентів React зі сторонніми бібліотеками, які керують даними мутабельно. Ось загальний підхід:

1. Визначте джерело мутабельних даних: Визначте, яка частина API бібліотеки надає доступ до мутабельних даних, які вам потрібні у вашому компоненті React.
2. Створіть об'єкт джерела мутабельних даних: Створіть об'єкт JavaScript, який інкапсулює джерело мутабельних даних і надає функції getSnapshot та subscribe.
3. Реалізуйте функцію getSnapshot: Напишіть функцію getSnapshot для вилучення відповідних даних з джерела мутабельних даних. Переконайтеся, що знімок є стабільним.
4. Реалізуйте функцію Subscribe: Напишіть функцію subscribe для реєстрації слухача в системі подій бібліотеки. Слухач повинен викликатися щоразу, коли мутабельні дані змінюються.
5. Використовуйте experimental_useMutableSource у вашому компоненті: Використовуйте experimental_useMutableSource для підписки на джерело мутабельних даних та доступу до даних у вашому компоненті React.

Наприклад, якщо ви використовуєте бібліотеку для діаграм, яка мутабельно оновлює дані, ви можете використовувати experimental_useMutableSource, щоб підписатися на зміни даних діаграми та відповідно оновлювати компонент діаграми.

Аспекти Concurrent Mode

experimental_useMutableSource розроблений для роботи з функціями Concurrent Mode в React. Concurrent Mode дозволяє React переривати, призупиняти та відновлювати рендеринг, покращуючи чутливість та продуктивність вашого додатку. При використанні experimental_useMutableSource в Concurrent Mode важливо враховувати наступні аспекти:

• "Розриви" (Tearing): Tearing виникає, коли React оновлює лише частину UI через переривання в процесі рендерингу. Щоб уникнути цього, переконайтеся, що функція getSnapshot повертає послідовний знімок даних.
• Suspense: Suspense дозволяє призупинити рендеринг компонента доти, доки не будуть доступні певні дані. При використанні experimental_useMutableSource з Suspense переконайтеся, що джерело мутабельних даних доступне до того, як компонент спробує рендеритися.
• Transitions (Переходи): Transitions дозволяють плавно переходити між різними станами у вашому додатку. При використанні experimental_useMutableSource з Transitions переконайтеся, що джерело мутабельних даних коректно оновлюється під час переходу.

Альтернативи experimental_useMutableSource

Хоча experimental_useMutableSource надає механізм для інтеграції з джерелами мутабельних даних, це не завжди найкраще рішення. Розгляньте наступні альтернативи:

• Імутабельні структури даних: Якщо можливо, проведіть рефакторинг вашого коду для використання імутабельних структур даних. Імутабельні структури даних полегшують відстеження змін та запобігають випадковим мутаціям.
• Бібліотеки для управління станом: Використовуйте бібліотеку для управління станом, таку як Redux, Zustand або Recoil, для управління станом вашого додатку. Ці бібліотеки надають централізоване сховище для ваших даних і забезпечують імутабельність.
• Context API: React Context API дозволяє передавати дані між компонентами без прокидання пропсів. Хоча Context API сам по собі не забезпечує імутабельність, ви можете використовувати його в поєднанні з імутабельними структурами даних або бібліотекою для управління станом.
• useSyncExternalStore: Цей хук дозволяє підписуватися на зовнішні джерела даних у спосіб, сумісний з Concurrent Mode та Server Components. Хоча він не розроблений спеціально для *мутабельних* даних, він може бути підходящою альтернативою, якщо ви можете керувати оновленнями зовнішнього сховища передбачуваним чином.

Висновок

experimental_useMutableSource — це потужний інструмент для інтеграції компонентів React з джерелами мутабельних даних. Він дозволяє гранулярно виявляти зміни та оптимізувати оновлення, покращуючи продуктивність вашого додатку. Однак він також додає складності та вимагає ретельного розгляду узгодженості та синхронізації даних.

Перш ніж використовувати experimental_useMutableSource, розгляньте альтернативні підходи, такі як використання імутабельних структур даних або бібліотеки для управління станом. Якщо ви все ж вирішили використовувати experimental_useMutableSource, дотримуйтесь найкращих практик, викладених у цій статті, щоб забезпечити надійність та підтримуваність вашого коду.

Оскільки experimental_useMutableSource є частиною експериментальних функцій Concurrent Mode в React, його API може змінюватися. Слідкуйте за останньою документацією React і будьте готові адаптувати свій код за потреби. Найкращий підхід — це завжди прагнути до імутабельності, коли це можливо, і вдаватися до управління мутабельними даними за допомогою таких інструментів, як experimental_useMutableSource, лише тоді, коли це суворо необхідно для інтеграції або з міркувань продуктивності.