Phát hiện thay đổi với React experimental_useMutableSource: Làm chủ dữ liệu có thể biến đổi

React, nổi tiếng với cách tiếp cận khai báo và cơ chế render hiệu quả, thường khuyến khích quản lý dữ liệu bất biến (immutable). Tuy nhiên, một số trường hợp đòi hỏi phải làm việc với dữ liệu có thể biến đổi (mutable). Hook experimental_useMutableSource của React, một phần của các API thử nghiệm trong Concurrent Mode, cung cấp một cơ chế để tích hợp các nguồn dữ liệu có thể biến đổi vào các component React của bạn, cho phép phát hiện thay đổi và tối ưu hóa ở mức độ chi tiết. Bài viết này sẽ khám phá những sắc thái của experimental_useMutableSource, lợi ích, hạn chế và các ví dụ thực tế.

Tìm hiểu về dữ liệu có thể biến đổi trong React

Trước khi đi sâu vào experimental_useMutableSource, điều quan trọng là phải hiểu tại sao dữ liệu có thể biến đổi lại là một thách thức trong React. Cơ chế tối ưu hóa render của React phụ thuộc rất nhiều vào việc so sánh trạng thái trước đó và hiện tại để xác định xem một component có cần render lại hay không. Khi dữ liệu bị thay đổi trực tiếp, React có thể không phát hiện được những thay đổi này, dẫn đến sự không nhất quán giữa giao diện người dùng (UI) được hiển thị và dữ liệu thực tế.

Các kịch bản phổ biến phát sinh dữ liệu có thể biến đổi:

• Tích hợp với các thư viện bên ngoài: Một số thư viện, đặc biệt là những thư viện xử lý các cấu trúc dữ liệu phức tạp hoặc cập nhật theo thời gian thực (ví dụ: một số thư viện biểu đồ, game engine), có thể quản lý dữ liệu nội bộ một cách có thể biến đổi.
• Tối ưu hóa hiệu suất: Trong các phần quan trọng về hiệu suất, việc thay đổi trực tiếp có thể mang lại lợi thế nhỏ so với việc tạo ra các bản sao bất biến hoàn toàn mới, mặc dù điều này đi kèm với sự phức tạp và nguy cơ tiềm ẩn lỗi.
• Các codebase cũ: Việc di chuyển từ các codebase cũ có thể liên quan đến việc xử lý các cấu trúc dữ liệu có thể biến đổi hiện có.

Mặc dù dữ liệu bất biến thường được ưa chuộng hơn, experimental_useMutableSource cho phép các nhà phát triển thu hẹp khoảng cách giữa mô hình khai báo của React và thực tế làm việc với các nguồn dữ liệu có thể biến đổi.

Giới thiệu về experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource là một hook của React được thiết kế đặc biệt để đăng ký theo dõi các nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Nó cho phép các component React chỉ render lại khi các phần liên quan của dữ liệu có thể biến đổi đã thay đổi, tránh việc render lại không cần thiết và cải thiện hiệu suất. Hook này là một phần của các tính năng thử nghiệm trong Concurrent Mode của React và API của nó có thể thay đổi.

Chữ ký của Hook:

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

Các tham số:

• mutableSource: Một đối tượng đại diện cho nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Đối tượng này nên cung cấp một cách để truy cập giá trị hiện tại của dữ liệu và đăng ký theo dõi các thay đổi.
• getSnapshot: Một hàm nhận mutableSource làm đầu vào và trả về một bản ghi nhanh (snapshot) của dữ liệu liên quan. Snapshot này được sử dụng để so sánh các giá trị trước đó và hiện tại để xác định xem có cần render lại hay không. Việc tạo ra một snapshot ổn định là rất quan trọng.
• subscribe: Một hàm nhận mutableSource và một hàm callback làm đầu vào. Hàm này nên đăng ký callback để theo dõi các thay đổi trong nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Khi dữ liệu thay đổi, callback được gọi, kích hoạt việc render lại.

Giá trị trả về:

Hook này trả về snapshot hiện tại của dữ liệu, như được trả về bởi hàm getSnapshot.

Cách hoạt động của experimental_useMutableSource

experimental_useMutableSource hoạt động bằng cách theo dõi các thay đổi đối với một nguồn dữ liệu có thể biến đổi bằng cách sử dụng các hàm getSnapshot và subscribe được cung cấp. Dưới đây là phân tích từng bước:

1. Render lần đầu: Khi component render lần đầu, experimental_useMutableSource gọi hàm getSnapshot để lấy một snapshot ban đầu của dữ liệu.
2. Đăng ký theo dõi: Sau đó, hook sử dụng hàm subscribe để đăng ký một callback sẽ được gọi mỗi khi dữ liệu có thể biến đổi thay đổi.
3. Phát hiện thay đổi: Khi dữ liệu thay đổi, callback được kích hoạt. Bên trong callback, React gọi lại getSnapshot để lấy một snapshot mới.
4. So sánh: React so sánh snapshot mới với snapshot trước đó. Nếu các snapshot khác nhau (sử dụng Object.is hoặc một hàm so sánh tùy chỉnh), React sẽ lên lịch render lại cho component.
5. Render lại: Trong quá trình render lại, experimental_useMutableSource gọi lại getSnapshot để lấy dữ liệu mới nhất và trả về cho component.

Ví dụ thực tế

Hãy cùng minh họa việc sử dụng experimental_useMutableSource với một số ví dụ thực tế.

Ví dụ 1: Tích hợp với một Bộ đếm thời gian có thể biến đổi

Giả sử bạn có một đối tượng bộ đếm thời gian có thể biến đổi cập nhật một dấu thời gian. Chúng ta có thể sử dụng experimental_useMutableSource để hiển thị hiệu quả thời gian hiện tại trong một component React.

// Triển khai Bộ đếm thời gian có thể biến đổi
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();

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

const mutableSource = {
  version: 0, // phiên bản để theo dõi các thay đổi
  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;

Trong ví dụ này, MutableTimer là một class cập nhật thời gian một cách có thể biến đổi. experimental_useMutableSource đăng ký theo dõi bộ đếm thời gian, và component CurrentTime chỉ render lại khi thời gian thay đổi. Hàm getSnapshot trả về thời gian hiện tại, và hàm subscribe đăng ký một listener cho các sự kiện thay đổi của bộ đếm. Thuộc tính version trong mutableSource, mặc dù không được sử dụng trong ví dụ tối giản này, là rất quan trọng trong các kịch bản phức tạp để chỉ ra các cập nhật cho chính nguồn dữ liệu (ví dụ: thay đổi khoảng thời gian của bộ đếm).

Ví dụ 2: Tích hợp với Trạng thái trò chơi có thể biến đổi

Hãy xem xét một trò chơi đơn giản trong đó trạng thái trò chơi (ví dụ: vị trí người chơi, điểm số) được lưu trữ trong một đối tượng có thể biến đổi. experimental_useMutableSource có thể được sử dụng để cập nhật giao diện người dùng của trò chơi một cách hiệu quả.

// Trạng thái trò chơi có thể biến đổi
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();

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

const mutableSource = {
  version: 0, // phiên bản để theo dõi các thay đổi
  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;

Trong ví dụ này, GameState là một class lưu giữ trạng thái trò chơi có thể biến đổi. Component GameUI sử dụng experimental_useMutableSource để đăng ký theo dõi các thay đổi trong trạng thái trò chơi. Hàm getSnapshot trả về một snapshot của các thuộc tính trạng thái trò chơi liên quan. Component chỉ render lại khi vị trí người chơi hoặc điểm số thay đổi, đảm bảo các cập nhật hiệu quả.

Ví dụ 3: Dữ liệu có thể biến đổi với các Hàm chọn (Selector)

Đôi khi, bạn chỉ cần phản ứng với các thay đổi ở các phần cụ thể của dữ liệu có thể biến đổi. Bạn có thể sử dụng các hàm chọn bên trong hàm getSnapshot để chỉ trích xuất dữ liệu liên quan cho component.

// Dữ liệu có thể biến đổi
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());
  }

};


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

const mutableSource = {
  version: 0, // phiên bản để theo dõi các thay đổi
  getSnapshot: () => mutableData.age,
  subscribe: mutableData.subscribe.bind(mutableData),
};


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

  return (
    

      Age: {age}
    
  );
}

export default AgeDisplay;

Trong trường hợp này, component AgeDisplay chỉ render lại khi thuộc tính age của đối tượng mutableData thay đổi. Hàm getSnapshot chỉ trích xuất riêng thuộc tính age, cho phép phát hiện thay đổi ở mức độ chi tiết.

Lợi ích của experimental_useMutableSource

• Phát hiện thay đổi ở mức độ chi tiết: Chỉ render lại khi các phần liên quan của dữ liệu có thể biến đổi thay đổi, dẫn đến hiệu suất được cải thiện.
• Tích hợp với các nguồn dữ liệu có thể biến đổi: Cho phép các component React tích hợp liền mạch với các thư viện hoặc codebase sử dụng dữ liệu có thể biến đổi.
• Cập nhật được tối ưu hóa: Giảm thiểu các lần render lại không cần thiết, giúp giao diện người dùng hiệu quả và phản hồi nhanh hơn.

Hạn chế và Những điều cần cân nhắc

• Độ phức tạp: Làm việc với dữ liệu có thể biến đổi và experimental_useMutableSource làm tăng thêm độ phức tạp cho mã của bạn. Nó đòi hỏi phải xem xét cẩn thận về tính nhất quán và đồng bộ hóa dữ liệu.
• API thử nghiệm: experimental_useMutableSource là một phần của các tính năng thử nghiệm trong Concurrent Mode của React, có nghĩa là API có thể thay đổi trong các bản phát hành tương lai.
• Nguy cơ tiềm ẩn lỗi: Dữ liệu có thể biến đổi có thể gây ra các lỗi tinh vi nếu không được xử lý cẩn thận. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các thay đổi được theo dõi chính xác và giao diện người dùng được cập nhật một cách nhất quán.
• Đánh đổi về hiệu suất: Mặc dù experimental_useMutableSource có thể cải thiện hiệu suất trong một số trường hợp, nó cũng gây ra chi phí do quá trình tạo snapshot và so sánh. Điều quan trọng là phải đo lường hiệu suất ứng dụng của bạn để đảm bảo rằng nó mang lại lợi ích ròng về hiệu suất.
• Tính ổn định của Snapshot: Hàm getSnapshot phải trả về một snapshot ổn định. Tránh tạo các đối tượng hoặc mảng mới trong mỗi lần gọi getSnapshot trừ khi dữ liệu thực sự đã thay đổi. Điều này có thể đạt được bằng cách ghi nhớ (memoize) snapshot hoặc so sánh các thuộc tính liên quan ngay trong chính hàm getSnapshot.

Các phương pháp tốt nhất khi sử dụng experimental_useMutableSource

1. Hạn chế dữ liệu có thể biến đổi: Bất cứ khi nào có thể, hãy ưu tiên các cấu trúc dữ liệu bất biến. Chỉ sử dụng experimental_useMutableSource khi cần thiết để tích hợp với các nguồn dữ liệu có thể biến đổi hiện có hoặc cho các tối ưu hóa hiệu suất cụ thể.
2. Tạo Snapshot ổn định: Đảm bảo rằng hàm getSnapshot trả về một snapshot ổn định. Tránh tạo các đối tượng hoặc mảng mới trong mỗi lần gọi trừ khi dữ liệu thực sự đã thay đổi. Sử dụng các kỹ thuật ghi nhớ (memoization) hoặc các hàm so sánh để tối ưu hóa việc tạo snapshot.
3. Kiểm thử kỹ lưỡng mã của bạn: Dữ liệu có thể biến đổi có thể gây ra các lỗi tinh vi. Hãy kiểm thử kỹ lưỡng mã của bạn để đảm bảo rằng các thay đổi được theo dõi chính xác và giao diện người dùng được cập nhật một cách nhất quán.
4. Ghi tài liệu cho mã của bạn: Ghi lại rõ ràng việc sử dụng experimental_useMutableSource và các giả định được đưa ra về nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Điều này sẽ giúp các nhà phát triển khác hiểu và bảo trì mã của bạn.
5. Xem xét các giải pháp thay thế: Trước khi sử dụng experimental_useMutableSource, hãy xem xét các cách tiếp cận thay thế, chẳng hạn như sử dụng một thư viện quản lý trạng thái (ví dụ: Redux, Zustand) hoặc tái cấu trúc mã của bạn để sử dụng các cấu trúc dữ liệu bất biến.
6. Sử dụng phiên bản (Versioning): Trong đối tượng mutableSource, hãy bao gồm một thuộc tính version. Cập nhật thuộc tính này mỗi khi cấu trúc của chính nguồn dữ liệu thay đổi (ví dụ: thêm hoặc xóa thuộc tính). Điều này cho phép experimental_useMutableSource biết khi nào nó cần đánh giá lại hoàn toàn chiến lược snapshot của mình, chứ không chỉ là các giá trị dữ liệu. Hãy tăng phiên bản mỗi khi bạn thay đổi cơ bản cách hoạt động của nguồn dữ liệu.

Tích hợp với các thư viện của bên thứ ba

experimental_useMutableSource đặc biệt hữu ích để tích hợp các component React với các thư viện của bên thứ ba quản lý dữ liệu một cách có thể biến đổi. Dưới đây là cách tiếp cận chung:

1. Xác định nguồn dữ liệu có thể biến đổi: Xác định phần nào của API thư viện phơi bày dữ liệu có thể biến đổi mà bạn cần truy cập trong component React của mình.
2. Tạo một đối tượng nguồn có thể biến đổi: Tạo một đối tượng JavaScript đóng gói nguồn dữ liệu có thể biến đổi và cung cấp các hàm getSnapshot và subscribe.
3. Triển khai hàm getSnapshot: Viết hàm getSnapshot để trích xuất dữ liệu liên quan từ nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Đảm bảo rằng snapshot là ổn định.
4. Triển khai hàm Subscribe: Viết hàm subscribe để đăng ký một listener với hệ thống sự kiện của thư viện. Listener này nên được gọi mỗi khi dữ liệu có thể biến đổi thay đổi.
5. Sử dụng experimental_useMutableSource trong Component của bạn: Sử dụng experimental_useMutableSource để đăng ký theo dõi nguồn dữ liệu có thể biến đổi và truy cập dữ liệu trong component React của bạn.

Ví dụ, nếu bạn đang sử dụng một thư viện biểu đồ cập nhật dữ liệu biểu đồ một cách có thể biến đổi, bạn có thể sử dụng experimental_useMutableSource để đăng ký theo dõi các thay đổi dữ liệu của biểu đồ và cập nhật component biểu đồ một cách tương ứng.

Những điều cần cân nhắc về Concurrent Mode

experimental_useMutableSource được thiết kế để hoạt động với các tính năng Concurrent Mode của React. Concurrent Mode cho phép React ngắt, tạm dừng và tiếp tục quá trình render, cải thiện khả năng phản hồi và hiệu suất của ứng dụng. Khi sử dụng experimental_useMutableSource trong Concurrent Mode, điều quan trọng là phải nhận thức được những cân nhắc sau:

• Tearing (Xé hình): Tearing xảy ra khi React chỉ cập nhật một phần của giao diện người dùng do bị gián đoạn trong quá trình render. Để tránh tearing, hãy đảm bảo rằng hàm getSnapshot trả về một snapshot nhất quán của dữ liệu.
• Suspense: Suspense cho phép bạn tạm dừng việc render một component cho đến khi có dữ liệu nhất định. Khi sử dụng experimental_useMutableSource với Suspense, hãy đảm bảo rằng nguồn dữ liệu có thể biến đổi có sẵn trước khi component cố gắng render.
• Transitions (Chuyển tiếp): Transitions cho phép bạn chuyển đổi mượt mà giữa các trạng thái khác nhau trong ứng dụng của mình. Khi sử dụng experimental_useMutableSource với Transitions, hãy đảm bảo rằng nguồn dữ liệu có thể biến đổi được cập nhật chính xác trong quá trình chuyển tiếp.

Các giải pháp thay thế cho experimental_useMutableSource

Mặc dù experimental_useMutableSource cung cấp một cơ chế để tích hợp với các nguồn dữ liệu có thể biến đổi, nó không phải lúc nào cũng là giải pháp tốt nhất. Hãy xem xét các giải pháp thay thế sau:

• Cấu trúc dữ liệu bất biến: Nếu có thể, hãy tái cấu trúc mã của bạn để sử dụng các cấu trúc dữ liệu bất biến. Các cấu trúc dữ liệu bất biến giúp theo dõi các thay đổi và ngăn chặn các thay đổi ngẫu nhiên dễ dàng hơn.
• Thư viện quản lý trạng thái: Sử dụng một thư viện quản lý trạng thái như Redux, Zustand, hoặc Recoil để quản lý trạng thái ứng dụng của bạn. Các thư viện này cung cấp một kho lưu trữ tập trung cho dữ liệu của bạn và thực thi tính bất biến.
• Context API: React Context API cho phép bạn chia sẻ dữ liệu giữa các component mà không cần truyền prop. Mặc dù bản thân Context API không thực thi tính bất biến, bạn có thể sử dụng nó kết hợp với các cấu trúc dữ liệu bất biến hoặc một thư viện quản lý trạng thái.
• useSyncExternalStore: Hook này cho phép bạn đăng ký theo dõi các nguồn dữ liệu bên ngoài theo cách tương thích với Concurrent Mode và Server Components. Mặc dù không được thiết kế đặc biệt cho dữ liệu *có thể biến đổi*, nó có thể là một giải pháp thay thế phù hợp nếu bạn có thể quản lý các cập nhật cho kho lưu trữ bên ngoài một cách có thể dự đoán được.

Kết luận

experimental_useMutableSource là một công cụ mạnh mẽ để tích hợp các component React với các nguồn dữ liệu có thể biến đổi. Nó cho phép phát hiện thay đổi ở mức độ chi tiết và các cập nhật được tối ưu hóa, cải thiện hiệu suất của ứng dụng. Tuy nhiên, nó cũng làm tăng thêm độ phức tạp và đòi hỏi phải xem xét cẩn thận về tính nhất quán và đồng bộ hóa dữ liệu.

Trước khi sử dụng experimental_useMutableSource, hãy xem xét các cách tiếp cận thay thế, chẳng hạn như sử dụng các cấu trúc dữ liệu bất biến hoặc một thư viện quản lý trạng thái. Nếu bạn quyết định sử dụng experimental_useMutableSource, hãy tuân theo các phương pháp tốt nhất được nêu trong bài viết này để đảm bảo rằng mã của bạn mạnh mẽ và dễ bảo trì.

Vì experimental_useMutableSource là một phần của các tính năng thử nghiệm trong Concurrent Mode của React, API của nó có thể thay đổi. Hãy cập nhật tài liệu mới nhất của React và chuẩn bị điều chỉnh mã của bạn khi cần thiết. Cách tiếp cận tốt nhất là luôn hướng tới tính bất biến khi có thể và chỉ sử dụng các công cụ quản lý dữ liệu có thể biến đổi như experimental_useMutableSource khi thực sự cần thiết cho mục đích tích hợp hoặc hiệu suất.