Comment utiliser Immuable et React

Cette fois, je vais vous montrer comment utiliser Immutable et React, et quelles sont les précautions lors de l'utilisation d'Immutable et React. Ce qui suit est un cas pratique, jetons un coup d'oeil.

Immutable peut apporter des améliorations des dizaines de fois aux applications React. Certaines personnes disent que l'introduction d'Immutable est une grande invention de JavaScript ces derniers temps, car React était si populaire en même temps que sa lumière était obscurcie. Cet article présente principalement la pratique d'Immutable et de React. Les amis qui en ont besoin peuvent s'y référer

Certaines personnes disent qu'Immutable peut apporter des dizaines d'améliorations aux applications React, et certaines personnes disent que l'introduction d'Immutable est la dernière étape de JavaScript. Une grande invention, car React était si populaire en même temps que sa lumière était obscurcie. Ceux-ci montrent au moins qu’Immutable est très précieux, découvrons-le ci-dessous.

Les objets en JavaScript sont généralement mutables (Mutable). Étant donné que l'affectation de référence est utilisée, le nouvel objet fait simplement référence à l'objet d'origine. La modification du nouvel objet affectera l'objet d'origine. Par exemple foo={a: 1}; bar=foo; bar.a=2 vous constaterez que foo.a a également été remplacé par 2 à ce moment-là. Bien que cela puisse économiser de la mémoire, lorsque l'application devient complexe, cela entraîne de très gros dangers cachés, et les avantages apportés par Mutable sont contrebalancés par le gain. Afin de résoudre ce problème, l'approche générale consiste à utiliser ShallowCopy (copie superficielle) ou deepCopy (copie profonde) pour éviter toute modification, mais cela entraîne un gaspillage de CPU et de mémoire.
Immuable peut très bien résoudre ces problèmes.

Qu'est-ce que les données immuables

Les données immuables sont des données qui, une fois créées, ne peuvent pas être modifiées. Toute modification, ajout ou suppression d'un objet Immuable renvoie un nouvel objet Immuable. Le principe de l'implémentation immuable est la structure de données persistante (structure de données persistante), c'est-à-dire que lors de l'utilisation d'anciennes données pour créer de nouvelles données, il est nécessaire de s'assurer que les anciennes données sont disponibles et inchangées en même temps. Dans le même temps, afin d'éviter la perte de performances causée par la copie profonde de tous les nœuds, Immutable utilise le partage structurel (partage structurel), c'est-à-dire que si un nœud dans l'arborescence des objets change, seuls ce nœud et le nœud parent affecté par celui-ci. sont modifiés, et les autres nœuds sont modifiés puis partagés. Veuillez jeter un œil à l'animation ci-dessous :

J'ai essayé si fort de créer une animation Gif, mais elle a été obligée d'être convertie en une image statique. Veuillez vous rendre sur http://img.alicdn. .com/tps /i2/TB1zzi_KXXXXXctXFXXbrb8OVXX-613-575.gif Regarder
Il existe actuellement deux bibliothèques Immutable populaires :

1.immutable.js

L'ingénieur Facebook Lee Byron a passé 3 ans à le construire. Il est apparu en même temps que React, mais n'était pas inclus par défaut dans l'ensemble d'outils React (React fournit un Helper simplifié). Il implémente un ensemble complet de structures de données persistantes en interne, ainsi que de nombreux types de données faciles à utiliser. Comme collection, liste, carte, ensemble, enregistrement, séquence. Il existe des méthodes de fonctionnement fonctionnelles de cartographie, de filtrage, de groupBy, de réduction et de recherche très complètes. Dans le même temps, l'API est aussi similaire que possible à Object ou Array.

Il existe trois structures de données les plus importantes : (les programmeurs Java devraient être les plus familiers)

Map : une collection de paires clé-valeur, correspondant à Object, ES6 a également un objet Map spécial
List : une liste ordonnée et répétable, correspondant à Array
Set : une liste non ordonnée et non répétable

2.seamless-immutable

Différent du style académique d'Immutable.js, seamless-immutable n'implémente pas une structure de données persistante complète, mais utilise Object.defineProperty (il ne peut donc être utilisé que dans IE9 et supérieur) pour étendre les objets Array et Object de JavaScript. : Array et Object, et l'API est basée sur les mêmes opérations que Array et Object. La base de code est très petite, seulement 2K une fois téléchargée compressée. Immutable.js est compressé en 16 Ko.

Entrez le code ci-dessous pour ressentir la différence entre les deux :

// 原来的写法
let foo = {a: {b: 1}};
let bar = foo;
bar.a.b = 2;
console.log(foo.a.b); // 打印 2
console.log(foo === bar); // 打印 true
// 使用 immutable.js 后
import Immutable from ‘immutable';
foo = Immutable.fromJS({a: {b: 1}});
bar = foo.setIn([‘a', ‘b'], 2);  // 使用 setIn 赋值
console.log(foo.getIn([‘a', ‘b'])); // 使用 getIn 取值，打印 1
console.log(foo === bar); // 打印 false
// 使用 seamless-immutable.js 后
import SImmutable from ‘seamless-immutable';
foo = SImmutable({a: {b: 1}})
bar = foo.merge({a: { b: 2}})  // 使用 merge 赋值
console.log(foo.a.b); // 像原生 Object 一样取值，打印 1
console.log(foo === bar); // 打印 false

Avantages immuables

1 . Immutable réduit la complexité apportée par Mutable

Les données Mutable (Mutable) associent les concepts de temps et de valeur, ce qui rend les données difficiles à retracer.

Par exemple, le morceau de code suivant :

function touchAndLog(touchFn) {
  let data = { key: ‘value' };
  touchFn(data);
  console.log(data.key); // 猜猜会打印什么？
}

Sans regarder le code de touchFn, parce que vous n'êtes pas sûr de ce qu'il fait aux données, il est impossible de savoir quoi sera imprimé (ce n’est pas absurde ?) Mais si les données sont immuables, vous pouvez être sûr que la valeur est imprimée.

2. Sauvegarder la mémoire

Immutable.js 使用了 Structure Sharing 会尽量复用内存。没有被引用的对象会被垃圾回收。

import { Map} from ‘immutable';
 let a = Map({
 select: ‘users',
 filter: Map({ name: ‘Cam' })
})
let b = a.set(‘select', ‘people');
a === b; // false
a.get(‘filter') === b.get(‘filter'); // true

上面 a 和 b 共享了没有变化的 `filter` 节点。

3 . Undo/Redo，Copy/Paste，甚至时间旅行这些功能做起来小菜一碟

因为每次数据都是不一样的，只要把这些数据放到一个数组里储存起来，想回退到哪里就拿出对应数据即可，很容易开发出撤销重做这种功能。

后面我会提供 Flux 做 Undo 的示例。

4 . 并发安全

传统的并发非常难做，因为要处理各种数据不一致问题，因此『聪明人』发明了各种锁来解决。但使用了 Immutable 之后，数据天生是不可变的，并发锁就不需要了。

然而现在并没什么卵用，因为 JavaScript 还是单线程运行的啊。但未来可能会加入，提前解决未来的问题不也挺好吗？

拥抱函数式编程

Immutable 本身就是函数式编程中的概念，纯函数式编程比面向对象更适用于前端开发。因为只要输入一致，输出必然一致，这样开发的组件更易于调试和组装。

像 ClojureScript，Elm 等函数式编程语言中的数据类型天生都是 Immutable 的，这也是为什么 ClojureScript 基于 React 的框架 — Om 性能比 React 还要好的原因。

使用 Immutable 的缺点

需要学习新的 API

No Comments

增加了资源文件大小

No Comments

容易与原生对象混淆

这点是我们使用 Immutable.js 过程中遇到最大的问题。写代码要做思维上的转变。

虽然 Immutable.js 尽量尝试把 API 设计的原生对象类似，有的时候还是很难区别到底是 Immutable 对象还是原生对象，容易混淆操作。

Immutable 中的 Map 和 List 虽对应原生 Object 和 Array，但操作非常不同，比如你要用 map.get(‘key') 而不是 map.key，array.get(0) 而不是 array[0]。另外 Immutable 每次修改都会返回新对象，也很容易忘记赋值。

当使用外部库的时候，一般需要使用原生对象，也很容易忘记转换。

下面给出一些办法来避免类似问题发生：

使用 Flow 或 TypeScript 这类有静态类型检查的工具

约定变量命名规则：如所有 Immutable 类型对象以 $$ 开头。

使用 Immutable.fromJS 而不是 Immutable.Map 或 Immutable.List 来创建对象，这样可以避免 Immutable 和原生对象间的混用。

更多认识

1 . Immutable.is

两个 immutable 对象可以使用 === 来比较，这样是直接比较内存地址，性能最好。但即使两个对象的值是一样的，也会返回 false：

let map1 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
let map2 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
map1 === map2;       // false

为了直接比较对象的值，immutable.js 提供了 Immutable.is 来做『值比较』，结果如下：

Immutable.is(map1, map2); // true

Immutable.is 比较的是两个对象的 hashCode 或 valueOf（对于 JavaScript 对象）。由于 immutable 内部使用了 Trie 数据结构来存储，只要两个对象的 hashCode 相等，值就是一样的。这样的算法避免了深度遍历比较，性能非常好。

后面会使用 Immutable.is 来减少 React 重复渲染，提高性能。

另外，还有 mori、cortex 等，因为类似就不再介绍。

2 . 与 Object.freeze、const 区别

Object.freeze 和 ES6 中新加入的 const 都可以达到防止对象被篡改的功能，但它们是 shallowCopy 的。对象层级一深就要特殊处理了。

3 . Cursor 的概念

这个 Cursor 和数据库中的游标是完全不同的概念。

由于 Immutable 数据一般嵌套非常深，为了便于访问深层数据，Cursor 提供了可以直接访问这个深层数据的引用。

import Immutable from ‘immutable';
import Cursor from ‘immutable/contrib/cursor';
let data = Immutable.fromJS({ a: { b: { c: 1 } } });
// 让 cursor 指向 { c: 1 }
let cursor = Cursor.from(data, [‘a', ‘b'], newData => {
// 当 cursor 或其子 cursor 执行 update 时调用
console.log(newData);
});
cursor.get(‘c'); // 1
cursor = cursor.update(‘c', x => x + 1);
cursor.get(‘c'); // 2

实践

与 React 搭配使用，Pure Render

熟悉 React 的都知道，React 做性能优化时有一个避免重复渲染的大招，就是使用 shouldComponentUpdate()，但它默认返回 true，即始终会执行 render() 方法，然后做 Virtual DOM 比较，并得出是否需要做真实 DOM 更新，这里往往会带来很多无必要的渲染并成为性能瓶颈。

当然我们也可以在 shouldComponentUpdate() 中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 来避免无必要的 render()，但 deepCopy 和 deepCompare 一般都是非常耗性能的。

Immutable 则提供了简洁高效的判断数据是否变化的方法，只需 === 和 is 比较就能知道是否需要执行 render()，而这个操作几乎 0 成本，所以可以极大提高性能。修改后的 shouldComponentUpdate 是这样的：

import { is } from ‘immutable';
 shouldComponentUpdate: (nextProps = {}, nextState = {}) => {
  const thisProps = this.props || {}, thisState = this.state || {};
  if (Object.keys(thisProps).length !== Object.keys(nextProps).length ||
   Object.keys(thisState).length !== Object.keys(nextState).length) {
    return true;
  }
  for (const key in nextProps) {
   if (thisProps[key] !== nextProps[key] || ！is(thisProps[key],      nextProps[key])) {
   return true;
  }
 }
  for (const key in nextState) {
   if (thisState[key] !== nextState[key] || ！is(thisState[key], nextState[key])) {
    return true;
   }
  }
  return false;
 }

使用 Immutable 后，如下图，当红色节点的 state 变化后，不会再渲染树中的所有节点，而是只渲染图中绿色的部分：

你也可以借助 React.addons.PureRenderMixin 或支持 class 语法的pure-render-decorator 来实现。

setState 的一个技巧

React 建议把 this.state 当作 Immutable 的，因此修改前需要做一个 deepCopy，显得麻烦：

import ‘_' from ‘lodash';
const Component = React.createClass({
getInitialState() {
return {
data: { times: 0 }
}
},
handleAdd() {
let data = _.cloneDeep(this.state.data);
data.times = data.times + 1;
this.setState({ data: data });
// 如果上面不做 cloneDeep，下面打印的结果会是已经加 1 后的值。
console.log(this.state.data.times);
}
}

使用 Immutable 后：

getInitialState() {
 return {
  data: Map({ times: 0 })
 }
},
handleAdd() {
 this.setState({ data: this.state.data.update(‘times', v => v + 1) });
 // 这时的 times 并不会改变
 console.log(this.state.data.get(‘times'));
}

上面的 `handleAdd` 可以简写成：

handleAdd() {
 this.setState(({data}) => ({
 data: data.update(‘times', v => v + 1) })
});
}

2 . 与 Flux 搭配使用

由于 Flux 并没有限定 Store 中数据的类型，使用 Immutable 非常简单。

现在是实现一个类似带有添加和撤销功能的 Store：

import { Map, OrderedMap } from ‘immutable';
let todos = OrderedMap();
let history = []; // 普通数组，存放每次操作后产生的数据
let TodoStore = createStore({
 getAll() { return todos; }
});
Dispatcher.register(action => {
 if (action.actionType === ‘create') {
 let id = createGUID();
 history.push(todos); // 记录当前操作前的数据，便于撤销
 todos = todos.set(id, Map({
  id: id,
  complete: false,
  text: action.text.trim()
 }));
TodoStore.emitChange();
} else if (action.actionType === ‘undo') {
// 这里是撤销功能实现，
// 只需从 history 数组中取前一次 todos 即可
 if (history.length > 0) {
  todos = history.pop();
 }
 TodoStore.emitChange();
}
});

3 . 与 Redux 搭配使用

Redux 是目前流行的 Flux 衍生库。它简化了 Flux 中多个 Store 的概念，只有一个 Store，数据操作通过 Reducer 中实现；同时它提供更简洁和清晰的单向数据流（View -> Action -> Middleware -> Reducer），也更易于开发同构应用。目前已经在我们项目中大规模使用。

由于 Redux 中内置的 combineReducers 和 reducer 中的 initialState 都为原生的 Object 对象，所以不能和 Immutable 原生搭配使用。

幸运的是，Redux 并不排斥使用 Immutable，可以自己重写 combineReducers 或使用 redux-immutablejs 来提供支持。

上面我们提到 Cursor 可以方便检索和 update 层级比较深的数据，但因为 Redux 中已经有了 select 来做检索，Action 来更新数据，因此 Cursor 在这里就没有用武之地了。

总结

Immutable 可以给应用带来极大的性能提升，但是否使用还要看项目情况。由于侵入性较强，新项目引入比较容易，老项目迁移需要评估迁移。对于一些提供给外部使用的公共组件，最好不要把 Immutable 对象直接暴露在对外接口中。

如果 JS 原生 Immutable 类型会不会太美，被称为 React API 终结者的 Sebastian Markbåge 有一个这样的提案，能否通过现在还不确定。不过可以肯定的是 Immutable 会被越来越多的项目使用。

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