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這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Immutable.js的示例分析,小編覺得挺實(shí)用的,因此分享給大家做個(gè)參考,希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。
JavaScript 中的對(duì)象一般是可變的(Mutable),因?yàn)槭褂昧艘觅x值,新的對(duì)象簡單的引用了原始對(duì)象,改變新的對(duì)象將影響到原始對(duì)象。如 foo={a: 1}; bar=foo; bar.a=2
你會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí) foo.a 也被改成了 2。雖然這樣做可以節(jié)約內(nèi)存,但當(dāng)應(yīng)用復(fù)雜后,這就造成了非常大的隱患,Mutable 帶來的優(yōu)點(diǎn)變得得不償失。為了解決這個(gè)問題,一般的做法是使用 shallowCopy(淺拷貝)或 deepCopy(深拷貝)來避免被修改,但這樣做造成了 CPU 和內(nèi)存的浪費(fèi)。
Immutable 可以很好地解決這些問題。
什么是 Immutable Data
Immutable Data 就是一旦創(chuàng)建,就不能再被更改的數(shù)據(jù)。對(duì) Immutable 對(duì)象的任何修改或添加刪除操作都會(huì)返回一個(gè)新的 Immutable 對(duì)象。Immutable 實(shí)現(xiàn)的原理是 Persistent Data Structure(持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)),也就是使用舊數(shù)據(jù)創(chuàng)建新數(shù)據(jù)時(shí),要保證舊數(shù)據(jù)同時(shí)可用且不變。同時(shí)為了避免 deepCopy 把所有節(jié)點(diǎn)都復(fù)制一遍帶來的性能損耗,Immutable 使用了 Structural Sharing(結(jié)構(gòu)共享),即如果對(duì)象樹中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化,只修改這個(gè)節(jié)點(diǎn)和受它影響的父節(jié)點(diǎn),其它節(jié)點(diǎn)則進(jìn)行共享。請(qǐng)看下面動(dòng)畫:
擦,費(fèi)了好大勁做了個(gè) Gif 動(dòng)畫,竟然被強(qiáng)制轉(zhuǎn)成了靜態(tài)圖,請(qǐng)移步 http://img.alicdn.com/tps/i2/TB1zzi_KXXXXXctXFXXbrb8OVXX-613-575.gif 觀看
目前流行的 Immutable 庫有兩個(gè):
1.immutable.js
Facebook 工程師 Lee Byron 花費(fèi) 3 年時(shí)間打造,與 React 同期出現(xiàn),但沒有被默認(rèn)放到 React 工具集里(React 提供了簡化的 Helper)。它內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一套完整的 Persistent Data Structure,還有很多易用的數(shù)據(jù)類型。像 Collection、List、Map、Set、Record、Seq。有非常全面的map、filter、groupBy、reduce``find函數(shù)式操作方法。同時(shí) API 也盡量與 Object 或 Array 類似。
其中有 3 種最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明一下:(Java 程序員應(yīng)該最熟悉了)
Map:鍵值對(duì)集合,對(duì)應(yīng)于 Object,ES6 也有專門的 Map 對(duì)象
List:有序可重復(fù)的列表,對(duì)應(yīng)于 Array
Set:無序且不可重復(fù)的列表
2.seamless-immutable
與 Immutable.js 學(xué)院派的風(fēng)格不同,seamless-immutable
并沒有實(shí)現(xiàn)完整的 Persistent Data Structure,而是使用 Object.defineProperty(因此只能在 IE9 及以上使用)擴(kuò)展了 JavaScript 的 Array 和 Object 對(duì)象來實(shí)現(xiàn),只支持 Array 和 Object 兩種數(shù)據(jù)類型,API 基于與 Array 和 Object 操持不變。代碼庫非常小,壓縮后下載只有 2K。而 Immutable.js 壓縮后下載有 16K。
下面上代碼來感受一下兩者的不同:
// 原來的寫法 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(chǎn)', ‘b'], 2); // 使用 setIn 賦值 console.log(foo.getIn([‘a(chǎn)', ‘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 賦值 console.log(foo.a.b); // 像原生 Object 一樣取值,打印 1 console.log(foo === bar); // 打印 false
Immutable 優(yōu)點(diǎn)
1 . Immutable 降低了 Mutable 帶來的復(fù)雜度
可變(Mutable)數(shù)據(jù)耦合了 Time 和 Value 的概念,造成了數(shù)據(jù)很難被回溯。
比如下面一段代碼:
function touchAndLog(touchFn) { let data = { key: ‘value' }; touchFn(data); console.log(data.key); // 猜猜會(huì)打印什么? }
在不查看 touchFn 的代碼的情況下,因?yàn)椴淮_定它對(duì) data 做了什么,你是不可能知道會(huì)打印什么(這不是廢話嗎)。但如果 data 是 Immutable 的呢,你可以很肯定的知道打印的是 value。
2 . 節(jié)省內(nèi)存
Immutable.js 使用了 Structure Sharing 會(huì)盡量復(fù)用內(nèi)存。沒有被引用的對(duì)象會(huì)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 共享了沒有變化的 `filter` 節(jié)點(diǎn)。
3 . Undo/Redo,Copy/Paste,甚至?xí)r間旅行這些功能做起來小菜一碟
因?yàn)槊看螖?shù)據(jù)都是不一樣的,只要把這些數(shù)據(jù)放到一個(gè)數(shù)組里儲(chǔ)存起來,想回退到哪里就拿出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)即可,很容易開發(fā)出撤銷重做這種功能。
后面我會(huì)提供 Flux 做 Undo 的示例。
4 . 并發(fā)安全
傳統(tǒng)的并發(fā)非常難做,因?yàn)橐幚砀鞣N數(shù)據(jù)不一致問題,因此『聰明人』發(fā)明了各種鎖來解決。但使用了 Immutable 之后,數(shù)據(jù)天生是不可變的,并發(fā)鎖就不需要了。
然而現(xiàn)在并沒什么卵用,因?yàn)?JavaScript 還是單線程運(yùn)行的啊。但未來可能會(huì)加入,提前解決未來的問題不也挺好嗎?
擁抱函數(shù)式編程
Immutable 本身就是函數(shù)式編程中的概念,純函數(shù)式編程比面向?qū)ο蟾m用于前端開發(fā)。因?yàn)橹灰斎胍恢拢敵霰厝灰恢?,這樣開發(fā)的組件更易于調(diào)試和組裝。
像 ClojureScript,Elm 等函數(shù)式編程語言中的數(shù)據(jù)類型天生都是 Immutable 的,這也是為什么 ClojureScript 基于 React 的框架 — Om 性能比 React 還要好的原因。
使用 Immutable 的缺點(diǎn)
需要學(xué)習(xí)新的 API
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增加了資源文件大小
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容易與原生對(duì)象混淆
這點(diǎn)是我們使用 Immutable.js 過程中遇到最大的問題。寫代碼要做思維上的轉(zhuǎn)變。
雖然 Immutable.js 盡量嘗試把 API 設(shè)計(jì)的原生對(duì)象類似,有的時(shí)候還是很難區(qū)別到底是 Immutable 對(duì)象還是原生對(duì)象,容易混淆操作。
Immutable 中的 Map 和 List 雖對(duì)應(yīng)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 每次修改都會(huì)返回新對(duì)象,也很容易忘記賦值。
當(dāng)使用外部庫的時(shí)候,一般需要使用原生對(duì)象,也很容易忘記轉(zhuǎn)換。
下面給出一些辦法來避免類似問題發(fā)生:
使用 Flow 或 TypeScript 這類有靜態(tài)類型檢查的工具
約定變量命名規(guī)則:如所有 Immutable 類型對(duì)象以 $$ 開頭。
使用 Immutable.fromJS 而不是 Immutable.Map 或 Immutable.List 來創(chuàng)建對(duì)象,這樣可以避免 Immutable 和原生對(duì)象間的混用。
更多認(rèn)識(shí)
1 . Immutable.is
兩個(gè) immutable 對(duì)象可以使用 === 來比較,這樣是直接比較內(nèi)存地址,性能最好。但即使兩個(gè)對(duì)象的值是一樣的,也會(huì)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
為了直接比較對(duì)象的值,immutable.js 提供了 Immutable.is 來做『值比較』,結(jié)果如下:
Immutable.is(map1, map2); // true
Immutable.is 比較的是兩個(gè)對(duì)象的 hashCode 或 valueOf(對(duì)于 JavaScript 對(duì)象)。由于 immutable 內(nèi)部使用了 Trie 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ),只要兩個(gè)對(duì)象的 hashCode 相等,值就是一樣的。這樣的算法避免了深度遍歷比較,性能非常好。
后面會(huì)使用 Immutable.is 來減少 React 重復(fù)渲染,提高性能。
另外,還有 mori、cortex 等,因?yàn)轭愃凭筒辉俳榻B。
2 . 與 Object.freeze、const 區(qū)別
Object.freeze 和 ES6 中新加入的 const 都可以達(dá)到防止對(duì)象被篡改的功能,但它們是 shallowCopy 的。對(duì)象層級(jí)一深就要特殊處理了。
3 . Cursor 的概念
這個(gè) Cursor 和數(shù)據(jù)庫中的游標(biāo)是完全不同的概念。
由于 Immutable 數(shù)據(jù)一般嵌套非常深,為了便于訪問深層數(shù)據(jù),Cursor 提供了可以直接訪問這個(gè)深層數(shù)據(jù)的引用。
import Immutable from ‘immutable'; import Cursor from ‘immutable/contrib/cursor'; let data = Immutable.fromJS({ a: { b: { c: 1 } } }); // 讓 cursor 指向 { c: 1 } let cursor = Cursor.from(data, [‘a(chǎn)', ‘b'], newData => { // 當(dāng) cursor 或其子 cursor 執(zhí)行 update 時(shí)調(diào)用 console.log(newData); }); cursor.get(‘c'); // 1 cursor = cursor.update(‘c', x => x + 1); cursor.get(‘c'); // 2
實(shí)踐
與 React 搭配使用,Pure Render
熟悉 React 的都知道,React 做性能優(yōu)化時(shí)有一個(gè)避免重復(fù)渲染的大招,就是使用 shouldComponentUpdate(),但它默認(rèn)返回 true,即始終會(huì)執(zhí)行 render() 方法,然后做 Virtual DOM 比較,并得出是否需要做真實(shí) DOM 更新,這里往往會(huì)帶來很多無必要的渲染并成為性能瓶頸。
當(dāng)然我們也可以在 shouldComponentUpdate()
中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 來避免無必要的 render(),但 deepCopy 和 deepCompare 一般都是非常耗性能的。
Immutable 則提供了簡潔高效的判斷數(shù)據(jù)是否變化的方法,只需 === 和 is 比較就能知道是否需要執(zhí)行 render(),而這個(gè)操作幾乎 0 成本,所以可以極大提高性能。修改后的 shouldComponentUpdate
是這樣的:
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,如下圖,當(dāng)紅色節(jié)點(diǎn)的 state 變化后,不會(huì)再渲染樹中的所有節(jié)點(diǎn),而是只渲染圖中綠色的部分:
你也可以借助 React.addons.PureRenderMixin
或支持 class 語法的pure-render-decorator
來實(shí)現(xiàn)。
setState 的一個(gè)技巧
React 建議把 this.state 當(dāng)作 Immutable 的,因此修改前需要做一個(gè) deepCopy,顯得麻煩:
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,下面打印的結(jié)果會(huì)是已經(jīng)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) }); // 這時(shí)的 times 并不會(huì)改變 console.log(this.state.data.get(‘times')); }
上面的 `handleAdd` 可以簡寫成:
handleAdd() { this.setState(({data}) => ({ data: data.update(‘times', v => v + 1) }) }); }
2 . 與 Flux 搭配使用
由于 Flux 并沒有限定 Store 中數(shù)據(jù)的類型,使用 Immutable 非常簡單。
現(xiàn)在是實(shí)現(xiàn)一個(gè)類似帶有添加和撤銷功能的 Store:
import { Map, OrderedMap } from ‘immutable'; let todos = OrderedMap(); let history = []; // 普通數(shù)組,存放每次操作后產(chǎn)生的數(shù)據(jù) let TodoStore = createStore({ getAll() { return todos; } }); Dispatcher.register(action => { if (action.actionType === ‘create') { let id = createGUID(); history.push(todos); // 記錄當(dāng)前操作前的數(shù)據(jù),便于撤銷 todos = todos.set(id, Map({ id: id, complete: false, text: action.text.trim() })); TodoStore.emitChange(); } else if (action.actionType === ‘undo') { // 這里是撤銷功能實(shí)現(xiàn), // 只需從 history 數(shù)組中取前一次 todos 即可 if (history.length > 0) { todos = history.pop(); } TodoStore.emitChange(); } });
3 . 與 Redux 搭配使用
Redux 是目前流行的 Flux 衍生庫。它簡化了 Flux 中多個(gè) Store 的概念,只有一個(gè) Store,數(shù)據(jù)操作通過 Reducer 中實(shí)現(xiàn);同時(shí)它提供更簡潔和清晰的單向數(shù)據(jù)流(View -> Action -> Middleware -> Reducer),也更易于開發(fā)同構(gòu)應(yīng)用。目前已經(jīng)在我們項(xiàng)目中大規(guī)模使用。
由于 Redux 中內(nèi)置的 combineReducers 和 reducer 中的 initialState 都為原生的 Object 對(duì)象,所以不能和 Immutable 原生搭配使用。
幸運(yùn)的是,Redux 并不排斥使用 Immutable,可以自己重寫 combineReducers 或使用 redux-immutablejs 來提供支持。
上面我們提到 Cursor 可以方便檢索和 update 層級(jí)比較深的數(shù)據(jù),但因?yàn)?Redux 中已經(jīng)有了 select 來做檢索,Action 來更新數(shù)據(jù),因此 Cursor 在這里就沒有用武之地了。
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