前端状态管理入门

学习脉络：了解历史，了解Flux，了解Redux、Vuex，了解基于hooks的状态管理方案。

历史

前端的发展历程可以追溯到最早的静态HTML页面，那时任何微小的改动都需要整个页面的重绘。随后，iframe和XMLHttpRequest（XHR）的出现让开发者能够实现异步局部加载，进一步丰富了网页的动态性。然后，jQuery成为了一个里程碑，它提供了一套简单易用的API来操纵DOM和实现Ajax操作。

进入到框架时代，Angular、React和Vue等前端框架成为主流。这一时代的两大特点是组件化 和数据驱动。组件化意味着将用户界面拆分为多个可重用和独立的小块，而数据驱动则意味着所有的界面渲染都是由底层数据模型控制的。

对于这两个特点，一方面，组件化让我们面临一个问题：在复杂应用中，不同组件如何进行有效的通信？ 另一方面，数据驱动方式提出了另一个问题：如何高效地管理多个组件依赖的公共数据？

这个时候就有聪明的Facebook攻城狮提出了Flux架构思想，打开了前端状态管理的大门。

Flux

Flux 是一种架构思想，专门解决软件的结构问题。它跟MVC 架构是同一类东西，但是更加简单和清晰。

flux四部分（View Action Dispatcher Store)

Flux将一个应用分成四部分：

View 视图层

Action 动作 （视图层发来的消息）

Dispacher 派发器（用来接收

Store 数据层（存储应用状态

单向流动

Flux最大特点是数据单向流动，举个「点击按钮数字+1」的例子：

用户点击按钮 （View发出用户的Action

Action 将时间传递给Dispacher

Dispacher改变Store里的状态（Store里计数器的值+1

Store状态改变出发View渲染（视图上的计数器+1

Flux 是前端状态管理的基础架构模式，而 Redux、Vuex 等库可以被视为 Flux 思想的具体实现和优化。这些库采用了 Flux 的核心概念，并加入了各自独特的特性和优化，以提供更高效、可扩展的状态管理解决方案。

Redux

三大原则(单一、只读、纯函数）

1. 单一数据源（一个Redux应用只有一个Store），也是单向的数据流；
2. state只读（state只可整体替换，不可直接修改）；
3. 使用纯函数（Reducer）来修改state。

Redux代码示例

// index.js
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import { createStore } from 'redux';
import { Provider, connect } from 'react-redux';

// reducer.js
const initialState = { count: 0 };
const reducer = (state = initialState, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      return { count: state.count + 1 };
    default:
      return state;
  }
};

const store = createStore(reducer);

// App.js
const App = ({ count, dispatch }) => (
  <div>
    <p>Count: {count}</p>
    <button onClick={() => dispatch({ type: 'INCREMENT' })}>Increment</button>
  </div>
);

const mapStateToProps = (state) => ({
  count: state.count,
});

const ConnectedApp = connect(mapStateToProps)(App);

ReactDOM.render(
  <Provider store={store}>
    <ConnectedApp />
  </Provider>,
  document.getElementById('root')
);

纯函数

纯函数有以下特点：

• 相同的输入总是返回相同的输出。
• 不产生副作用。
• 不依赖于外部状态。

纯函数示例

// 纯函数，接受一个参数，返回一个新的对象，原参数没有被改变
function addOneToEachElement(arr) {
  return arr.map(element => element + 1);
}
// 非纯函数，改变了输入参数
function addOneToEachElementImpure(arr) {
  for(let i = 0; i < arr.length; i++) {
    arr[i] += 1;
  }
  return arr;
}
// 非纯函数，使用了系统 I/O
function readFileAndDoSomething(filename) {
  const data = fs.readFileSync(filename);  // 假设 fs 是文件系统模块
  // do something with data
}
// 非纯函数，使用了 Math.random()
function getRandomNumber() {
  return Math.random();
}

在Redux中，reducer 必须是纯函数，主要有以下几个原因：

1. 确保可预测性：纯函数的输出完全取决于输入，不会有副作用，从而使得State的变化可预测。
2. 确保可测试性：纯函数更容易测试，因为给定相同的输入，输出总是相同的。
3. 确保可维护性：纯函数由于没有副作用，更容易维护和理解。
4. 时间回溯：纯函数使得开发者工具能实现时间旅行等高级功能，这些功能能帮助你更好地调试应用。

举个简单例子 假设我们有一个简单的计数器应用，其中的reducer可能是这样的（纯函数）：

function counterReducer(state = { count: 0 }, action) {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      return { count: state.count + 1 };
    case 'DECREMENT':
      return { count: state.count - 1 };
    default:
      return state;
  }
}

如果我们使用非纯函数，可能会是这样：

function nonPureCounterReducer(state = { count: 0 }, action) {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      state.count = state.count + 1; // 直接修改了state
      return state;
    case 'DECREMENT':
      state.count = state.count - 1; // 直接修改了state
      return state;
    default:
      return state;
  }
}

在这个非纯函数nonPureCounterReducer的例子中，我们直接修改了传入的state。这会导致以下问题：

1. 这样的reducer可能会引起组件无法正确重新渲染，因为React 的 PureComponent / React.memo 是浅比较，它们可能不会意识到 state 已经改变。
2. 当你尝试回溯或者查看历史state时，你会发现所有的历史state都是相同的，因为他们都是对同一个对象的引用。

使用非纯函数会让你的应用变得难以维护和调试，因此建议总是使用纯函数作为你的 reducer。

React-Redux

React-Redux 是一个专为 React 设计的库，旨在简化 Redux 在 React 中的使用。它并没有改变 Redux 的基础原理，如单一状态树、Action 和 Reducer，而是提供了一系列 React 组件和 Hooks，让你能更轻松地在 React 应用中实现状态管理。

通过使用 React-Redux 提供的 Provider 组件和 connect 高阶组件或者新引入的 Hooks（useSelector 和 useDispatch 等），可以避免编写大量样板代码，同时也可以更方便地将 Redux store 的状态和 dispatch 方法传递给 React 组件。

Vuex（单一、mutation、action）

三大原则

1. 应用层级的状态应该集中到单个 Store 对象中。
2. 提交 mutation 是更改状态的唯一方法，并且这个过程是同步的。
3. 异步逻辑都应该封装到 action 里面。

// 导入 Vue 和 Vuex
import Vue from 'vue';
import Vuex from 'vuex';

// 使用 Vuex
Vue.use(Vuex);

// 创建一个新的 store 实例
const store = new Vuex.Store({
  state: {
    count: 0
  },
  mutations: {
    increment(state) {
      state.count++;
    }
  },
  actions: {
    incrementAsync({ commit }) {
      setTimeout(() => {
        commit('increment');
      }, 1000);
    }
  }
});

// 创建一个新的 Vue 实例
new Vue({
  el: '#app',
  store,
  computed: {
    count() {
      return this.$store.state.count;
    }
  },
  methods: {
    incrementAsync() {
      this.$store.dispatch('incrementAsync');
    }
  },
  template: `
    <div>
      <p>{{ count }}</p>
      <button @click="incrementAsync">Increment After 1 Second</button>
    </div>
  `
});

Vuex与Redux的区别

二者核心区别在于响应式 。Vuex有getter/setter，知道组件何时重新渲染，所以Vuex可以直接修改State内容，而React需要替换整个State。

Hooks时代的react状态管理

使用React原生的Hooks（如useState、useReducer等）或者基于Hooks的库（如zustand、hox等）通常更加简洁和直观。这些方案通常没有Redux和Vuex那样的"仪式感"，例如不需要定义action types、actions和reducers，因此对新手更友好。

常见的方案有unstated-next、hox、zustand等，详见EllieSummer大佬的文章：React hooks 状态管理方案

总结

参考：

阮一峰-flux架构入门

我所理解的前端状态管理

前端状态管理

阮一峰 redux入门

从零实现redux

vuex与redux的区别

React hooks 状态管理方案

fe-tool.com/awesome-rea...