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Immutablejs优点及常用API介绍

2017年12月19日 Web开发 暂无评论 阅读 111 views 次

JavaScript 中的对象一般是可变的(Mutable),因为使用了引用赋值,新的对象简单的引用了原始对象,改变新的对象将影响到原始对象。如 foo={a: 1}; bar=foo; bar.a=2 你会发现此时 foo.a 也被改成了 2。虽然这样做可以节约内存,但当应用复杂后,这就造成了非常大的隐患,Mutable 带来的优点变得得不偿失。为了解决这个问题,一般的做法是使用 shallowCopy(浅拷贝)或 deepCopy(深拷贝)来避免被修改,但这样做造成了 CPU 和内存的浪费。

Immutable 可以很好地解决这些问题。

mmutable Data 就是一旦创建,就不能再被更改的数据。对 Immutable 对象的任何修改或添加删除操作都会返回一个新的 Immutable 对象。Immutable 实现的原理是 Persistent Data Structure(持久化数据结构),也就是使用旧数据创建新数据时,要保证旧数据同时可用且不变。同时为了避免 deepCopy 把所有节点都复制一遍带来的性能损耗,Immutable 使用了 Structural Sharing(结构共享),即如果对象树中一个节点发生变化,只修改这个节点和受它影响的父节点,其它节点则进行共享。请看下面动画:

Immutable 原理动画

1. Immutable 降低了 Mutable 带来的复杂度

可变(Mutable)数据耦合了 Time 和 Value 的概念,造成了数据很难被回溯。

比如下面一段代码:

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

在不查看 touchFn 的代码的情况下,因为不确定它对 data 做了什么,你是不可能知道会打印什么(这不是废话吗)。但如果 data是 Immutable 的呢,你可以很肯定的知道打印的是 value。

2. 节省内存

Immutable.js 使用了 Structure Sharing 会尽量复用内存,甚至以前使用的对象也可以再次被复用。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。

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?

5. 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。

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。

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

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) => { return !(this.props === nextProps || is(this.props, nextProps)) || !(this.state === nextState || is(this.state, nextState)); }

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:

react reconciliation

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。

原生js转换为immutableData

Immutable.fromJS([1,2]) // immutable的 list

Immutable.fromJS({a: 1}) // immutable的 map

从immutableData 回到 JavaScript 对象

immutableData.toJS()

判断两个immutable数据是否一致

Immutable.is(immutableA, immutableB)

判断是不是map或List

Immutable.Map.isMap(x)

Immutable.Map.isList(x)

对象合并(注意是同个类型)

immutableMaB = immutableMapA.merge(immutableMaC)

Map的增删查改


immutableData.get('a') // {a:1} 得到1。

immutableData.getIn(['a', 'b']) // {a:{b:2}} 得到2。访问深层次的key

增和改(注意不会改变原来的值,返回新的值)

immutableData.set('a', 2) // {a:1} 得到1。

immutableData.setIn(['a', 'b'], 3)

immutableData.update('a',function(x){return x+1})

immutableData.updateIn(['a', 'b'],function(x){return x+1})


immutableData.delete('a')

immutableData.deleteIn(['a', 'b'])

List的增删查改

如同Map,不过参数变为数字索引。

比如immutableList.set(1, 2)

其它便捷函数

如同underscore的方法,都有噢。

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