Immutable总结|原理篇

这篇文章不要按 API 清单来背。先用上面的 Mind Map 建立全局结构，再通过交互 DEMO 观察正常路径和边界路径如何改变状态；阅读正文时重点核对每一步的输入、负责执行的参与者、产生的中间状态以及最终可观察结果。遇到版本敏感结论，要把“历史实现”“当前行为”和“工程兼容策略”分开说明；遇到性能或架构取舍，则用实际指标、失败现象和验证手段支撑判断。

版本校准： 原理文章中的代码代表特定实现与写作时间。应用到当前项目时，应先确认浏览器、框架或工具的主版本，再区分稳定的规范语义、可变化的内部实现和项目自身约束。

# 一、前言

从问题说起：熟悉 React 组件生命周期的话都知道：调用 setState 方法总是会触发 render 方法从而进行 vdom re-render 相关逻辑，哪怕实际上你没有更改到 Component.state

this.state = {count: 0}
this.setState({count: 0});// 组件 state 并未被改变，但仍会触发 render 方法 

• 为了避免这种性能上的浪费，React 提供了一个 shouldComponentUpdate 来控制触发 vdom re-render 逻辑的条件。于是 PureRenderMixin 作为一种优化技巧被使用。它仅仅是浅比较对象，深层次的数据结构根本不管用

js中的Immutable Data

在javascript中我们可以通过deep clone来模拟Immutable Data，就是每次对数据进行操作，新对数据进行deep clone出一个新数据

• deep clone
• 当然你或许意识到了，这样非常的慢

'use strict';  
var cloneDeep = require('lodash.clonedeep');

var data = {  
    id: 'data',
    author: {
        name: 'mdemo',
        github: 'https://github.com/demohi'
    }
};

var data1 = cloneDeep(data);

console.log('equal:', data1===data); //false

data1.id = 'data1';  
data1.author.name = 'demohi';

console.log(data.id);// data  
console.log(data1.id);// data1

console.log(data.author.name);//mdemo  
console.log(data1.author.name);//demohi  

这时候 immutableJS 就派得上用场了

var map1 = Immutable.fromJS({a:1, b:1, c:{b:{c:{d:{e:7}}}}});
var map2 = Immutable.fromJS({a:1, b:1, c:{b:{c:{d:{e:7}}}}});
Immutable.is(map1, map2);  // true

• 遍历对象不再用for-in，可以这样:

Immutable.fromJS({a:1, b:2, c:3}).map(function(value, key) { /* do some thing */});

# 二、什么是 Immutable Data

• Immutable 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。

打印immutableJS看看有什么东西

一个说明不可变的例子

// 原生对象
let a1 = {
    b: 1,
    c: {
        c1: 123
    }
};

let b1 = a1;
b1.b = 2;

console.log(a1.b, b1.b); // 2, 2
console.log(a1 === b1); // true
console.log(a1.c === b1.c); // true

// immutable.js 的Map
let a2 = Immutable.fromJS({
    b: 1,
    c: {
        c1: 123
    }
});

let b2 = a2.set('b', 2);

// 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
console.log(a2.get('b'), b2.get('b')); // 1, 2  对象 a2 的 b 值并没有变成2。
console.log(a2 === b2); //  false

//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。
console.log(a2.get('c') === b2.get('c')); //true

# 三、为什么要在React.js中使用Immutable

• 它是一个完全独立的库，无论基于什么框架都可以用它。意义在于它弥补了Javascript 没有不可变数据结构的问题
• 由于是不可变的，可以放心的对对象进行任意操作。在React开发中，频繁操作state对象或是store，配合immutableJS快、安全、方便

• 熟悉React.js的都应该知道，React.js是一个UI = f(states)的框架，为了解决更新的问题，React.js使用了virtual dom，virtual dom通过diff修改dom，来实现高效的dom更新。
• 但是有一个问题。当state更新时，如果数据没变，你也会去做virtual dom的diff，这就产生了浪费。这种情况其实很常见

• 当然你可能会说，你可以使用PureRenderMixin来解决呀，PureRenderMixin是个好东西，我们可以用它来解决一部分的上述问题
• 但PureRenderMixin只是简单的浅比较，不使用于多层比较。那怎么办？自己去做复杂比较的话，性能又会非常差

• 方案就是使用immutable.js可以解决这个问题。因为每一次state更新只要有数据改变，那么PureRenderMixin可以立刻判断出数据改变，可以大大提升性能

Immutable 优点

• 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

• 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

• 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。

• 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。

• 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。

Immutable 缺点

• 需要学习新的 API
• 增加了资源文件大小
• 容易与原生对象混淆

# 四、Immutable 的几种数据类型

• List: 有序索引集，类似JavaScript中的Array。
• Map: 无序索引集，类似JavaScript中的Object。
• OrderedMap: 有序的Map，根据数据的set()进行排序。
• Set: 没有重复值的集合。
• OrderedSet: 有序的Set，根据数据的add进行排序。
• Stack: 有序集合，支持使用unshift（）和shift（）添加和删除。
• Range(): 返回一个Seq.Indexed类型的集合，这个方法有三个参数，start表示开始值，默认值为0，end表示结束值，默认为无穷大，step代表每次增大的数值，默认为1.如果start = end,则返回空集合。
• Repeat(): 返回一个vSeq.Indexe类型的集合，这个方法有两个参数，value代表需要重复的值，times代表要重复的次数，默认为无穷大。
• Record: 一个用于生成Record实例的类。类似于JavaScript的Object，但是只接收特定字符串为key，具有默认值。
• Seq: 序列，但是可能不能由具体的数据结构支持。
• Collection: 是构建所有数据结构的基类，不可以直接构建

上面那么多常用的也就是 List和Map

# 五、几个重要的API

1、fromJS()

• fromJS() 是最最最常用的将原生JS数据转换为ImmutableJS数据的转换方法。使用方式类似于 JSON.parse()，接收两个参数：json 数据和 reviver 函数
• 在不传递reviver函数的情况下，默认将原生JS的Array转为List，Object转为Map