我目前正在开发React JS和React Native框架。在半路上,当我读到Facebook的Flux和Redux实现时,我遇到了Immutability或Immutable-JS库。

问题是,为什么不变性如此重要?改变对象有什么错?这不是让事情变得简单了吗?

举个例子,让我们考虑一个简单的新闻阅读器应用程序,它的打开屏幕是一个新闻标题的列表视图。

如果我设置一个带有值的对象数组,一开始我不能操作它。这就是不可变原理,对吧?(如果我说错了请指正。) 但是,如果我有一个新的News对象需要更新怎么办?通常情况下,我可以将对象添加到数组中。 在这种情况下我该如何实现呢?删除存储并重新创建它? 向数组中添加对象难道不是一种成本较低的操作吗?


当前回答

我已经为可变(或不可变)状态创建了一个框架不可知的开源(MIT)库,它可以取代所有那些不可变的存储,如库(redux, vuex等…)

对我来说,不可变状态是丑陋的,因为有太多的工作要做(很多简单的读/写操作),代码可读性较差,大数据集的性能不能接受(整个组件重新渲染:/)。

对于深度状态观察者,我只能用点表示法更新一个节点并使用通配符。我还可以创建状态的历史记录(撤销/重做/时间旅行),只保留那些已经改变的具体值{path:value} =较少的内存使用。

使用深度状态观测器,我可以对事情进行微调,并对组件行为进行粒度控制,因此性能可以大幅提高。代码可读性更强,重构也更容易——只需要搜索和替换路径字符串(不需要更改代码/逻辑)。

其他回答

问题是,为什么不变性如此重要?改变对象有什么错?这不是让事情变得简单了吗?

事实上,情况恰恰相反:至少从长远来看,可变性会让事情变得更复杂。是的,它使你的初始编码更容易,因为你可以在任何你想要的地方修改东西,但当你的程序变大时,它就变成了一个问题——如果一个值改变了,是什么改变了它?

当你让所有东西都是不可变的,这意味着数据不能再被意外改变了。你肯定知道,如果你把一个值传递给一个函数,它就不能在那个函数中被改变。

简单地说:如果你使用不可变的值,它会让你的代码变得非常容易:每个人都有一个唯一的数据副本,所以它不会破坏它,破坏你代码的其他部分。想象一下,这使得在多线程环境中工作变得多么容易!

注1:不变性有潜在的性能成本,这取决于你在做什么,但像Immutable.js这样的东西会尽其所能优化。

注2:在你不确定的情况下,Immutable.js和ES6的const意味着非常不同的东西。

通常情况下,我可以将对象添加到数组中。在这种情况下我该如何实现呢?删除商店并重新创建它?向数组中添加对象难道不是一种成本较低的操作吗?PS:如果这个例子不是解释不变性的正确方式,请让我知道什么是正确的实际例子。

是的,你的新闻例子非常好,你的推理也非常正确:你不能只是修改现有的列表,所以你需要创建一个新的列表:

var originalItems = Immutable.List.of(1, 2, 3);
var newItems = originalItems.push(4, 5, 6);

我最近也在研究同样的话题。我会尽我最大的努力回答你的问题,并尝试分享我到目前为止学到的东西。

问题是,为什么不变性如此重要?有什么问题 变异的对象?这不是让事情变得简单了吗?

基本上可以归结为这样一个事实:不可变性增加了可预测性、性能(间接地),并允许突变跟踪。

可预测性

突变隐藏了更改,而更改会产生(意想不到的)副作用,从而导致严重的bug。当您强制执行不可变性时,您可以保持应用程序架构和心理模型的简单性,这使您更容易对应用程序进行推理。

性能

尽管向不可变对象添加值意味着需要创建一个新实例,其中需要复制现有值,并且需要向新对象添加新值,这会消耗内存,但不可变对象可以利用结构共享来减少内存开销。

所有更新都返回新值,但内部结构共享给 大幅度减少内存使用(和GC抖动)。这意味着如果 你附加到一个有1000个元素的向量,它实际上并不创建 一个新的向量,长度为1001个元素。最有可能的是,内部只有几个 分配小对象。

你可以在这里阅读更多相关内容。

突变跟踪

除了减少内存使用外,不可变性还允许您通过使用引用和值相等来优化应用程序。这使得查看是否有任何更改非常容易。例如,react组件的状态变化。您可以使用shouldComponentUpdate通过比较状态对象来检查状态是否相同,并防止不必要的呈现。 你可以在这里阅读更多相关内容。

额外的资源:

不变之道 不可变数据结构和JavaScript JavaScript中的不可变性

如果我在初始值中设置一个对象数组。我不能 对它进行操作。这就是不可变原理,对吧?(正确的 如果我错了,请告诉我)。但是,如果我有一个新的News对象 被更新吗?通常情况下,我可以将对象添加到 数组中。在这种情况下我该如何实现呢?删除商店并重新创建它? 向数组中添加对象难道不是一种成本较低的操作吗?

是的,这是正确的。如果你对如何在你的应用程序中实现这一点感到困惑,我建议你看看redux是如何做到这一点的,以熟悉核心概念,它对我有很大帮助。

我喜欢使用Redux作为例子,因为它包含了不变性。它有一个单一的不可变的状态树(称为存储),其中所有的状态变化都是通过分派操作来显式的,这些操作由reducer处理,reducer接受前一个状态和所述操作(一次一个)并返回应用程序的下一个状态。你可以在这里阅读更多关于它的核心原则。

在egghead上有一门很好的redux课程。redux的作者Dan Abramov解释了这些原则如下(我修改了一些代码以更好地适应场景):

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

// Reducer.
const news = (state=[], action) => {
  switch(action.type) {
    case 'ADD_NEWS_ITEM': {
      return [ ...state, action.newsItem ];
    }
    default: {
        return state;
    }
  }
};

// Store.
const createStore = (reducer) => {
  let state;
  let listeners = [];

  const subscribe = (listener) => {
    listeners.push(listener);

    return () => {
      listeners = listeners.filter(cb => cb !== listener);
    };
  };

  const getState = () => state;

  const dispatch = (action) => {
    state = reducer(state, action);
    listeners.forEach( cb => cb() );
  };

  dispatch({});

  return { subscribe, getState, dispatch };
};

// Initialize store with reducer.
const store = createStore(news);

// Component.
const News = React.createClass({
  onAddNewsItem() {
    const { newsTitle } = this.refs;

    store.dispatch({
      type: 'ADD_NEWS_ITEM',
      newsItem: { title: newsTitle.value }
    });
  },

  render() {
    const { news } = this.props;

    return (
      <div>
        <input ref="newsTitle" />
        <button onClick={ this.onAddNewsItem }>add</button>
        <ul>
          { news.map( ({ title }) => <li>{ title }</li>) }
        </ul>
      </div>
    );
  }
});

// Handler that will execute when the store dispatches.
const render = () => {
  ReactDOM.render(
    <News news={ store.getState() } />,
    document.getElementById('news')
  );
};

// Entry point.
store.subscribe(render);
render();

此外,这些视频进一步详细演示了如何实现不变性:

数组 对象

Javascript中不可变的另一个好处是减少了时间耦合,这对设计有很大的好处。考虑一个具有两个方法的对象的接口:

class Foo {

      baz() {
          // .... 
      }

      bar() {
          // ....
      }

}

const f = new Foo();

可能需要调用baz()来使对象处于有效状态,从而调用bar()才能正确工作。但你是怎么知道的?

f.baz();
f.bar(); // this is ok

f.bar();
f.baz(); // this blows up

要弄清楚这一点,您需要仔细检查类的内部结构,因为从检查公共接口中无法立即看出这一点。这个问题可能会在具有大量可变状态和类的大型代码库中爆发。

如果Foo是不可变的,那么这就不再是一个问题。假设我们可以以任何顺序调用baz或bar是安全的,因为类的内部状态不能改变。

不变性的主要优点是简单。

替换对象比修改现有对象简单。

它让你专注于一个地方的正确性。而不是每一个可能发生变化的地方。

如果你的对象处于无效状态,它更容易修复,因为错误必须发生在你创建它的时候(因为它是不可变的)

我认为支持不可变对象的主要原因是保持对象的状态有效。

假设我们有一个叫arr的物体。当所有项都是相同的字母时,该节点有效。

// this function will change the letter in all the array
function fillWithZ(arr) {
    for (var i = 0; i < arr.length; ++i) {
        if (i === 4) // rare condition
            return arr; // some error here

        arr[i] = "Z";
    }

    return arr;
}

console.log(fillWithZ(["A","A","A"])) // ok, valid state
console.log(fillWithZ(["A","A","A","A","A","A"])) // bad, invalid state

如果arr成为一个不可变对象,那么我们将确保arr始终处于有效状态。