认识一下 Mobx

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本文作者:霜序(LuckyFBB)

前言

在之前的文章中,我们讲述了 React 的数据流管理,从 props → context → Redux,以及 Redux 相关的三方库 React-Redux。

那其实说到 React 的状态管理器,除了 Redux 之外,Mobx 也是应用较多的管理方案。Mobx 是一个响应式库,在某种程度上可以看作没有模版的 Vue,两者的原理差不多

先看一下 Mobx 的简单使用,线上示例

export class TodoList {
    @observable todos = [];

    @computed get getUndoCount() {
        return this.todos.filter((todo) => !todo.done).length;
    }
    @action add(task) {
        this.todos.push({ task, done: false });
    }
    @action delete(index) {
        this.todos.splice(index, 1);
    }
}

Mobx 借助于装饰器来实现,使得代码更加简洁。使用了可观察对象,Mobx 可以直接修改状态,不用像 Redux 那样写 actions/reducers。Redux 是遵循 setState 的流程,MobX就是干掉了 setState 的机制

通过响应式编程使得状态管理变得简单和可扩展。Mobx v5 版本利用 ES6 的proxy来追踪属性,以前的旧版本通过Object.defineProperty实现的。通过隐式订阅,自动追踪被监听的对象变化

Mobx 的执行流程,一张官网结合上述例子的图

认识一下 Mobx插图

MobX将应用变为响应式可归纳为下面三个步骤

  1. 定义状态并使其可观察

    使用observable对存储的数据结构成为可观察状态

  2. 创建视图以响应状态的变化

    使用observer来监听视图,如果用到的数据发生改变视图会自动更新

  3. 更改状态

    使用action来定义修改状态的方法

Mobx核心概念

observable

给数据对象添加可观察的功能,支持任何的数据结构

const todos = observable([{
    task: "Learn Mobx",
    done: false
}])

// 更多的采用装饰器的写法
class Store {
    @observable todos = [{
        task: "Learn Mobx",
        done: false
    }]
}

computed

在 Redux 中,我们需要计算已经 completeTodo 和 unCompleteTodo,我们可以采用:在 mapStateToProps 中,通过 allTodos 过滤出对应的值,线上示例

const mapStateToProps = (state) => {
    const { visibilityFilter } = state;
    const todos = getTodosByVisibilityFilter(state, visibilityFilter);
    return { todos };
};

在 Mobx 中可以定义相关数据发生变化时自动更新的值,通过@computed调用getter/setter函数进行变更

一旦 todos 的发生改变,getUndoCount 就会自动计算

export class TodoList {
    @observable todos = [];

    @computed get getUndo() {
        return this.todos.filter((todo) => !todo.done)
    }

    @computed get getCompleteTodo() {
        return this.todos.filter((todo) => todo.done)
    }
}

action

动作是任何用来修改状态的东西。MobX 中的 action 不像 redux 中是必需的,把一些修改 state 的操作都规范使用 action 做标注。

在 MobX 中可以随意更改todos.push({ title:'coding', done: false }),state 也是可以有作用的,但是这样杂乱无章不好定位是哪里触发了 state 的变化,建议在任何更新observable或者有副作用的函数上使用 actions。

在严格模式useStrict(true)下,强制使用 action

// 非action使用


// action使用


class TodoList {
    @action add(task) {
        this.todos.push({ task, done: false });
    }
}

Reactions

计算值 computed 是自动响应状态变化的值。反应是自动响应状态变化的副作用,反应可以确保相关状态变化时指定的副作用执行。

  1. autorun

    autorun负责运行所提供的sideEffect并追踪在sideEffect运行期间访问过的observable的状态

    接受一个函数sideEffect,当这个函数中依赖的可观察属性发生变化的时候,autorun里面的函数就会被触发。除此之外,autorun里面的函数在第一次会立即执行一次。

    autorun(() => {
        console.log("Current name : " + this.props.myName.name);
    });
    
    // 追踪函数外的间接引用不会生效
    const name = this.props.myName.name;
    autorun(() => {
        console.log("Current name : " + name);
    });
    
  2. reaction

    reactionautorun的变种,在如何追踪observable方面给予了更细粒度的控制。 它接收两个函数,第一个是追踪并返回数据,该数据用作第二个函数,也就是副作用的输入。

    autorun 会立即执行一次,但是 reaction 不会

    reaction(
        () => this.props.todoList.getUndoCount,
        (data) => {
            console.log("Current count : ", data);
        }
    );
    

observer

使用 Redux 时,我们会引入 React-Redux 的 connect 函数,使得我们的组件能够通过 props 获取到 store 中的数据

在 Mobx 中也是一样的道理,我们需要引入 observer 将组件变为响应式组件

包裹 React 组件的高阶组件,在组件的 render 函数中任何使用的observable发生变化时,组件都会调用 render 重新渲染,更新 UI

⚠️ 不要放在顶层 Page,如果一个 state 改变,整个 Page 都会 render,所以 observer 尽量去包裹小组件,组件越小重新渲染的变化就越小

@observer
export default class TodoListView extends Component {
    render() {
        const { todoList } = this.props;
        return (
            
{todoList.todos.map((todo, index) => ( todoList.delete(index)} /> ))}
); } }

Mobx原理实现

前文中提到 Mobx 实现响应式数据,采用了Object.defineProperty或者Proxy

上面讲述到使用 autorun 会在第一次执行并且依赖的属性变化时也会执行。

const user = observable({ name: "FBB", age: 24 })
autorun(() => {
    console.log(user.name)
})

当我们使用 observable 创建了一个可观察对象user,autorun 就会去监听user.name是否发生了改变。等于user.name被 autorun 监控了,一旦有任何变化就要去通知它

user.name.watchers.push(watch)
// 一旦user的数据发生了改变就要去通知观察者
user.name.watchers.forEach(watch => watch())

认识一下 Mobx插图1

observable

装饰器一般接受三个参数: 目标对象、属性、属性描述符

通过上面的分析,通过 observable 创建的对象都是可观察的,也就是创建对象的每个属性都需要被观察

每一个被观察对象都需要有自己的订阅方法数组

const counter = observable({ count: 0 })
const user = observable({ name: "FBB", age: 20 })
autorun(function func1() {
    console.log(${user.name} and ${counter.count})
})
autorun(function func2() {
    console.log(user.name)
})

对于上述代码来说,counter.count 的 watchers 只有 func1,user.name 的 watchers 则有 func1/func2

实现一下观察者类 Watcher,借助 shortid 来区分不同的观察者实例

class Watcher {
    id: string
    value: any;
    constructor(v: any, property: string) {
        this.id = ob_${property}_${shortid()};
        this.value = v;
    }
    // 调用get时,收集所有观察者
    collect() {
        dependenceManager.collect(this.id);
        return this.value;
    }
    // 调用set时,通知所有观察者
    notify(v: any) {
        this.value = v;
        dependenceManager.notify(this.id);
    }
}

实现一个简单的装饰器,需要拦截我们属性的 get/set 方法,并且使用 Object.defineProperty 进行深度拦截

export function observable(target: any, name: any, descriptor: { initializer: () => any; }) {
    const v = descriptor.initializer();
    createDeepWatcher(v)
    const watcher = new Watcher(v, name);
    return {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function () {
            return watcher.collect();
        },
        set: function (v: any) {
            return watcher.notify(v);
        }
    };
};

function createDeepWatcher(target: any) {
    if (typeof target === "object") {
        for (let property in target) {
            if (target.hasOwnProperty(property)) {
                const watcher = new Watcher(target[property], property);
                Object.defineProperty(target, property, {
                    get() {
                        return watcher.collect();
                    },
                    set(value) {
                        return watcher.notify(value);
                    }
                });
                createDeepWatcher(target[property])
            }
        }
    }
}

在上面 Watcher 类中的get/set中调用了 dependenceManager 的方法还未写完。在调用属性的get方法时,会将函数收集到当前 id 的 watchers 中,调用属性的set方法则是去通知所有的 watchers,触发对应收集函数

那这这里其实我们还需要借助一个类,也就是依赖收集类DependenceManager,马上就会实现

autorun

前面说到 autorun 会立即执行一次,并且会将函数收集起来,存储到对应的observable.id的 watchers 中。autorun 实现了收集依赖,执行对应函数。再执行对应函数的时候,会调用到对应observable对象的get方法,来收集依赖

export default function autorun(handler) {
    dependenceManager.beginCollect(handler)
    handler()
    dependenceManager.endCollect()
}

实现DependenceManager类:

  • beginCollect: 标识开始收集依赖,将依赖函数存到一个类全局变量中
  • collect(id): 调用get方法时,将依赖函数放到存入到对应 id 的依赖数组中
  • notify: 当执行set的时候,根据 id 来执行数组中的函数依赖
  • endCollect: 清除刚开始的函数依赖,以便于下一次收集
class DependenceManager {
    _store: any = {}
    static Dep: any;
    beginCollect(handler: () => void) {
        DependenceManager.Dep = handler
    }
    collect(id: string) {
        if (DependenceManager.Dep) {
            this._store[id] = this._store[id] || {}
            this._store[id].watchers = this._store[id].watchers || []
            if (!this._store[id].watchers.includes(DependenceManager.Dep))
                this._store[id].watchers.push(DependenceManager.Dep);
        }
    }
    notify(id: string) {
        const store = this._store[id];
        if (store && store.watchers) {
            store.watchers.forEach((watch: () => void) => {
                watch.call(this);
            })
        }
    }
    endCollect() {
        DependenceManager.Dep = null
    }
}

一个简单的 Mobx 框架都搭建好了~

computed

computed 的三个特点:

  • computed 方法是一个 get 方法
  • computed 会根据依赖的属性重新计算值
  • 依赖 computed 的函数也会被重新执行

发现 computed 的实现大致和 observable 相似,从以上特点可以推断出 computed 需要两次收集依赖,一次是收集 computed 所依赖的属性,一次是依赖 computed 的函数

首先定义一个 computed 方法,是一个装饰器

export function computed(target: any, name: any, descriptor: any) {
    const getter = descriptor.get; // get 函数
    const _computed = new ComputedWatcher(target, getter);

    return {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get: function () {
            _computed.target = this
            return _computed.get();
        }
    };
}

实现 ComputedWatcher 类,和 Watcher 类差不多。在执行 get 方法的时候,我们和之前一样,去收集一下依赖 computed 的函数,丰富 get 方法

class ComputedWatcher {
    // 标识是否绑定过recomputed依赖,只需要绑定一次
    hasBindAutoReCompute: boolean | undefined;
    value: any;
    // 绑定recompute 和 内部涉及到的观察值的关系
    _bindAutoReCompute() {
        if (!this.hasBindAutoReCompute) {
            this.hasBindAutoReCompute = true;
            dependenceManager.beginCollect(this._reComputed, this);
            this._reComputed();
            dependenceManager.endCollect();
        }
    }
    // 依赖属性变化时调用的函数
    _reComputed() {
        this.value = this.getter.call(this.target);
        dependenceManager.notify(this.id);
    }
    // 提供给外部调用时收集依赖使用
    get() {
        this._bindAutoReCompute()
        dependenceManager.collect(this.id);
        return this.value
    }
}

observer

observer 相对实现会简单一点,其实是利用 React 的 render 函数对依赖进行收集,我们采用在 componnetDidMount 中调用 autorun 方法

export function observer(target: any) {
    const componentDidMount = target.prototype.componentDidMount;
    target.prototype.componentDidMount = function () {
        componentDidMount && componentDidMount.call(this);
        autorun(() => {
            this.render();
            this.forceUpdate();
        });
    };
}

至此一个简单的 Mobx 就实现了,线上代码地址

文章中使用的 Object.defineProperty 实现,Proxy 实现差不多,线上代码地址

Mobx vs Redux

  1. 数据流

    Mobx 和 Redux 都是单向数据流,都通过 action 触发全局 state 更新,再通知视图

    Redux 的数据流

    认识一下 Mobx插图2

    Mobx 的数据流

    认识一下 Mobx插图3

  2. 修改数据的方式

    • 他们修改状态的方式是不同的,Redux 每一次都返回了新的 state。Mobx 每次修改的都是同一个状态对象,基于响应式原理,get时收集依赖,set时通知所有的依赖
    • 当 state 发生改变时,Redux 会通知所有使用 connect 包裹的组件;Mobx 由于收集了每个属性的依赖,能够精准通知
    • 当我们使用 Redux 来修改数据时采用的是 reducer 函数,函数式编程思想;Mobx 使用的则是面向对象代理的方式
  3. Store 的区别

    • Redux 是单一数据源,采用集中管理的模式,并且数据均是普通的 JavaScript 对象。state 数据可读不可写,只有通过 reducer 来改变
    • Mobx 是多数据源模式,并且数据是经过observable包裹的 JavaScript 对象。state 既可读又可写,在非严格模式下,action 不是必须的,可以直接赋值

一些补充

observable 使用函数式写法

在采用的 proxy 写法中,可以劫持到一个对象,将对象存在 weakMap 中,每次触发对应事件去获取相关信息
认识一下 Mobx插图4

Proxy 监听 Map/Set

认识一下 Mobx插图5

总结

本文从 Mobx 的简单示例开始,讲述了一下 Mobx 的执行流程,引入了对应的核心概念,然后从零开始实现了一个简版的 Mobx,最后将 Mobx 和 Redux 做了一个简单的对比

参考链接

文章来源于互联网:认识一下 Mobx

THE END
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