用 React+Redux+Immutable 作俄羅斯方塊

俄羅斯方塊是一直各種程序語言熱衷實現的經典遊戲，JavsScript的實現版本也有不少，用React 作好俄羅斯方塊則成了我一個目標。

戳 https://chvin.github.io/react-tetris 玩一玩！

開源地址：https://github.com/chvin/react-tetris

效果預覽

正常速度的錄製，體驗流暢。

響應式

不只指屏幕的自適應，而是在PC使用鍵盤、在手機使用手指的響應式操做：

數據持久化

玩單機遊戲最怕什麼？斷電。經過訂閱 store.subscribe，將state儲存在localStorage，精確記錄全部狀態。網頁關了刷新了、程序崩潰了、手機沒電了，從新打開鏈接，均可以繼續。

Redux 狀態預覽

Redux設計管理了全部應存的狀態，這是上面持久化的保證。

遊戲框架使用的是 React + Redux，其中再加入了 Immutable，用它的實例來作來Redux的state。（有關React和Redux的介紹能夠看：React入門實例、Redux中文文檔）

一、什麼是 Immutable？

Immutable 是一旦建立，就不能再被更改的數據。對 Immutable 對象的任何修改或添加刪除操做都會返回一個新的 Immutable 對象。

初識

讓咱們看下面一段代碼：

function keyLog(touchFn) {
  let data = { key: 'value' };
  f(data);
  console.log(data.key); // 猜猜會打印什麼？
}

不查看f，不知道它對 data 作了什麼，沒法確認會打印什麼。但若是 data 是 Immutable，你能夠肯定打印的是 value：

function keyLog(touchFn) {
  let data = Immutable.Map({ key: 'value' });
  f(data);
  console.log(data.get('key'));  // value
}

JavaScript 中的Object與Array等使用的是引用賦值，新的對象簡單的引用了原始對象，改變新也將影響舊的：

foo = {a: 1};  bar = foo;  bar.a = 2;
foo.a // 2

雖然這樣作能夠節約內存，但當應用複雜後，形成了狀態不可控，是很大的隱患，節約的內存優勢變得得不償失。

Immutable則不同，相應的：

foo = Immutable.Map({ a: 1 });  bar = foo.set('a', 2);
foo.get('a') // 1

簡潔

在Redux中，它的最優作法是每一個reducer都返回一個新的對象（數組），因此咱們經常會看到這樣的代碼：

// reducer
...
return [
   ...oldArr.slice(0, 3),
   newValue,
   ...oldArr.slice(4)
];

爲了返回新的對象（數組），不得不有上面奇怪的樣子，而在使用更深的數據結構時會變的更棘手。
讓咱們看看Immutable的作法：

// reducer
...
return oldArr.set(4, newValue);

是否是很簡潔？

關於 「===」

咱們知道對於Object與Array的===比較，是對引用地址的比較而不是「值比較」，如：

{a:1, b:2, c:3} === {a:1, b:2, c:3}; // false
[1, 2, [3, 4]] === [1, 2, [3, 4]]; // false

對於上面只能採用 deepCopy、deepCompare`來遍歷比較，不只麻煩且好性能。

咱們感覺來一下Immutable的作法！

map1 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
map2 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
Immutable.is(map1, map2); // true

// List1 = Immutable.List([1, 2, Immutable.List[3, 4]]);
List1 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
List2 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
Immutable.is(List1, List2); // true

彷佛有陣清風吹過。

React 作性能優化時有一個大招，就是使用 shouldComponentUpdate()，但它默認返回 true，即始終會執行 render() 方法，後面作 Virtual DOM 比較。

在使用原生屬性時，爲了得出shouldComponentUpdate正確的true or false，不得不用deepCopy、deepCompare來算出答案，消耗的性能很不划算。而在有了Immutable以後，使用上面的方法對深層結構的比較就變的易如反掌。

對於「俄羅斯方塊」，試想棋盤是一個二維數組，能夠移動的方塊則是形狀(也是二維數組)+座標。棋盤與方塊的疊加則組成了最後的結果Matrix。遊戲中上面的屬性都由Immutable構建，經過它的比較方法，能夠輕鬆寫好shouldComponentUpdate。源代碼：/src/components/matrix/index.js#L35

Immutable學習資料：

• Immutable.js

• Immutable 詳解及 React 中實踐

二、如何在Redux中使用Immutable

• 目標：將state -> Immutable化。

• 關鍵的庫：gajus/redux-immutable

將原來 Redux提供的combineReducers改由上面的庫提供：

// rootReduers.js
// import { combineReducers } from 'redux'; // 舊的方法
import { combineReducers } from 'redux-immutable'; // 新的方法

import prop1 from './prop1';
import prop2 from './prop2';
import prop3 from './prop3';

const rootReducer = combineReducers({
  prop1, prop2, prop3,
});


// store.js
// 建立store的方法和常規同樣
import { createStore } from 'redux';
import rootReducer from './reducers';

const store = createStore(rootReducer);
export default store;

經過新的combineReducers將把store對象轉化成Immutable，在container中使用時也會略有不一樣（但這正是咱們想要的）：

const mapStateToProps = (state) => ({
  prop1: state.get('prop1'),
  prop2: state.get('prop2'),
  prop3: state.get('prop3'),
  next: state.get('next'),
});
export default connect(mapStateToProps)(App);

三、Web Audio Api

遊戲裏有不少不一樣的音效，而實際上只引用了一個音效文件：/build/music.mp3。藉助Web Audio Api可以以毫秒級精確、高頻率的播放音效，這是<audio>標籤所作不到的。在遊戲進行中按住方向鍵移動方塊，即可以聽到高頻率的音效。

WAA 是一套全新的相對獨立的接口系統，對音頻文件擁有更高的處理權限以及更專業的內置音頻效果，是W3C的推薦接口，能專業處理「音速、音量、環境、音色可視化、高頻、音向」等需求，下圖介紹了WAA的使用流程。

其中Source表明一個音頻源，Destination表明最終的輸出，多個Source合成出了Destination。
源代碼：/src/unit/music.js 實現了ajax加載mp3，並轉爲WAA，控制播放的過程。

WAA 在各個瀏覽器的最新2個版本下的支持狀況（CanIUse）

能夠看到IE陣營與大部分安卓機不能使用，其餘ok。

Web Audio Api 學習資料：

• Web API 接口| MDN

• Getting Started with Web Audio API

四、遊戲在體驗上的優化

技術：

• 按下方向鍵水平移動和豎直移動的觸發頻率是不一樣的，遊戲能夠定義觸發頻率，代替原生的事件頻率，源代碼：/src/unit/event.js ；

• 左右移動能夠 delay 掉落的速度，但在撞牆移動的時候 delay 的稍小；在速度爲6級時 經過delay 會保證在一行內水平完整移動一次；

• 對按鈕同時註冊touchstart和mousedown事件，以供響應式遊戲。當touchstart發生時，不會觸發mousedown，而當mousedown發生時，因爲鼠標移開事件元素能夠不觸發mouseup，將同時監聽mouseout 模擬 mouseup`。源代碼：/src/components/keyboard/index.js；

• 監聽了 visibilitychange 事件，當頁面被隱藏切換的時候，遊戲將不會進行，切換回來將繼續，這個focus狀態也被寫進了Redux中。因此當用手機玩來電話時，遊戲進度將保存；PC開着遊戲幹別的也不會聽到gameover，這有點像 ios 應用的切換。

• 在任意時刻刷新網頁，（好比消除方塊時、遊戲結束時）也能還原當前狀態；

• 遊戲中惟一用到的圖片，其餘都是CSS；
  

• 遊戲兼容 Chrome、Firefox、IE9+、Edge等；

玩法：

• 能夠在遊戲未開始時制定初始的棋盤（十個級別）和速度（六個級別）；

• 一次消除1行得100分、2行得300分、3行得700分、4行得1500分；

• 方塊掉落速度會隨着消除的行數增長（每20行增長一個級別）；

五、開發中的經驗梳理

• 爲全部的component都編寫了shouldComponentUpdate，在手機上的性能相對有顯著的提高。中大型應用在遇到性能上的問題的時候，寫好shouldComponentUpdate 必定會幫你一把。

• 無狀態組件`（Stateless Functional Components）是沒有生命週期的。而由於上條因素，全部組件都須要生命週期 shouldComponentUpdate，因此未使用無狀態組件。

• 在 webpack.config.js 中的 devServer屬性寫入host: '0.0.0.0'`，能夠在開發時用ip訪問，不侷限在localhost；

• redux中的store並不是只能經過connect將方法傳遞給container，能夠跳出組件，在別的文件拿出來作流程控制(dispatch)，源代碼：/src/control/states.js；

• 用 react+redux 作持久化很是的方便，只要將redux狀態儲存，在每個reduers作初始化的時候讀取就好。

• 經過配置 .eslintrc.js 與 webpack.config.js ，項目中集成了 ESLint` 檢驗。使用 ESLint 可使編碼按規範編寫，有效地控制代碼質量。不符規範的代碼在開發時（或build時）都能經過IDE與控制檯發現錯誤。 參考：Airbnb: React使用規範；

六、總結

• 做爲一個 React 的練手應用，在實現的過程當中發現小小的「方塊」仍是有不少的細節能夠優化和打磨，這時就是考驗一名前端工程師的細心和功力的時候。

• 優化的方向既有 React 的自己，好比哪些狀態由 Redux存，哪些狀態給組件的state就好；而跳出框架又有產品的不少特色能夠玩，爲了達到你的需求，這些都將天然的推動技術的發展。

• 一個項目從零開始，功能一點一滴慢慢累積，就會蓋成高樓，不要畏難，有想法就敲起來吧。 ^_^