Immutable的認識

       Facebook 工程師 Lee Byron 花費 3 年時間打造，與 React 同期出現，但沒有被默認放到 React 工具集裏（React 提供了簡化的 Helper）。它內部實現了一套完整的 Persistent Data Structure，還有不少易用的數據類型。像 Collection、List、Map、Set、Record、Seq。有很是全面的map、filter、groupBy、reduce``find函數式操做方法。同時 API 也儘可能與 Object 或 Array 相似。

      其中有 3 種最重要的數據結構說明一下：（Java 程序員應該最熟悉了）

• Map：鍵值對集合，對應於 Object，ES6 也有專門的 Map 對象
• List：有序可重複的列表，對應於 Array
• Set：無序且不可重複的列表

seamless-immutable

    與 Immutable.js 學院派的風格不一樣，seamless-immutable 並無實現完整的 Persistent Data Structure，而是使用 Object.defineProperty（所以只能在 IE9 及以上使用）擴展了 JavaScript 的 Array 和 Object 對象來實現，只支持 Array 和 Object 兩種數據類型，API 基於與 Array 和 Object 操持不變。代碼庫很是小，壓縮後下載只有 2K。而 Immutable.js 壓縮後下載有 16K。

下面上代碼來感覺一下二者的不一樣：

// 原來的寫法
let foo = {a: {b: 1}};
let bar = foo;
bar.a.b = 2;
console.log(foo.a.b);  // 打印 2
console.log(foo === bar);  //  打印 true

// 使用 immutable.js 後
import Immutable from 'immutable';
foo = Immutable.fromJS({a: {b: 1}});
bar = foo.setIn(['a', 'b'], 2);   // 使用 setIn 賦值
console.log(foo.getIn(['a', 'b']));  // 使用 getIn 取值，打印 1
console.log(foo === bar);  //  打印 false

// 使用  seamless-immutable.js 後
import SImmutable from 'seamless-immutable';
foo = SImmutable({a: {b: 1}})
bar = foo.merge({a: { b: 2}})   // 使用 merge 賦值
console.log(foo.a.b);  // 像原生 Object 同樣取值，打印 1
console.log(foo === bar);  //  打印 false

 

IMMUTABLE 優勢

1. Immutable 下降了 Mutable 帶來的複雜度

    可變（Mutable）數據耦合了 Time 和 Value 的概念，形成了數據很難被回溯。

好比下面一段代碼：

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

       在不查看 touchFn 的代碼的狀況下，由於不肯定它對 data 作了什麼，你是不可能知道會打印什麼（這不是廢話嗎）。但若是 data 是 Immutable 的呢，你能夠很確定的知道打印的是 value。

2. 節省內存

   Immutable.js 使用了 Structure Sharing 會盡可能複用內存，甚至之前使用的對象也能夠再次被複用。沒有被引用的對象會被垃圾回收。

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 共享了沒有變化的 filter 節點。

3. Undo/Redo，Copy/Paste，甚至時間旅行這些功能作起來小菜一碟

      由於每次數據都是不同的，只要把這些數據放到一個數組裏儲存起來，想回退到哪裏就拿出對應數據便可，很容易開發出撤銷重作這種功能。

後面我會提供 Flux 作 Undo 的示例。

4. 併發安全

     傳統的併發很是難作，由於要處理各類數據不一致問題，所以『聰明人』發明了各類鎖來解決。但使用了 Immutable 以後，數據天生是不可變的，併發鎖就不須要了。

     然而如今並沒什麼卵用，由於 JavaScript 仍是單線程運行的啊。但將來可能會加入，提早解決將來的問題不也挺好嗎？

5. 擁抱函數式編程

    Immutable 自己就是函數式編程中的概念，純函數式編程比面向對象更適用於前端開發。由於只要輸入一致，輸出必然一致，這樣開發的組件更易於調試和組裝。

    像 ClojureScript，Elm 等函數式編程語言中的數據類型天生都是 Immutable 的，這也是爲何 ClojureScript 基於 React 的框架 --- Om 性能比 React 還要好的緣由。

IMMUTABLE 缺點

1. 須要學習新的 API

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2. 增長了資源文件大小

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3. 容易與原生對象混淆

    這點是咱們使用 Immutable.js 過程當中遇到最大的問題。寫代碼要作思惟上的轉變。

    雖然 Immutable.js 儘可能嘗試把 API 設計的原生對象相似，有的時候仍是很難區別究竟是 Immutable 對象仍是原生對象，容易混淆操做。

    Immutable 中的 Map 和 List 雖對應原生 Object 和 Array，但操做很是不一樣，好比你要用 map.get('key')而不是 map.key，array.get(0) 而不是 array[0]。另外               Immutable 每次修改都會返回新對象，也很容易忘記賦值。

    當使用外部庫的時候，通常須要使用原生對象，也很容易忘記轉換。

    下面給出一些辦法來避免相似問題發生：

1. 使用 Flow 或 TypeScript 這類有靜態類型檢查的工具
2. 約定變量命名規則：如全部 Immutable 類型對象以 $$ 開頭。
3. 使用 Immutable.fromJS 而不是 Immutable.Map 或 Immutable.List 來建立對象，這樣能夠避免 Immutable 和原生對象間的混用。

更多認識

Immutable.is

     兩個 immutable 對象可使用 === 來比較，這樣是直接比較內存地址，性能最好。但即便兩個對象的值是同樣的，也會返回 false：

let map1 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
let map2 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
map1 === map2;             // false

    爲了直接比較對象的值，immutable.js 提供了 Immutable.is 來作『值比較』，結果以下：

Immutable.is(map1, map2);  // true

  Immutable.is 比較的是兩個對象的 hashCode 或 valueOf（對於 JavaScript 對象）。因爲 immutable 內部使用了 Trie 數據結構來存儲，只要兩個對象的 hashCode 相等，值就是同樣的。這樣的算法避免了深度遍歷比較，性能很是好。

後面會使用 Immutable.is 來減小 React 重複渲染，提升性能。

另外，還有 mori、cortex 等，由於相似就再也不介紹。

與 Object.freeze、const 區別

  Object.freeze 和 ES6 中新加入的 const 均可以達到防止對象被篡改的功能，但它們是 shallowCopy 的。對象層級一深就要特殊處理了。

Cursor 的概念

      這個 Cursor 和數據庫中的遊標是徹底不一樣的概念。

     因爲 Immutable 數據通常嵌套很是深，爲了便於訪問深層數據，Cursor 提供了能夠直接訪問這個深層數據的引用。

import Immutable from 'immutable';
import Cursor from 'immutable/contrib/cursor';

let data = Immutable.fromJS({ a: { b: { c: 1 } } });
// 讓 cursor 指向 { c: 1 }
let cursor = Cursor.from(data, ['a', 'b'], newData => {
  // 當 cursor 或其子 cursor 執行 update 時調用
  console.log(newData);
});

cursor.get('c'); // 1
cursor = cursor.update('c', x => x + 1);
cursor.get('c'); // 2

實踐

與 React 搭配使用，Pure Render

        熟悉 React 的都知道，React 作性能優化時有一個避免重複渲染的大招，就是使用 shouldComponentUpdate()，但它默認返回 true，即始終會執行 render() 方法，而後作 Virtual DOM 比較，並得出是否須要作真實 DOM 更新，這裏每每會帶來不少無必要的渲染併成爲性能瓶頸。

固然咱們也能夠在 shouldComponentUpdate() 中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 來避免無必要的 render()，但 deepCopy 和 deepCompare 通常都是很是耗性能的。

        Immutable 則提供了簡潔高效的判斷數據是否變化的方法，只需 === 和 is 比較就能知道是否須要執行 render()，而這個操做幾乎 0 成本，因此能夠極大提升性能。修改後的 shouldComponentUpdate 是這樣的：

注意：React 中規定 state 和 props 只能是一個普通對象，因此比較時要比較對象的 key

import { is } from 'immutable';

shouldComponentUpdate: (nextProps = {}, nextState = {}) => {
  const thisProps = this.props || {}, thisState = this.state || {};

  if (Object.keys(thisProps).length !== Object.keys(nextProps).length ||
      Object.keys(thisState).length !== Object.keys(nextState).length) {
    return true;
  }

  for (const key in nextProps) {
    if (!is(thisProps[key], nextProps[key])) {
      return true;
    }
  }

  for (const key in nextState) {
    if (thisState[key] !== nextState[key] || !is(thisState[key], nextState[key])) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

與 Redux 搭配使用

      Redux 是目前流行的 Flux 衍生庫。它簡化了 Flux 中多個 Store 的概念，只有一個 Store，數據操做經過 Reducer 中實現；同時它提供更簡潔和清晰的單向數據流（View -> Action -> Middleware -> Reducer），也更易於開發同構應用。目前已經在咱們項目中大規模使用。

因爲 Redux 中內置的 combineReducers 和 reducer 中的 initialState 都爲原生的 Object 對象，因此不能和 Immutable 原生搭配使用。

幸運的是，Redux 並不排斥使用 Immutable，能夠本身重寫 combineReducers 或使用 redux-immutablejs 來提供支持。

上面咱們提到 Cursor 能夠方便檢索和 update 層級比較深的數據，但由於 Redux 中已經有了 select 來作檢索，Action 來更新數據，所以 Cursor 在這裏就沒有用武之地了。

總結

       Immutable 能夠給應用帶來極大的性能提高，可是否使用還要看項目狀況。因爲侵入性較強，新項目引入比較容易，老項目遷移須要評估遷移。對於一些提供給外部使用的公共組件，最好不要把 Immutable 對象直接暴露在對外接口中。

若是 JS 原生 Immutable 類型會不會太美，被稱爲 React API 終結者的 Sebastian Markbåge 有一個這樣的提案，可否經過如今還不肯定。不過能夠確定的是 Immutable 會被愈來愈多的項目使用。