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聊聊Vuex与Pinia在设计与实现上的区别

青灯夜游
发布: 2022-12-07 18:24:37
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聊聊Vuex与Pinia在设计与实现上的区别

在进行前端项目开发时,状态管理始终是一个绕不开的话题,Vue 与 React 框架本身提供了一部分能力去解决这个问题。但是在开发大型应用时往往有其他考虑,比如需要更规范更完善的操作日志、集成在开发者工具中的时间旅行能力、服务端渲染等。本文以 Vue 框架为例,介绍 Vuex 与 Pinia 这两种状态管理工具在设计与实现上的区别。

Vue 状态管理


首先,先介绍一下 Vue 框架自身提供的状态管理的方式。【相关推荐:vuejs视频教程web前端开发

Vue 组件内主要涉及到状态、动作和视图三个组成部分。

在选项式 API 中通过 data 方法返回一个状态对象,通过 methods 方法设置修改状态的动作。

如果使用组合式 API + setup 语法糖,则是通过 reactive 方法生成状态,而动作只需要当做普通函数或者箭头函数进行定义即可。

选项式 API:

<script>
export default {
  data() {  // 状态 state
    return {
      count: 0
    }
  },
  methods() { // 动作 action
    increment() {
      this.count++
    }
  }
}
</script>
// 视图 view
<template> {{ count }} </template>
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组合式 API + setup 语法糖:

<script setup>
import { reactive } from &#39;Vue&#39;
// 状态 state
const state = reactive({
  count: 0
})
// 动作 action
const increment = () => {
  state.count++
}
</script>
// 视图 view
<template> {{ state.count }} </template>
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image.png

视图由状态生成,操作可以修改状态。

如果可以将页面的某一部分单独抽离成与外界解耦的状态、视图、动作组成的独立个体,那么 Vue 提供的组件内的状态管理方式已经足够了。

但是开发中经常会遇到这两种情况:

  • 多个页面组件依赖于相同的状态。
  • 在多个页面组件内的不同交互行为需要修改同一个状态。

比如我们要做一个主题定制功能,需要在项目入口处获取接口中的颜色参数,然后在整个项目的很多页面都要使用到这个数据。

一种方法是使用 CSS 变量,在页面的最顶层的 root 元素上定义一些 CSS 变量,在 Sass 中使用 var() 初始化一个 Sass 变量,所有页面都引用这个变量即可。在项目入口处获取接口数据,需要手动去修改 root 元素上的 css 变量。

在 Vue 中,框架提供了一种 v-bind 的方式去编写 css,我们可以考虑将所有颜色配置存放在一个统一的 store 里面。

遇到这两种情况,通常我们会通过组件间通信的方式解决,比如:

  • 对于相邻的父子组件:props/emit
    • defineProps({})
    • defineEmits([&#39;change&#39;, &#39;...&#39;])
  • 对于多层级嵌套:provide/inject
    • provide(name: string | symbol, value: any)
    • inject(name: string | symbol, defaultValue: any)

1、如果是相邻的父子组件之间通信,可以通过 props+emit 的方式,父组件通过子组件的 props 传入数据,在子组件内部通过 emit 方法触发父组件的一些方法。

image.png

2、如果不是直接相邻,而是中间相隔很多层的嵌套关系,那么可以使用 provide+inject 的方式,高层级的组件抛出状态和动作,低层级的组件接收使用数据和触发动作。

image.png

如果目标的两个组件并不在同一条组件链上,一种可能的解决方法是「状态提升」。

可以把共同的状态存储在二者的最小公共祖先组件上,然后再通过上述两种方式进行通信。

  • 前者:公共祖先组件存储状态,通过 props 逐级传递响应式状态以及其关联的操作到子组件。
  • 后者:公共祖先作为提供方,多个后代组件作为注入方获取数据以及操作数据。

后者编写代码更简洁,更不容易出错。

这样已经能够解决大多数场景的问题了,那么在框架之外的状态管理工具,到底能提供哪些与众不同的能力?

Vuex 与 Pinia 核心思想与用法


Flux 架构

Flux 是 Facebook 在构建大型 Web 应用程序时为了解决数据一致性问题而设计出的一种架构,它是一种描述状态管理的设计模式。绝大多数前端领域的状态管理工具都遵循这种架构,或者以它为参考原型。

Flux 架构主要有四个组成部分:

  • ? store:状态数据的存储管理中心,可以有多个,可以接受 action 做出响应。
  • ? view:视图,根据 store 中的数据渲染生成页面,与 store 之间存在发布订阅关系。
  • ? action:一种描述动作行为的数据对象,通常会包含动作类型 type 和需要传递的参数 payload 等属性。
  • ? dispatcher:调度器,接收 action 并分发至 store。

image.png

整个数据流动关系为:

1、view 视图中的交互行为会创建 action,交由 dispatcher 调度器。

2、dispatcher 接收到 action 后会分发至对应的 store。

3、store 接收到 action 后做出响应动作,并触发 change 事件,通知与其关联的 view 重新渲染内容。

这就是 Flux 架构最核心的特点:单向数据流

与传统的 MVC 架构相比,单向数据流也带来了一个好处:可预测性

所有对于状态的修改都需要经过 dispatcher 派发的 action 来触发的,每一个 action 都是一个单独的数据对象实体,可序列化,操作记录可追踪,更易于调试。

Vuex 与 Pinia 大体上沿用 Flux 的思想,并针对 Vue 框架单独进行了一些设计上的优化。

Vuex

image.png

  • ? state:整个应用的状态管理单例,等效于 Vue 组件中的 data,对应了 Flux 架构中的 store。
  • ? getter:可以由 state 中的数据派生而成,等效于 Vue 组件中的计算属性。它会自动收集依赖,以实现计算属性的缓存。
  • ? mutation:类似于事件,包含一个类型名和对应的回调函数,在回调函数中可以对 state 中的数据进行同步修改。
    • Vuex 不允许直接调用该函数,而是需要通过 store.commit 方法提交一个操作,并将参数传入回调函数。
    • commit 的参数也可以是一个数据对象,正如 Flux 架构中的 action 对象一样,它包含了类型名 type 和负载 payload
    • 这里要求 mutation 中回调函数的操作一定是同步的,这是因为同步的、可序列化的操作步骤能保证生成唯一的日志记录,才能使得 devtools 能够实现对状态的追踪,实现 time-travel。
  • ? action:action 内部的操作不受限制,可以进行任意的异步操作。我们需要通过 dispatch 方法来触发 action 操作,同样的,参数包含了类型名 type 和负载 payload
    • action 的操作本质上已经脱离了 Vuex 本身,假如将它剥离出来,仅仅在用户(开发者)代码中调用 commit 来提交 mutation 也能达到一样的效果。
  • ? module:store 的分割,每个 module 都具有独立的 state、getter、mutation 和 action。
    • 可以使用 module.registerModule 动态注册模块。
    • 支持模块相互嵌套,可以通过设置命名空间来进行数据和操作隔离。

Vuex 中创建 store

import { createStore } from &#39;Vuex&#39;
export default createStore({
  state: () => {
    return { count: 0 }
  },
  mutations: {
    increment(state, num = 1) {
      state.count += num;
    }
  },
  getters: {
    double(state) {
      return state.count * 2;
    }
  },
  actions: {
    plus(context) {
      context.commit(&#39;increment&#39;);
    },
    plusAsync(context) {
      setTimeout(() => { context.commit(&#39;increment&#39;, 2); }, 2000)
    }
  }
})
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与 Vue 选项式 API 的写法类似,我们可以直接定义 store 中的 state、mutations、getters、actions。

其中 mutations、getters 中定义的方法的第一个参数是 state,在 mutation 中可以直接对 state 同步地进行修改,也可以在调用时传入额外的参数。

actions 中定义的方法第一个参数是 context,它与 store 具有相同的方法,比如 commit、dispatch 等等。

Vuex 在组件内使用

通过 state、getters 获取数据,通过 commit、dispatch 方法触发操作。

<script setup>
import { useStore as useVuexStore } from &#39;Vuex&#39;;
const vuex = useVuexStore();
</script>

<template>
  <div>
    <div> count: {{ vuex.state.count }} </div>

    <button @click="() => {
      vuex.dispatch(&#39;plus&#39;)
    }">点击这里加1</button>

    <button @click="() => {
      vuex.dispatch(&#39;plusAsync&#39;)
    }">异步2s后增加2</button>

    <div> double: {{ vuex.getters.double }}</div>
  </div>
</template>
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Pinia

保留:

  • ? state:store 的核心,与 Vue 中的 data 一致,可以直接对其中的数据进行读写。
  • ? getters:与 Vue 中的计算属性相同,支持缓存。
  • ? actions:操作不受限制,可以创建异步任务,可以直接被调用,不再需要 commit、dispatch 等方法。

舍弃:

  • ? mutation:Pinia 并非完全抛弃了 mutation,而是将对 state 中单个数据进行修改的操作封装为一个 mutation,但不对外开放接口。可以在 devtools 中观察到 mutation。
  • ? module:Pinia 通过在创建 store 时指定 name 来区分不同的 store,不再需要 module。

Pinia 创建 store

import { defineStore } from &#39;Pinia&#39;
export const useStore = defineStore(&#39;main&#39;, {
  state: () => {
    return {
      count: 0
    }
  },
  getters: {
    double: (state) => {
      return state.count * 2;
    }
  },
  actions: {
    increment() {
      this.count++;
    },
    asyncIncrement(num = 1) {
      setTimeout(() => {
        this.count += num;
      }, 2000);
    }
  }
})
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Pinia 组件内使用

可直接读写 state,直接调用 action 方法。

<script setup>
import { useStore as usePiniaStore } from &#39;../setup/Pinia&#39;;
const Pinia = usePiniaStore();
</script>

<template>
  <div>
    <div> count: {{ Pinia.count }}</div>
    <button @click="() => {
       Pinia.count++;
    }">直接修改 count</button>

    <button @click="() => {
      Pinia.increment();
    }">调用 action</button>

    <button @click="() => {
      Pinia.asyncIncrement();
    }">调用异步 action</button>
    <div> double: {{ Pinia.double }}</div>
  </div>
</template>
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1、对 state 中每一个数据进行修改,都会触发对应的 mutation。

2、使用 action 对 state 进行修改与在 Pinia 外部直接修改 state 的效果相同的,但是会缺少对 action 行为的记录,如果在多个不同页面大量进行这样的操作,那么项目的可维护性就会很差,调试起来也很麻烦。

Pinia 更加灵活,它把这种选择权交给开发者,如果你重视可维护性与调试更方便,那就老老实实编写 action 进行调用。

如果只是想简单的实现响应式的统一入口,那么也可以直接修改状态,这种情况下只会生成 mutation 的记录。

Pinia action

Pinia 中的 action 提供了订阅功能,可以通过 store.$onAction() 方法来设置某一个 action 方法的调用前、调用后、出错时的钩子函数。

Pinia.$onAction(({
  name, // action 名称
  store,
  args, // action 参数
  after,
  onError
}) => {
  // action 调用前钩子

  after((result) => {
    // action 调用后钩子
  })
  onError((error) => {
    // 出错时钩子,捕获到 action 内部抛出的 error
  })
})
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一些实现细节


Vuex 中的 commit 方法

commit (_type, _payload, _options) {
// 格式化输入参数
// commit 支持 (type, paload),也支持对象风格 ({ type: &#39;&#39;, ...})
  const {
    type,
    payload,
    options
  } = unifyObjectStyle(_type, _payload, _options)

  const mutation = { type, payload }
  const entry = this._mutations[type]
  this._withCommit(() => {
    entry.forEach(function commitIterator (handler) {
      handler(payload)
    })
  })
  this._subscribers
    .slice()
    .forEach(sub => sub(mutation, this.state))
}
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在使用 commit 时,可以直接传入参数 type 和 payload,也可以直接传入一个包含 type 以及其他属性的 option 对象。

Vuex 在 commit 方法内会先对这两种参数进行格式化。

Vuex 中的 dispatch 方法

dispatch (_type, _payload) {
  const {
    type,
    payload
  } = unifyObjectStyle(_type, _payload)

  const action = { type, payload }
  const entry = this._actions[type]
// try sub.before 调用前钩子
  try {
    this._actionSubscribers
      .slice()
      .filter(sub => sub.before)
      .forEach(sub => sub.before(action, this.state))
  } catch (e) {
// ……
  }
// 调用 action,对于可能存在的异步请求使用 promiseAll 方式调用
  const result = entry.length > 1
    ? Promise.all(entry.map(handler => handler(payload)))
    : entry[0](payload)

  return new Promise((resolve, reject) => {
    result.then(res => {
      // …… try sub.after 调用后钩子
      resolve(res)
    }, error => {
      // …… try sub.error 调用出错钩子
      reject(error)
    })
  })
}
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从这两个方法的实现中也可以看出 mutations、actions 的内部实现方式。

所有的 mutations 放在同一个对象内部,以名称作为 key,每次 commit 都会获取到对应的值并执行操作。

actions 操作与 mutations 类似,但是增加了一个辅助的数据 actionSubscribers,用于触发 action 调用前、调用后、出错时的钩子函数。

辅助函数 mapXXX

在 Vuex 中,每次操作都要通过 this.$store.dispatch()/commit()

如果想要批量将 store 中的 state、getters、mutations、actions 等映射到组件内部,可以使用对应的 mapXXX 辅助函数。

export default {
  computed: {
    ...mapState([]),
    ...mapGetters([])
  },
  methods: {
    ...mapMutations([&#39;increment&#39;]), // 将 this.increment 映射到 this.$store.commit(&#39;increment&#39;)
    ...mapActions({
      add: &#39;incremnet&#39;  // 传入对象类型,实现重命名的映射关系
    })
  }
}
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在 Pinia + 组合式 API 下,通过 useStore 获取到 store 后,可以直接读写数据和调用方法,不再需要辅助函数。

状态管理工具的优势


  • devtools 支持

    • 记录每一次的修改操作,以时间线形式展示。
    • 支持 time-travel,可以回退操作。
    • 可以在不刷新页面的情况下实现对 store 内部数据的修改。
  • Pinia 与 Vuex 相比
    • 接口更简单,代码更简洁:
      • 舍弃了 mutation,减少了很多不必要的代码。
      • 可以直接对数据进行读写,直接调用 action 方法,不再需要 commit、dispatch。
    • 更好的 TypeScript 支持:
      • Vuex 中的很多属性缺少类型支持,需要开发者自行进行模块类型的声明。
      • Pinia 中的所有内容都是类型化的,尽可能地利用了 TS 的类型推断。

最后


当项目涉及的公共数据较少时,我们可以直接利用 Vue 的响应式 API 来实现一个简单的全局状态管理单例:

export const createStore = () => {
  const state = reactive({
    count: 0;
  })
  const increment = () => {
    state.count++;
  }
  return {
    increment,
    state: readonly(state)
  }
}
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为了使代码更容易维护,结构更清晰,通常会将对于状态的修改操作与状态本身放在同一个组件内部。提供方可以抛出一个响应式的 ref 数据以及对其进行操作的方法,接收方通过调用函数对状态进行修改,而非直接操作状态本身。同时,提供方也可以通过 readonly 包裹状态以禁止接收方的直接修改操作。

(学习视频分享:web前端开发编程基础视频

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