作为系列文章的第十二篇，本篇将通过 scope_model 、 BloC 设计模式、flutter_redux 、 fish_redux 来全面深入分析， Flutter 中大家最为关心的状态管理机制，理解各大框架中如何设计实现状态管理，从而选出你最为合适的 state “大管家”。 ## 文章汇总地址： > [Flutter 完整实战实战系列文章专栏](https://juejin.im/collection/5db25bcff265da06a19a304e) > > [Flutter 番外的世界系列文章专栏](https://juejin.im/collection/5db25d706fb9a069f422c374) 在所有 **响应式编程** 中，状态管理一直老生常谈的话题，而在 Flutter 中，目前主流的有 `scope_model` 、`BloC 设计模式` 、`flutter_redux` 、`fish_redux` 等四种设计，它们的 *复杂度* 和 *上手难度* 是逐步递增的，但同时 **可拓展性** 、**解耦度** 和 **复用能力** 也逐步提升。 基于前篇，我们对 `Stream` 已经有了全面深入的理解，后面可以发现这四大框架或多或少都有 `Stream` 的应用，不过还是那句老话，**合适才是最重要，不要为了设计而设计** 。 > [本文Demo源码](https://github.com/CarGuo/state_manager_demo) > > [GSYGithubFlutter 完整开源项目](https://github.com/CarGuo/GSYGithubAppFlutter) ## 一、scoped_model `scoped_model` 是 Flutter 最为简单的状态管理框架，它充分利用了 Flutter 中的一些特性，只有一个 dart 文件的它，极简的实现了一般场景下的状态管理。 如下方代码所示，利用 `scoped_model` 实现状态管理只需要三步 ： - 定义 `Model` 的实现，如 `CountModel` ，并且在状态改变时执行 `notifyListeners()` 方法。 - 使用 `ScopedModel` Widget 加载 `Model` 。 - 使用 `ScopedModelDescendant` 或者 `ScopedModel.of(context)` 加载 `Model` 内状态数据。 是不是很简单？那仅仅一个 dart 文件，如何实现这样的效果的呢？后面我们马上开始剥析它。 ``` class ScopedPage extends StatelessWidget { final CountModel _model = new CountModel(); @override Widget build(BuildContext context) { return Scaffold( appBar: AppBar( title: new Text("scoped"), ), body: Container( child: new ScopedModel( model: _model, child: CountWidget(), ), )); } } class CountWidget extends StatelessWidget { @override Widget build(BuildContext context) { return new ScopedModelDescendant( builder: (context, child, model) { return new Column( children: [ new Expanded(child: new Center(child: new Text(model.count.toString()))), new Center( child: new FlatButton( onPressed: () { model.add(); }, color: Colors.blue, child: new Text("+")), ), ], ); }); } } class CountModel extends Model { static CountModel of(BuildContext context) => ScopedModel.of(context); int _count = 0; int get count => _count; void add() { _count++; notifyListeners(); } } ``` 如下图所示，在 `scoped_model` 的整个实现流程中，`ScopedModel` 这个 Widget 很巧妙的借助了 `AnimatedBuildler` 。 因为 `AnimatedBuildler` 继承了 `AnimatedWidget` ，在 `AnimatedWidget` 的生命周期中会对 `Listenable` 接口添加监听，而 `Model` 恰好就实现了 `Listenable` 接口，整个流程总结起来就是： - `Model` 实现了 `Listenable` 接口，内部维护一个 `Set _listeners` 。 - 当 `Model` 设置给 `AnimatedBuildler` 时， `Listenable` 的 `addListener` 会被调用，然后添加一个 `_handleChange` 监听到 `_listeners` 这个 Set 中。 - 当 `Model` 调用 `notifyListeners` 时，会通过异步方法 `scheduleMicrotask` 去从头到尾执行一遍 `_listeners` 中的 `_handleChange`。 - `_handleChange` 监听被调用，执行了 `setState({})` 。 ![image.png](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image1) 整个流程是不是很巧妙，机制的利用了 `AnimatedWidget` 和 `Listenable` 在 Flutter 中的特性组合，至于 `ScopedModelDescendant` 就只是为了跨 Widget 共享 `Model` 而做的一层封装，主要还是通过 `ScopedModel.of(context)` 获取到对应 Model 对象，这这个实现上，`scoped_model` 依旧利用了 Flutter 的特性控件 **`InheritedWidget`** 实现。 #### InheritedWidget 在 `scoped_model` 中我们可以通过 `ScopedModel.of(context)` 获取我们的 Model ，其中最主要是因为其内部的 build 的时候，包裹了一个 `_InheritedModel` 控件，而它继承了 `InheritedWidget` 。 为什么我们可以通过 `context` 去获取到共享的 `Model` 对象呢？ 首先我们知道 `context` 只是接口，而在 Flutter 中 `context` 的实现是 `Element` ，在 `Element` 的 `inheritFromWidgetOfExactType` 方法实现里，有一个 `Map _inheritedWidgets` 的对象。 `_inheritedWidgets` 一般情况下是空的，只有当父控件是 `InheritedWidget` 或者本身是 `InheritedWidgets` 时才会有被初始化，而当父控件是 `InheritedWidget` 时，这个 Map 会被**一级一级往下传递与合并** 。 **所以当我们通过 `context` 调用 `inheritFromWidgetOfExactType` 时，就可以往上查找到父控件的 Widget，从在 `scoped_model` 获取到 `_InheritedModel` 中的`Model` 。** ## 二、BloC `BloC` 全称 *Business Logic Component* ，它属于一种设计模式，在 Flutter 中它主要是通过 `Stream` 与 `SteamBuilder` 来实现设计的，所以 `BloC` 实现起来也相对简单，关于 `Stream` 与 `SteamBuilder` 的实现原理可以查看前篇，这里主要展示如何完成一个简单的 `BloC` 。 如下代码所示，整个流程总结为： - 定义一个 `PageBloc` 对象，利用 `StreamController` 创建 `Sink` 与 `Stream`。 - `PageBloc` 对外暴露 `Stream` 用来与 `StreamBuilder` 结合；暴露 add 方法提供外部调用，内部通过 `Sink` 更新 `Stream`。 - 利用 `StreamBuilder` 加载监听 `Stream` 数据流，通过 snapShot 中的 data 更新控件。 当然，如果和 `rxdart` 结合可以简化 `StreamController` 的一些操作，同时如果你需要利用 `BloC ` 模式实现状态共享，那么自己也可以封装多一层 `InheritedWidgets` 的嵌套，如果对于这一块有疑惑的话，推荐可以去看看上一篇的 Stream 解析。 ``` class _BlocPageState extends State { final PageBloc _pageBloc = new PageBloc(); @override void dispose() { _pageBloc.dispose(); super.dispose(); } @override Widget build(BuildContext context) { return Scaffold( body: Container( child: new StreamBuilder( initialData: 0, stream: _pageBloc.stream, builder: (context, snapShot) { return new Column( children: [ new Expanded( child: new Center( child: new Text(snapShot.data.toString()))), new Center( child: new FlatButton( onPressed: () { _pageBloc.add(); }, color: Colors.blue, child: new Text("+")), ), new SizedBox( height: 100, ) ], ); }), ), ); } } class PageBloc { int _count = 0; ///StreamController StreamController _countController = StreamController(); ///对外提供入口 StreamSink get _countSink => _countController.sink; ///提供 stream StreamBuilder 订阅 Stream get stream => _countController.stream; void dispose() { _countController.close(); } void add() { _count++; _countSink.add(_count); } } ``` ## 三、flutter_redux 相信如果是前端开发者，对于 `redux` 模式并不会陌生，而 `flutter_redux` 可以看做是利用了 `Stream` 特性的 `scope_model` 升级版，通过 `redux` 设计模式来完成解耦和拓展。 当然，**更多的功能和更好的拓展性，也造成了代码的复杂度和上手难度** ，因为 `flutter_redux` 的代码使用篇幅问题，这里就不展示所有代码了，需要看使用代码的可直接从 demo 获取，现在我们直接看 `flutter_redux` 是如何实现状态管理的吧。 ![](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image2) 如上图，我们知道 `redux` 中一般有 `Store` 、 `Action` 、 `Reducer` 三个主要对象，之外还有 ` Middleware` 中间件用于拦截，所以如下代码所示： - 创建 `Store` 用于管理状态 。 - 给 `Store` 增加 `appReducer` 合集方法，增加需要拦截的 `middleware`，并初始化状态。 - 将 `Store` 设置给 `StoreProvider` 这个 `InheritedWidget` 。 - 通过 `StoreConnector` / `StoreBuilder` 加载显示 `Store` 中的数据。 之后我们可以 `dispatch` 一个 **Action** ，在经过 `middleware` 之后，触发对应的 **Reducer** 返回数据，而事实上这里核心的内容实现，**还是 `Stream` 和 `StreamBuilder` 的结合使用** ，接下来就让我们看看这个流程是如何联动起来的吧。 ``` class _ReduxPageState extends State { ///初始化store final store = new Store( /// reducer 合集方法 appReducer, ///中间键 middleware: middleware, ///初始化状态 initialState: new CountState(count: 0), ); @override Widget build(BuildContext context) { return Scaffold( appBar: AppBar( title: new Text("redux"), ), body: Container( /// StoreProvider InheritedWidget /// 加载 store 共享 child: new StoreProvider( store: store, child: CountWidget(), ), )); } } ``` 如下图所示，是 `flutter_redux` 从入口到更新的完整流程图，整理这个流程其中最关键有几个点是： - `StoreProvider` 是 `InheritedWidgets` ，所以它可以通过 `context` 实现状态共享。 - `StreamBuilder` / `StoreConnector` 的内部实现主要是 `StreamBuilder` 。 - `Store` 内部是通过 `StreamController.broadcast` 创建的 `Stream` ，然后在 `StoreConnector` 中通过 `Stream` 的 `map` 、`transform` 实现小状态的变换，最后更新到 `StreamBuilder` 。 那么现在看下图流程有点晕？下面我们直接分析图中流程。 ![](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image3) 可以看出整个流程的核心还是 `Stream` ，基于这几个关键点，我们把上图的流程整理为： - 1、 `Store` 创建时传入 `reducer` 对象和 `middleware` 数组，同时通过 `StreamController.broadcast` 创建了 `_changeController` 对象。 - 2、 `Store` 利用 `middleware` 和 `_changeController` 组成了一个 `NextDispatcher` **方法数组** ，并把 `_changeController` 所在的 `NextDispatcher` 方法放置在数组**最后位置。** - 3、 `StoreConnector` 内通过 `Store` 的 `_changeController` 获取 `Stream` ，并进行了一系列变换后，**最终 `Stream` 设置给了 `StreamBuilder`。** - 4、当我们调用 `Stroe` 的 `dispatch` 方法时，我们会先进过 `NextDispatcher` 数组中的一系列 `middleware` 拦截器，最终调用到队末的 `_changeController` 所在的 `NextDispatcher`。 - 5、最后一个 `NextDispatcher` 执行时会先执行 `reducer` 方法获取新的 `state` ，然后通过 `_changeController.add` 将状态加载到 `Stream` 流程中，触发 `StoreConnector` 的 `StreamBuilder` 更新数据。 > 如果对于 `Stream` 流程不熟悉的还请看上篇。 现在再对照流程图会不会清晰很多了？ 在 `flutter_redux` 中，开发者的每个操作都只是一个 `Action` ，而这个行为所触发的逻辑完全由 `middleware` 和 `reducer` 决定，这样的设计在一定程度上将业务与UI隔离，同时也统一了状态的管理。 > 比如你一个点击行为只是发出一个 `RefrshAction` ，但是通过 `middleware` 拦截之后，在其中异步处理完几个数据接口，然后重新 `dispatch` 出 `Action1`、`Action2` 、`Action3` 去更新其他页面， 类似的 `redux_epics` 库就是这样实现异步的 `middleware` 逻辑。 ## 四、fish_redux 如果说 `flutter_redux` 属于相对复杂的状态管理设置的话，那么闲鱼开源的 `fish_redux` 可谓 *“不走寻常路”* 了，虽然是基于 `redux` 原有的设计理念，同时也有使用到 `Stream` ，但是相比较起来整个设计完全是 **超脱三界，如果是前面的都是简单的拼积木，那是 `fish_redux` 就是积木界的乐高。** ![](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image4) 因为篇幅原因，这里也只展示部分代码，其中 `reducer` 还是我们熟悉的存在，而闲鱼在这 `redux` 的基础上提出了 `Comoponent` 的概念，这个概念下 `fish_redux` 是从 `Context` 、`Widget` 等地方就开始全面“入侵”你的代码，从而带来“超级赛亚人”版的 `redux` 。 如下代码所示，默认情况我们需要： - 继承 `Page` 实现我们的页面。 - 定义好我们的 `State` 状态。 - 定义 `effect` 、 `middleware` 、`reducer` 用于实现**副作用、中间件、结果返回处理。** - 定义 `view` 用于绘制页面。 - 定义 `dependencies` 用户装配控件，这里最骚气的莫过于**重载了 + 操作符，然后利用 `Connector` 从 `State` 挑选出数据，然后通过 `Component` 绘制。** 现在看起来使用流程是不是变得复杂了？ 但是这带来的好处就是 **复用的颗粒度更细了，装配和功能更加的清晰。** 那这个过程是如何实现的呢？后面我们将分析这个复杂的流程。 ``` class FishPage extends Page> { FishPage() : super( initState: initState, effect: buildEffect(), reducer: buildReducer(), ///配置 View 显示 view: buildView, ///配置 Dependencies 显示 dependencies: Dependencies( slots: >{ ///通过 Connector() 从 大 state 转化处小 state ///然后将数据渲染到 Component 'count-double': DoubleCountConnector() + DoubleCountComponent() } ), middleware: >[ ///中间键打印log logMiddleware(tag: 'FishPage'), ] ); } ///渲染主页 Widget buildView(CountState state, Dispatch dispatch, ViewService viewService) { return Scaffold( appBar: AppBar( title: new Text("fish"), ), body: new Column( children: [ ///viewService 渲染 dependencies viewService.buildComponent('count-double'), new Expanded(child: new Center(child: new Text(state.count.toString()))), new Center( child: new FlatButton( onPressed: () { ///+ dispatch(CountActionCreator.onAddAction()); }, color: Colors.blue, child: new Text("+")), ), new SizedBox( height: 100, ) ], )); } ``` 如下大图所示，整个联动的流程比 `flutter_redux` 复杂了更多（ *如果看不清可以点击大图* ），而这个过程我们总结起来就是： - 1、`Page` 的构建需要 `State` 、`Effect` 、`Reducer` 、`view` 、`dependencies` 、 `middleware` 等参数。 - 2、`Page` 的内部 `PageProvider` 是一个 `InheritedWidget` 用户状态共享。 - 3、`Page` 内部会通过 `createMixedStore` 创建 `Store` 对象。 - 4、`Store` 对象对外提供的 `subscribe` 方法，在订阅时**会将订阅的方法添加到内部 `List<_VoidCallback> _listeners`** 。 - 5、`Store` 对象内部的 `StreamController.broadcast` 创建出了 `_notifyController` 对象用于广播更新。 - 6、`Store` 对象内部的 `subscribe` 方法，会在 `ComponentState` 中添加订阅方法 `onNotify`，**如果调用在 `onNotify` 中最终会执行 `setState`更新UI。** - 7、`Store` 对象对外提供的 `dispatch` 方法，执行时内部会执行 4 中的 `List<_VoidCallback> _listeners`，触发 `onNotify`。 - 8、`Page` 内部会通过 `Logic` 创建 `Dispatch` ，执行时经历 `Effect` -> `Middleware` -> `Stroe.dispatch` -> `Reducer` -> `State` -> **`_notifyController`** -> `_notifyController.add(state)` 等流程。 - **9、以上流程最终就是 `Dispatch` 触发 `Store` 内部 `_notifyController` ， 最终会触发 `ComponentState` 中的 `onNotify` 中的`setState`更新UI** ![](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image5) 是不是有很多对象很陌生？ 确实 `fish_redux` 的整体流程更加复杂，内部的 `ContxtSys` 、`Componet` 、`ViewSerivce` 、 `Logic` 等等概念设计，这里因为篇幅有限就不详细拆分展示了，但从整个流程可以看出 `fish_redux` 从**控件到页面更新，全都进行了新的独立设计，而这里面最有意思的，莫不过 `dependencies`** 。 如下图所示，得益于`fish_redux` 内部 `ConnOpMixin` 中对操作符的重载，我们可以通过 `DoubleCountConnector() + DoubleCountComponent()` 来实现`Dependent` 的组装。 ![](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image6) `Dependent` 的组装中 `Connector` 会从总 State 中读取需要的小 State 用于 `Component` 的绘制，这样很好的达到了 **模块解耦与复用** 的效果。 而使用中我们组装的 `dependencies ` 最后都会通过 `ViewService` 提供调用调用能力，比如调用 `buildAdapter` 用于列表能力，调用 `buildComponent` 提供独立控件能力等。 可以看出 `flutter_redux` 的内部实现复杂度是比较高的，在提供组装、复用、解耦的同时，也对项目进行了一定程度的入侵，这里的篇幅可能不能很全面的分析 `flutter_redux` 中的整个流程，但是也能让你理解整个流程的关键点，细细品味设计之美。 >自此，第十二篇终于结束了！(///▽///) ### 资源推荐 * 本文Demo ：https://github.com/CarGuo/state_manager_demo * Github ： [https://github.com/CarGuo/](https://github.com/CarGuo) * **开源 Flutter 完整项目：https://github.com/CarGuo/GSYGithubAppFlutter** * **开源 Flutter 多案例学习型项目: https://github.com/CarGuo/GSYFlutterDemo** * **开源 Fluttre 实战电子书项目：https://github.com/CarGuo/GSYFlutterBook** ##### 完整开源项目推荐： * [GSYGithubApp Flutter](https://github.com/CarGuo/GSYGithubAppFlutter ) * [GSYGithubApp React Native](https://github.com/CarGuo/GSYGithubApp ) * [GSYGithubAppWeex](https://github.com/CarGuo/GSYGithubAppWeex) ![我们还会再见吗？](http://img.cdn.guoshuyu.cn/20190604_Flutter-12/image7)