Flutter状态管理

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Flutter状态管理

状态管理是声明式编程非常重要的一个概念,我们在前面介绍过Flutter是声明式编程的,也区分声明式编程和命令式编程的区别。

这里,我们就来系统的学习一下Flutter声明式编程中非常重要的状态管理

一. 为什么需要状态管理?

1.1. 认识状态管理

很多从命令式编程框架(Android或iOS原生开发者)转成声明式编程(Flutter、Vue、React等)刚开始并不适应,因为需要一个新的角度来考虑APP的开发模式。

Flutter作为一个现代的框架,是声明式编程的:

Flutter构建应用过程
Flutter构建应用过程

在编写一个应用的过程中,我们有大量的State需要来进行管理,而正是对这些State的改变,来更新界面的刷新:

状态管理流程
状态管理流程

1.2. 不同状态管理分类

1.2.1. 短时状态Ephemeral state

某些状态只需要在自己的Widget中使用即可

  • 比如我们之前做的简单计数器counter
  • 比如一个PageView组件记录当前的页面
  • 比如一个动画记录当前的进度
  • 比如一个BottomNavigationBar中当前被选中的tab

这种状态我们只需要使用StatefulWidget对应的State类自己管理即可,Widget树中的其它部分并不需要访问这个状态。

这种方式在之前的学习中,我们已经应用过非常多次了。

1.2.2. 应用状态App state

开发中也有非常多的状态需要在多个部分进行共享

  • 比如用户一个个性化选项
  • 比如用户的登录状态信息
  • 比如一个电商应用的购物车
  • 比如一个新闻应用的已读消息或者未读消息

这种状态我们如果在Widget之间传递来、传递去,那么是无穷尽的,并且代码的耦合度会变得非常高,牵一发而动全身,无论是代码编写质量、后期维护、可扩展性都非常差。

这个时候我们可以选择全局状态管理的方式,来对状态进行统一的管理和应用。

1.2.3. 如何选择不同的管理方式

开发中,没有明确的规则去区分哪些状态是短时状态,哪些状态是应用状态。

  • 某些短时状态可能在之后的开发维护中需要升级为应用状态。

但是我们可以简单遵守下面这幅流程图的规则:

状态管理选择
状态管理选择

针对React使用setState还是Redux中的Store来管理状态哪个更好的问题,Redux的issue上,Redux的作者Dan Abramov,它这样回答的:

The rule of thumb is: Do whatever is less awkward

经验原则就是:选择能够减少麻烦的方式。

选择能够减少麻烦的方式
选择能够减少麻烦的方式

二. 共享状态管理

2.1. InheritedWidget

InheritedWidget和React中的context功能类似,可以实现跨组件数据的传递。

定义一个共享数据的InheritedWidget,需要继承自InheritedWidget

  • 这里定义了一个of方法,该方法通过context开始去查找祖先的HYDataWidget(可以查看源码查找过程)
  • updateShouldNotify方法是对比新旧HYDataWidget,是否需要对更新相关依赖的Widget
class HYDataWidget extends InheritedWidget {
  final int counter;

  HYDataWidget({this.counter, Widget child}): super(child: child);

  static HYDataWidget of(BuildContext context) {
    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType();
  }

  @override
  bool updateShouldNotify(HYDataWidget oldWidget) {
    return this.counter != oldWidget.counter;
  }
}
复制代码

创建HYDataWidget,并且传入数据(这里点击按钮会修改数据,并且重新build)

class HYHomePage extends StatefulWidget {
  @override
  _HYHomePageState createState() => _HYHomePageState();
}

class _HYHomePageState extends State<HYHomePage> {
  int data = 100;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text("InheritedWidget"),
      ),
      body: HYDataWidget(
        counter: data,
        child: Center(
          child: Column(
            mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
            children: <Widget>[
              HYShowData()
            ],
          ),
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        child: Icon(Icons.add),
        onPressed: () {
          setState(() {
            data++;
          });
        },
      ),
    );
  }
}
复制代码

在某个Widget中使用共享的数据,并且监听

2.2. Provider

Provider是目前官方推荐的全局状态管理工具,由社区作者Remi Rousselet 和 Flutter Team共同编写。

使用之前,我们需要先引入对它的依赖,截止这篇文章,Provider的最新版本为4.0.4

dependencies:
  provider: ^4.0.4
复制代码

2.2.1. Provider的基本使用

在使用Provider的时候,我们主要关心三个概念:

  • ChangeNotifier:真正数据(状态)存放的地方
  • ChangeNotifierProvider:Widget树中提供数据(状态)的地方,会在其中创建对应的ChangeNotifier
  • Consumer:Widget树中需要使用数据(状态)的地方

我们先来完成一个简单的案例,将官方计数器案例使用Provider来实现:

第一步:创建自己的ChangeNotifier

我们需要一个ChangeNotifier来保存我们的状态,所以创建它

  • 这里我们可以使用继承自ChangeNotifier,也可以使用混入,这取决于概率是否需要继承自其它的类
  • 我们使用一个私有的_counter,并且提供了getter和setter
  • 在setter中我们监听到_counter的改变,就调用notifyListeners方法,通知所有的Consumer进行更新
class CounterProvider extends ChangeNotifier {
  int _counter = 100;
  int get counter {
    return _counter;
  }
  set counter(int value) {
    _counter = value;
    notifyListeners();
  }
}
复制代码

第二步:在Widget Tree中插入ChangeNotifierProvider

我们需要在Widget Tree中插入ChangeNotifierProvider,以便Consumer可以获取到数据:

  • 将ChangeNotifierProvider放到了顶层,这样方便在整个应用的任何地方可以使用CounterProvider
void main() {
  runApp(ChangeNotifierProvider(
    create: (context) => CounterProvider(),
    child: MyApp(),
  ));
}
复制代码

第三步:在首页中使用Consumer引入和修改状态

  • 引入位置一:在body中使用Consumer,Consumer需要传入一个builder回调函数,当数据发生变化时,就会通知依赖数据的Consumer重新调用builder方法来构建;
  • 引入位置二:在floatingActionButton中使用Consumer,当点击按钮时,修改CounterNotifier中的counter数据;
class HYHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text("列表测试"),
      ),
      body: Center(
        child: Consumer<CounterProvider>(
          builder: (ctx, counterPro, child) {
            return Text("当前计数:${counterPro.counter}", style: TextStyle(fontSize: 20, color: Colors.red),);
          }
        ),
      ),
      floatingActionButton: Consumer<CounterProvider>(
        builder: (ctx, counterPro, child) {
          return FloatingActionButton(
            child: child,
            onPressed: () {
              counterPro.counter += 1;
            },
          );
        },
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}
复制代码

Consumer的builder方法解析:

  • 参数一:context,每个build方法都会有上下文,目的是知道当前树的位置
  • 参数二:ChangeNotifier对应的实例,也是我们在builder函数中主要使用的对象
  • 参数三:child,目的是进行优化,如果builder下面有一颗庞大的子树,当模型发生改变的时候,我们并不希望重新build这颗子树,那么就可以将这颗子树放到Consumer的child中,在这里直接引入即可(注意我案例中的Icon所放的位置)
案例效果
案例效果

步骤四:创建一个新的页面,在新的页面中修改数据

class SecondPage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text("第二个页面"),
      ),
      floatingActionButton: Consumer<CounterProvider>(
        builder: (ctx, counterPro, child) {
          return FloatingActionButton(
            child: child,
            onPressed: () {
              counterPro.counter += 1;
            },
          );
        },
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}
复制代码
第二个页面修改数据
第二个页面修改数据

2.2.2. Provider.of的弊端

事实上,因为Provider是基于InheritedWidget,所以我们在使用ChangeNotifier中的数据时,我们可以通过Provider.of的方式来使用,比如下面的代码:

Text("当前计数:${Provider.of<CounterProvider>(context).counter}",
  style: TextStyle(fontSize: 30, color: Colors.purple),
),
复制代码

我们会发现很明显上面的代码会更加简洁,那么开发中是否要选择上面这种方式了?

  • 答案是否定的,更多时候我们还是要选择Consumer的方式。

为什么呢?因为Consumer在刷新整个Widget树时,会尽可能少的rebuild Widget。

方式一:Provider.of的方式完整的代码:

  • 当我们点击了floatingActionButton时,HYHomePage的build方法会被重新调用。
  • 这意味着整个HYHomePage的Widget都需要重新build
class HYHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    print("调用了HYHomePage的build方法");
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text("Provider"),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            Text("当前计数:${Provider.of<CounterProvider>(context).counter}",
              style: TextStyle(fontSize: 30, color: Colors.purple),
            )
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: Consumer<CounterProvider>(
        builder: (ctx, counterPro, child) {
          return FloatingActionButton(
            child: child,
            onPressed: () {
              counterPro.counter += 1;
            },
          );
        },
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}
复制代码

方式二:将Text中的内容采用Consumer的方式修改如下:

  • 你会发现HYHomePage的build方法不会被重新调用;
  • 设置如果我们有对应的child widget,可以采用上面案例中的方式来组织,性能更高;
Consumer<CounterProvider>(builder: (ctx, counterPro, child) {
  print("调用Consumer的builder");
  return Text(
    "当前计数:${counterPro.counter}",
    style: TextStyle(fontSize: 30, color: Colors.red),
  );
}),
复制代码

2.2.3. Selector的选择

Consumer是否是最好的选择呢?并不是,它也会存在弊端

  • 比如当点击了floatingActionButton时,我们在代码的两处分别打印它们的builder是否会重新调用;
  • 我们会发现只要点击了floatingActionButton,两个位置都会被重新builder;
  • 但是floatingActionButton的位置有重新build的必要吗?没有,因为它是否在操作数据,并没有展示;
  • 如何可以做到让它不要重新build了?使用Selector来代替Consumer
Select的弊端
Select的弊端

我们先直接实现代码,在解释其中的含义:

floatingActionButton: Selector<CounterProvider, CounterProvider>(
  selector: (ctx, provider) => provider,
  shouldRebuild: (pre, next) => false,
  builder: (ctx, counterPro, child) {
    print("floatingActionButton展示的位置builder被调用");
    return FloatingActionButton(
      child: child,
      onPressed: () {
        counterPro.counter += 1;
      },
    );
  },
  child: Icon(Icons.add),
),
复制代码

Selector和Consumer对比,不同之处主要是三个关键点:

  • 关键点1:泛型参数是两个
    • 泛型参数一:我们这次要使用的Provider
    • 泛型参数二:转换之后的数据类型,比如我这里转换之后依然是使用CounterProvider,那么他们两个就是一样的类型
  • 关键点2:selector回调函数
    • 转换的回调函数,你希望如何进行转换
    • S Function(BuildContext, A) selector
    • 我这里没有进行转换,所以直接将A实例返回即可
  • 关键点3:是否希望重新rebuild
    • 这里也是一个回调函数,我们可以拿到转换前后的两个实例;
    • bool Function(T previous, T next);
    • 因为这里我不希望它重新rebuild,无论数据如何变化,所以这里我直接return false;
Selector的使用
Selector的使用

这个时候,我们重新测试点击floatingActionButton,floatingActionButton中的代码并不会进行rebuild操作。

所以在某些情况下,我们可以使用Selector来代替Consumer,性能会更高。

2.2.4. MultiProvider

在开发中,我们需要共享的数据肯定不止一个,并且数据之间我们需要组织到一起,所以一个Provider必然是不够的。

我们在增加一个新的ChangeNotifier

import 'package:flutter/material.dart';

class UserInfo {
  String nickname;
  int level;

  UserInfo(this.nickname, this.level);
}

class UserProvider extends ChangeNotifier {
  UserInfo _userInfo = UserInfo("why", 18);

  set userInfo(UserInfo info) {
    _userInfo = info;
    notifyListeners();
  }

  get userInfo {
    return _userInfo;
  }
}
复制代码

如果在开发中我们有多个Provider需要提供应该怎么做呢?

方式一:多个Provider之间嵌套

  • 这样做有很大的弊端,如果嵌套层级过多不方便维护,扩展性也比较差
  runApp(ChangeNotifierProvider(
    create: (context) => CounterProvider(),
    child: ChangeNotifierProvider(
      create: (context) => UserProvider(),
      child: MyApp()
    ),
  ));
复制代码

方式二:使用MultiProvider

runApp(MultiProvider(
  providers: [
    ChangeNotifierProvider(create: (ctx) => CounterProvider()),
    ChangeNotifierProvider(create: (ctx) => UserProvider()),
  ],
  child: MyApp(),
));
复制代码

备注:所有内容首发于公众号,之后除了Flutter也会更新其他技术文章,TypeScript、React、Node、uniapp、mpvue、数据结构与算法等等,也会更新一些自己的学习心得等,欢迎大家关注

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