27、Flux架构在软件开发生命周期中的应用与组件封装

Flux架构在软件开发生命周期中的应用与组件封装

1. 软件开发中的Flux架构思考

在软件开发里，我们在选择功能实现方式时，常受已有API的影响而产生偏见。但实际上，这不应成为我们实现功能的决定性因素。我们应像Flux架构那样，围绕功能所需的信息来设计抽象，而非相反。

2. 封装Flux组件

从包的角度看大型Flux应用的组成，有必要探讨不同的封装方式。
- 整体式Flux应用 ：依赖管理问题常让开发者陷入困境，过度依赖第三方包会导致项目依赖过多。对于简单的Flux应用，没必要为了扩展而强行扩展，可采用整体式分布，将其作为单个NPM包发布。不过，当扩展性成为问题时，就需重新思考应用的组合和封装方式。
- 包使应用可扩展 ：应用成功后，功能会不断增加，可能超出其处理能力。从用户角度看，他们不需要应用的所有功能。因此，我们要对Flux架构的组成进行精细管理，以顶级功能作为衡量单位是个不错的选择。例如，应用的每个顶级功能状态通常在单个存储中建模，应用需考虑某些功能组件可能未安装的情况。

3. 可安装的Flux组件示例

下面通过一个简单示例，展示如何安装应用的主要组件。

// The React components we need...
import React from 'react';
import { render } from 'react-dom';
// The stores and views from our "feature packages".
import { Users, ListUsers } from 'my-users';
import { Groups, ListGroups } from 'my-groups';
// The components that are core to the application...
import dispatcher from './dispatcher';
import AppData from './stores/app';
import App from './views/app';
import { init } from './actions/init';

// Constructs the Flux stores, passing in the
// dispatcher as an argument. This is how we're
// able to get third-party Flux components to
// talk to our application and vice-versa.
const app = new AppData(dispatcher);
const users = new Users(dispatcher);
const groups = new Groups(dispatcher);

// Re-render the application when the store
// changes state.
app.on('change', renderApp);
users.on('change', renderApp);
groups.on('change', renderApp);

// Renders the "App" React component, and it's
// child components. The dispatcher is passed
// to the "ListUsers" and the "ListGroups"
// components since they come from different
// packages.
function renderApp() {
  render(
    <App {...app.state}>
      <ListUsers
        dispatcher={dispatcher}
        {...users.state}
      />
      <ListGroups
        dispatcher={dispatcher}
        {...groups.state}
      />
    </App>,
    document.getElementById('app')
  );
}

// Dispatches the "INIT" action, so that the
// "App" store will populate it's state.
init();

这个主模块是将小的、可单独安装的Flux包组合成大型应用的关键。通过导入和配置这些包，利用调度器作为主要通信机制，可实现不同组件间的通信。

4. 应用存储示例

下面是应用存储的代码，展示了导航数据的驱动方式。

import { EventEmitter } from 'events';
import { INIT } from '../actions/init';

// The initial state of the "App" store has
// some header text and a collection of
// navigation links.
const initialState = {
  header: [ 'Home' ],
  links: [
    { title: 'Users', action: 'LOAD_USERS' },
    { title: 'Groups', action: 'LOAD_GROUPS' }
  ]
};

// The actual state is empty by default, meaning
// that nothing gets rendered.
var state = {
  header: [],
  links:[]
};

export default class App extends EventEmitter{
  constructor(dispatcher) {
    super();
    this.id = dispatcher.register((action) => {
      switch(action.type) {
        // When the "INIT" action is dispatched,
        // we assign the initial state to the empty
        // state, which triggers a re-render.
        case INIT:
          state = Object.assign({}, initialState);
          break;
        // By default, we empty out the store's state.
        default:
          state = Object.assign({}, state, {
            header: [],
            links: []
          });
          break;
      }
      // We always emit the change event.
      this.emit('change', state);
    });
  }
  get state() {
    return Object.assign({}, state);
  }
}

该存储有初始状态和实际状态，通过调度器监听动作，当 INIT 动作被调度时，将初始状态赋值给实际状态，触发重新渲染。

5. 视图示例

视图代码如下：

import React from 'react';
import dispatcher from '../dispatcher';

// The "onClick()" click handler will dispatch
// the given action. This argument is bound when
// the link is rendered. Actions that are dispatched
// from this function can be handled by other packages
// that are sharing this same dispatcher.
function onClick(type, e) {
  e.preventDefault();
  dispatcher.dispatch({ type });
}

// Renders the main navigation links, and
// any child elements. Nothing is rendered
// if the store state is empty.
export default ({ header, links, children }) => (
  <div>
    {header.map(title => <h1 key={title}>{title}</h1>)}
    <ul>{
      links.map(({ title, action }) =>
        <li key={action}>
          <a
            href="#"
            onClick={onClick.bind(null, action)}>{title}
          </a>
        </li>
      )
    }</ul>
    {children}
  </div>
);

当存储状态为空时，视图不渲染任何内容。点击事件通过调度器调度动作，不同的NPM Flux包可对动作进行调度或响应。

6. 用户包示例

以 my-users 包为例，其存储代码如下：

import { EventEmitter } from 'events';
import { LOAD_USERS } from '../actions/load-users';
import { LOAD_USER } from '../actions/load-user';

// The initial state of the store has some header
// text and a collection of user objects.
const initialState = {
  header: [ 'Users' ],
  users: [
    { id: 1, name: 'First User' },
    { id: 2, name: 'Second User' },
    { id: 3, name: 'Third User' }
  ]
};

// The state of the store that gets rendered by
// views. Initially this is empty so nothing is
// rendered by the view.
var state = {
  header: [],
  users: []
};

export default class Users extends EventEmitter{
  constructor(dispatcher) {
    super();
    this.id = dispatcher.register((action) => {
      switch(action.type) {
        // When the "LOAD_USERS" action is dispatched,
        // we populate the store state using the initial
        // state object. This causes the view to render.
        case LOAD_USERS:
          state = Object.assign({}, initialState);
          break;
        // When the "LOAD_USER" action is dispatched,
        // we update the header text by finding the user
        // that corresponds to the "payload" id, and using
        // it's "name" property.
        case LOAD_USER:
          state = Object.assign({}, state, {
            header: [ state.users.find(
              x => x.id === action.payload).name ]
          });
          break;
        // By default, we want to empty the store state.
        default:
          state = Object.assign({}, state, {
            header: [],
            users: []
          });
          break;
      }
      // Always emit the change event.
      this.emit('change', state);
    });
  }
  get state() {
    return Object.assign({}, state);
  }
}

该存储处理 LOAD_USERS 和 LOAD_USER 两个关键动作，默认清空存储状态。

视图代码如下：

import React from 'react';
import { LOAD_USER } from '../actions/load-user';

// The "click" event handler for items in the users
// list. The dispatcher is passed in as an argument
// because this Flux package doesn't have a dispatcher,
// it relies on the one from the application.
//
// The "id" of the user that was clicked is also passed
// in as an argument. Then the "LOAD_USER" action
// is dispatched.
function onClick(dispatcher, id, e) {
  e.preventDefault();
  dispatcher.dispatch({
    type: LOAD_USER,
    payload: id
  });
}

// Renders the component using data from the store
// state that was passed in as props.
export default ({ header, users, dispatcher }) => (
  <div>
    {header.map(h => <h1 key={h}>{h}</h1>)}
    <ul>{users.map(({ id, name }) =>
      <li key={id}>
        <a
          href="#"
          onClick={
            onClick.bind(null, dispatcher, id)
          }>{name}
        </a>
      </li>
    )}</ul>
  </div>
)

该视图与普通Flux视图的关键区别在于，调度器作为属性传入，链接渲染时将调度器实例绑定到处理函数。

总结

Flux架构在软件开发生命周期中有重要作用。在项目初期，重点是迭代交付骨架架构的部分；应用成熟后，重点转向管理复杂性。其他技术领域可借鉴Flux的思想，如单向数据流可减少副作用，使系统更具可预测性。通过将Flux组件封装成可单独安装的功能，能构建更大的应用。希望本文能让你对Flux架构有更深入的理解，在实现功能时能考虑单向数据流和可预测性。

相关概念索引

概念	描述
抽象调度器接口	处理依赖、调度有效负载、进行存储注册等
动作常量	组织动作常量的方法
动作创建者	包括异步和同步函数及测试方法
动作名称	命名约定和静态动作数据
Alt	核心思想、动作创建者声明、动作调度等
API调用	动作创建者组合、与用户交互等
应用数据	与UI状态的关系、数据转换等
显式动作	具有多种好处，如减少副作用等
功能动作创建者	模块化架构和对模块化的需求
Flux	优点、异步行为封装、组件构成等
Flux组件	动作、调度器、存储和视图
Flux包	安装方法
ReactJS	优点、缺点、与Flux结合使用等
Redux	核心思想、动作、调度、组件渲染等
存储	数据处理、测试方法等
单向数据流	从起点到终点流动，无副作用
视图	职责、数据传递和渲染决策

7. 各关键概念详细解析

7.1 抽象调度器接口

抽象调度器接口主要用于处理依赖、调度有效负载以及进行存储注册。在实际应用中，它能帮助我们更好地管理组件之间的交互。例如，在处理多个存储的注册时，通过抽象调度器接口可以确保每个存储都能正确地与调度器进行关联，避免出现依赖管理的混乱。

7.2 动作常量与动作创建者

• 动作常量 ：需要对其进行合理组织，这样可以提高代码的可读性和可维护性。例如，将相关的动作常量放在同一个文件或模块中，便于查找和管理。
• 动作创建者 ：分为异步和同步函数。异步动作创建者常用于处理需要异步操作的场景，如API调用。以下是一个简单的异步动作创建者示例：

// 异步动作创建者示例
import { LOAD_USERS } from '../actions/load-users';
import api from '../api';

export const loadUsers = () => {
  return async (dispatch) => {
    try {
      const response = await api.get('/users');
      dispatch({ type: LOAD_USERS, payload: response.data });
    } catch (error) {
      console.error('Error loading users:', error);
    }
  };
};

同步动作创建者则用于处理不需要异步操作的场景，其测试方法相对简单，可以直接调用动作创建者函数并验证返回的动作对象。

7.3 Alt与Redux

• Alt ：核心思想包括自动化样板代码、符合特定规范且无需调度器。它可以方便地声明动作创建者、调度动作、创建存储以及渲染视图。例如，在Alt中声明动作创建者的方式如下：

import alt from '../alt';

class UserActions {
  constructor() {
    this.generateActions('loadUsers', 'loadUser');
  }
}

export default alt.createActions(UserActions);

• Redux ：核心思想是将所有状态集中在一个存储中，通过纯函数（reducers）来处理动作。以下是一个简单的Redux reducer示例：

import { LOAD_USERS } from '../actions/load-users';

const initialState = {
  users: []
};

const userReducer = (state = initialState, action) => {
  switch (action.type) {
    case LOAD_USERS:
      return {
        ...state,
        users: action.payload
      };
    default:
      return state;
  }
};

export default userReducer;

7.4 API调用与应用数据处理

• API调用 ：在实际应用中，API调用是常见的操作。我们可以通过组合动作创建者来处理复杂的API调用场景。例如，当需要同时获取用户信息和用户组信息时，可以将两个动作创建者组合起来：

import { loadUsers } from './userActions';
import { loadGroups } from './groupActions';

export const loadAllData = () => {
  return async (dispatch) => {
    await dispatch(loadUsers());
    await dispatch(loadGroups());
  };
};

• 应用数据处理 ：应用数据与UI状态密切相关，需要进行合理的转换。例如，将API返回的数据进行结构化处理，以适应UI的展示需求。

8. 性能优化与测试

8.1 性能优化

• 性能目标 ：明确性能目标，包括用户感知性能和实际测量性能。例如，要求页面在1秒内完成加载，或者某个操作的响应时间不超过500毫秒。
• 优化工具 ：使用性能分析工具，如Profiling工具，来监测CPU利用率、存储内存使用情况等。例如，通过Chrome开发者工具中的Performance面板来分析应用的性能瓶颈。

8.2 测试

• 动作创建者测试 ：对于动作创建者的测试，主要验证其返回的动作对象是否符合预期。可以使用测试框架，如Jest，来编写测试用例。以下是一个简单的动作创建者测试示例：

import { loadUsers } from './userActions';
import { LOAD_USERS } from '../actions/load-users';

describe('userActions', () => {
  it('should create an action to load users', () => {
    const expectedAction = {
      type: LOAD_USERS
    };
    expect(loadUsers()).toEqual(expectedAction);
  });
});

• 存储测试 ：存储测试包括对存储的初始条件和监听器的测试。例如，测试存储在初始状态下是否正确，以及当动作被调度时，存储的状态是否正确更新。

9. 单向数据流与组件封装

9.1 单向数据流

单向数据流是Flux架构的核心特性之一，它确保数据从起点到终点的流动是单向的，避免了副作用的产生。在实际应用中，我们可以通过以下方式来实现单向数据流：
- 使用不可变数据 ：确保数据在传递过程中不会被意外修改，例如使用Immutable.js库。
- 严格控制数据的更新 ：通过动作来触发数据的更新，避免直接修改数据。

9.2 组件封装

将Flux组件封装成可单独安装的功能包，可以提高代码的复用性和可维护性。例如，将用户管理功能封装成一个独立的NPM包，其他应用可以直接引用该包，而无需重复编写相同的代码。

10. 总结与展望

Flux架构在软件开发生命周期中具有重要的地位，它通过单向数据流和组件化的思想，帮助我们构建更加可维护、可扩展的应用。在项目的不同阶段，我们需要关注不同的重点，如在项目初期注重迭代交付骨架架构，在应用成熟后注重管理复杂性。

未来，随着技术的不断发展，Flux架构可能会与其他新技术进行融合，如人工智能、区块链等。同时，我们也可以进一步探索如何更好地利用Flux架构的思想，来解决更多复杂的软件问题。

流程总结

graph LR
    A[项目初期] --> B[迭代交付骨架架构]
    B --> C[确定功能需求]
    C --> D[设计信息架构]
    D --> E[构建基础组件]
    E --> F[应用成熟]
    F --> G[管理复杂性]
    G --> H[优化性能]
    H --> I[封装组件]
    I --> J[构建更大应用]

关键概念对比表格

概念	优点	缺点	适用场景
Flux	单向数据流，减少副作用，可预测性强	代码量可能较大	大型复杂应用
ReactJS	虚拟DOM，高效渲染，组件化开发	JSX学习成本，可能存在内存问题	构建交互式UI
Redux	集中状态管理，易于调试	样板代码较多	需要严格控制状态的应用
Alt	自动化样板代码，简化开发	社区相对较小	快速开发项目