Flutter-状态管理

Posted 2022-06-22 一叶飘舟

1.状态管理原则

StatefulWidget的状态应该被谁管理？Widget本身？父 Widget ？都会？还是另一个对象？答案是取决于实际情况！以下是管理状态的最常见的方法：

• Widget 管理自己的状态。setState
• Widget 管理子 Widget 状态。
• 混合管理（父 Widget 和子 Widget 都管理状态）。
• 全局状态管理 （三方）

如何决定使用哪种管理方法？下面是官方给出的一些原则可以帮助你做决定：

• 如果状态是用户数据，如复选框的选中状态、滑块的位置，则该状态最好由父 Widget 管理。
• 如果状态是有关界面外观效果的，例如颜色、动画，那么状态最好由 Widget 本身来管理。
• 如果某一个状态是不同 Widget 共享的则最好由它们共同的父 Widget 管理。

一般的原则是：如果状态是组件私有的，则应该由组件自己管理；如果状态要跨组件共享，则该状态应该由各个组件共同的父元素来管理。对于组件私有的状态管理很好理解，但对于跨组件共享的状态，管理的方式就比较多了。

2.官方状态管理方式

2.1全局事件总线EventBus

它是一个观察者模式的实现，通过它就可以实现跨组件状态同步：状态持有方（发布者）负责更新、发布状态，状态使用方（观察者）监听状态改变事件来执行一些操作。

我们可以发现，通过观察者模式来实现跨组件状态共享有一些明显的缺点：

1. 必须显式定义各种事件，不好管理。
2. 订阅者必须需显式注册状态改变回调，也必须在组件销毁时手动去解绑回调以避免内存泄露。

2.2InheritedWidget

比如我们在应用的根 widget 中通过InheritedWidget共享了一个数据，那么我们便可以在任意子widget 中来获取该共享的数据！

当InheritedWidget数据发生变化时，可以自动更新依赖的子孙组件！利用这个特性，我们可以将需要跨组件共享的状态保存在InheritedWidget中，然后在子组件中引用InheritedWidget

用法： •自定义Widget继承自lnheritedWidget， 并且自定义static of方法，用于child获取当前实例 •实现 Inheritedwidtet 类中的 updateShoulaNotify 方法，用于返回update条件； 当数据变化时，调用自定义widget的State类中的setState(方法，触发整棵Inheritedwldget tree的更新

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

class HYCounterWidget extends InheritedWidget 
  // 1.要共享的数据
  final int counter;

  // 2.定义构造方法
  HYCounterWidget(this.counter, Widget child): super(child: child);

  // 3.获取组件最近的当前InheritedWidget
  static HYCounterWidget of(BuildContext context) 
    // 沿着Element树, 去找到最近的HYCounterElement, 从Element中取出Widget对象
    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType();
  

  // 4.绝对要不要回调State中的didChangeDependencies
  // 如果返回true: 执行依赖当期的InheritedWidget的State中的didChangeDependencies
  @override
  bool updateShouldNotify(HYCounterWidget oldWidget) 
    return oldWidget.counter != counter;
  

优点：

1. 自动订阅

InheritedWidget内部会维护一个Widget的Map，当子Widget调用Context#inheritFromWidgetOfExactType时就会自动将子Widget存入Map中，并且将InheritedWidget返回给子Widget。

1. 自动通知

InheritedWidget重建后悔自动触发InheritElement的Update方法。

缺点：

1. 无法分离视图逻辑和业务逻辑。
2. 无法定向通知/指向性通知。

InheritedWidget不会区分Widget是否需要更新的问题，每次更新都会通知所有的子Widget。因此需要配合StreamBuilder来解决问题。

StreamBuilder是Flutter封装好的监听Stream数据变化的Widget，本质上是一个StatefulWidget，内部通过Stream.listen()来监听传入的stream的变化，当监听到有变化时就调用setState()方法来更新Widget。

关于stream的介绍的文章到处都有，别人写的也很详细，这里就不再赘述了。

有了StreamBuilder，我们可以在子Widget上通过StreamBuilder来监听InheritedWidget中的Stream的数据变化，然后判断是否需要更新当前的子Widget，这样就完成了数据的定向通知。

2.3Provider

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。

它对InheritedWidget进行了上层封装，致力解决原生setState方案的props臃肿、展示与逻辑耦合问题。

它的原理就是绑定 Inheritedwidget 与依 赖它的子孙组件的依赖关系，并且当 Inheritedwidget 数据发生变化时，可以自动更新依赖的子孙 组件。

Provider将页面分为业务和视图两层，并定义Notifier、Consumer两个核心概念：

• Notifier负责实现业务逻辑，且在数据更新时发出通知。
• Consumer负责实现界面逻辑，并在数据更新时更新自身，以及用户交互时调用Notifier方法。

组件间通信依赖公共Notifier父节点完成，其流程为：

1. 组件A调用Notifier方法更新数据。
2. Notifier节点通知组件B数据更新。

优势

1. 方案涉及概念少，上手成本低。

劣势

1. 数据流分为业务、视图两层。项目规模变大时，业务层复杂度容易指数级增长。
2. 组件通信方式依赖公共Notifier父节点，数据同步与组件树结构强耦合，项目维护成本高。
3. 组件不可插拔，组件获取数据依赖Notifier父节点，与组件树结构强耦合，项目维护成本高。

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

2.3.1 Provider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();
  

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(),
  ));

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),
      ),
    );
  

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

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),
      ),
    );
  

第二个页面修改数据

2.3.2. 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),
),

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),
      ),
    );
  

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),
  );
),

2.3.3. 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

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),
),

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

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。

2.3.4. 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;
  

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()
    ),
  ));

方式二：使用MultiProvider

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

provider自己的想法总结 重要！：

1. 创建自己需要共享的数据
2. 在应用程序的顶层ChangeNotifierProvider
3. 在其它位置使用共享的数据
-  Provider.of: 当Provider中的数据发生改变时, Provider.of所在的Widget整个build方法都会重新构建
-  Consumer(相对推荐): 当Provider中的数据发生改变时, 执行重新执行Consumer的builder
-  Selector: 
   1.selector方法(作用,对原有的数据进行转换)     
   2.shouldRebuild(作用,要不要重新构建)

3.三方状态管理包

3.1 BLoC

BLoC是Business Logic Component设计模式在Flutter上的实现。它致力于解耦展示与逻辑分离，提升代码的可测试性。

整体结构上，BLoC类似多Store的redux并增加了大量响应式编程特性，相较于redux而言：

• 多Store解决了业务逻辑集中，复杂度容易指数级增长的问题，加强了不同业务逻辑间的作用域隔离。
• 响应式编程特性减少了redux中的模板代码。

整体数据流如下图：

优势

1. 数据流分为全局多Store和视图两层。项目规模变大时，合理分配多个Store承载的业务逻辑可避免业务层复杂度过高。
2. 组件通信方式依赖全局Store，数据同步与组件树结构解耦，便于项目维护。
3. 组件可插拔，组件获取数据依赖全局Store，与组件树解耦，便于项目维护。

劣势

1. 缺少局部Store无法实现业务逻辑在组件范围的自治。

3.2 fish-redux

• • page：总页面，注册effect，reducer，component，adapter的功能，相关的配置都在此页面操作
  • state：这地方就是我们存放子模块变量的地方；初始化变量和接受上个页面参数，也在此处，是个很重要的模块
  • view：主要是我们写页面的模块
  • action：这是一个非常重要的模块，所有的事件都在此处定义和中转
  • effect：相关的业务逻辑，网络请求等等的“副作用”操作，都可以写在该模块
  • reducer：该模块主要是用来更新数据的，也可以写一些简单的逻辑或者和数据有关的逻辑操作

• view ---> action(事件定义和中转) ---> effect （业务逻辑  网络）---> reducer（更新数据）

优点：

1. 数据集中管理，框架自动完成reducer合并。
2. 组件分治管理，组件之间以及和容器之间互相隔离。
3. View、Reducer、Effect隔离。易于编写复用。
4. 声明式配置组装。
5. 良好的扩展性。

个人感觉fish_redux的设计适用于复杂的业务场景，加上复杂的目录结构以及相关概念，不太适合普通的数据不太复杂的业务。

fish_redux使用详解---看完就会用！

3.3 redux

fish-redux将页面分为类redux的Store（业务）和Component（视图）两层，每个视图组件同样是redux标准结构。

数据更新时，视图组件首先会尝试在自身Store中进行计算并更新自身，当发现缺少数据或更新将影响其他视图组件时，则将数据的改动广播至全局Store处理。

单个视图组件的数据流如下图：

整体数据流如下图：

优势

1. 数据流分为全局Store、组件Store和组件视图三层。项目规模变大时，合理分配全局Store、组件Store承载的业务逻辑可避免业务层复杂度过高。同时组件Store的设计帮助实现业务逻辑在组件范围的自治。
2. 组件通信方式依赖全局Store，数据同步与组件树结构解耦，便于项目维护。
3. 组件可插拔，组件获取数据依赖全局Store，与组件树结构解耦，便于项目维护。

劣势

1. redux模式下模板代码多，合理使用的门槛较高。
2. 项目规模变大时，单一的全局Store仍有复杂度过高的可能。

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