Immutable 可以給 React 應用帶來數十倍的提升，也有人說 Immutable 的引入是近期 JavaScript 中偉大的發明，因為同期 React 太火，它的光芒被掩蓋了。這篇文章主要介紹了Immutable及 React 中的實踐,非常不錯，寫的十分的全面細緻，具有一定的參考價值，對此有需要的朋友可以參考學習下。如有不足之處，歡迎批評指正。
有人說 Immutable 可以給 React 應用帶來數十倍的提升，也有人說 Immutable 的引入是近期 JavaScript 中偉大的發明，因為同期 React 太火，它的光芒被掩蓋了。這些至少說明 Immutable 是很有價值的，下面我們來一探究竟。 JavaScript 中的物件一般是可變的（Mutable），因為使用了引用賦值，新的物件簡單的引用了原始物件，改變新的物件將影響到原始物件。如 foo={a: 1}; bar=foo; bar.a=2 你會發現此時 foo.a 也被改成了 2。雖然這樣做可以節約記憶體，但當應用複雜後，這就造成了非常大的隱患，Mutable 帶來的優點變得得不償失。為了解決這個問題，一般的做法是使用 shallowCopy（淺拷貝）或 deepCopy（深拷貝）來避免被修改，但這樣做造成了 CPU 和記憶體的浪費。 Immutable 可以很好地解決這些問題。
什麼是 Immutable Data
Immutable Data 就是一旦建立，就不能再被更改的資料。對 Immutable 物件的任何修改或新增刪除操作都會返回一個新的 Immutable 物件。Immutable 實現的原理是 Persistent Data Structure（持久化資料結構），也就是使用舊資料建立新資料時，要保證舊資料同時可用且不變。同時為了避免 deepCopy 把所有節點都複製一遍帶來的效能損耗，Immutable 使用了 Structural Sharing（結構共享），即如果物件樹中一個節點發生變化，只修改這個節點和受它影響的父節點，其它節點則進行共享。
1.immutable.js
Facebook 工程師 Lee Byron 花費 3 年時間打造，與 React 同期出現，但沒有被預設放到 React 工具集裡（React 提供了簡化的 Helper）。它內部實現了一套完整的 Persistent Data Structure，還有很多易用的資料型別。像 Collection、List、Map、Set、Record、Seq。有非常全面的map、filter、groupBy、reduce``find函式式操作方法。同時 API 也儘量與 Object 或 Array 類似。 其中有 3 種最重要的資料結構說明一下：（Java 程式設計師應該最熟悉了） Map：鍵值對集合，對應於 Object，ES6 也有專門的 Map 物件 List：有序可重複的列表，對應於 Array Set：無序且不可重複的列表
2.seamless-immutable
與 Immutable.js 學院派的風格不同，seamless-immutable 並沒有實現完整的 Persistent Data Structure，而是使用 Object.defineProperty（因此只能在 IE9 及以上使用）擴充套件了 JavaScript 的 Array 和 Object 物件來實現，只支援 Array 和 Object 兩種資料型別，API 基於與 Array 和 Object 操持不變。程式碼庫非常小，壓縮後下載只有 2K。而 Immutable.js 壓縮後下載有 16K。 下面上程式碼來感受一下兩者的不同：
// 原來的寫法
let foo = {a: {b: 1}};
let bar = foo;
bar.a.b = 2;
console.log(foo.a.b); // 列印 2
console.log(foo === bar); // 列印 true
// 使用 immutable.js 後
import Immutable from ‘immutable';
foo = Immutable.fromJS({a: {b: 1}});
bar = foo.setIn([‘a', ‘b'], 2); // 使用 setIn 賦值
console.log(foo.getIn([‘a', ‘b'])); // 使用 getIn 取值，列印 1
console.log(foo === bar); // 列印 false
// 使用 seamless-immutable.js 後
import SImmutable from ‘seamless-immutable';
foo = SImmutable({a: {b: 1}})
bar = foo.merge({a: { b: 2}}) // 使用 merge 賦值
console.log(foo.a.b); // 像原生 Object 一樣取值，列印 1
console.log(foo === bar); // 列印 false
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複製程式碼Immutable 優點
1 . Immutable 降低了 Mutable 帶來的複雜度
可變（Mutable）資料耦合了 Time 和 Value 的概念，造成了資料很難被回溯。 比如下面一段程式碼：
function touchAndLog(touchFn) {
let data = { key: ‘value' };
touchFn(data);
console.log(data.key); // 猜猜會列印什麼？
}
複製程式碼在不檢視 touchFn 的程式碼的情況下，因為不確定它對 data 做了什麼，你是不可能知道會列印什麼（這不是廢話嗎）。但如果 data 是 Immutable 的呢，你可以很肯定的知道列印的是 value。
2 . 節省記憶體
Immutable.js 使用了 Structure Sharing 會盡量複用記憶體。沒有被引用的物件會被垃圾回收。
import { Map} from ‘immutable';
let a = Map({
select: ‘users',
filter: Map({ name: ‘Cam' })
})
let b = a.set(‘select', ‘people');
a === b; // false
a.get(‘filter') === b.get(‘filter'); // true
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複製程式碼上面 a 和 b 共享了沒有變化的 filter 節點。
3 . Undo/Redo，Copy/Paste，甚至時間旅行這些功能做起來小菜一碟
因為每次資料都是不一樣的，只要把這些資料放到一個陣列裡儲存起來，想回退到哪裡就拿出對應資料即可，很容易開發出撤銷重做這種功能。 後面我會提供 Flux 做 Undo 的示例。
4 . 併發安全
傳統的併發非常難做，因為要處理各種資料不一致問題，因此『聰明人』發明了各種鎖來解決。但使用了 Immutable 之後，資料天生是不可變的，併發鎖就不需要了。 然而現在並沒什麼卵用，因為 JavaScript 還是單執行緒執行的啊。但未來可能會加入，提前解決未來的問題不也挺好嗎？
擁抱函數語言程式設計
Immutable 本身就是函數語言程式設計中的概念，純函數語言程式設計比物件導向更適用於前端開發。因為只要輸入一致，輸出必然一致，這樣開發的元件更易於除錯和組裝。 像 ClojureScript，Elm 等函數語言程式設計語言中的資料型別天生都是 Immutable 的，這也是為什麼 ClojureScript 基於 React 的框架 — Om 效能比 React 還要好的原因。
使用 Immutable 的缺點
需要學習新的 API
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增加了資原始檔大小
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容易與原生物件混淆 這點是我們使用 Immutable.js 過程中遇到最大的問題。寫程式碼要做思維上的轉變。 雖然 Immutable.js 儘量嘗試把 API 設計的原生物件類似，有的時候還是很難區別到底是 Immutable 物件還是原生物件，容易混淆操作。 Immutable 中的 Map 和 List 雖對應原生 Object 和 Array，但操作非常不同，比如你要用 map.get(‘key') 而不是 map.key，array.get(0) 而不是 array[0]。另外 Immutable 每次修改都會返回新物件，也很容易忘記賦值。 當使用外部庫的時候，一般需要使用原生物件，也很容易忘記轉換。 下面給出一些辦法來避免類似問題發生： 使用 Flow 或 TypeScript 這類有靜態型別檢查的工具 約定變數命名規則：如所有 Immutable 型別物件以 $$ 開頭。 使用 Immutable.fromJS 而不是 Immutable.Map 或 Immutable.List 來建立物件，這樣可以避免 Immutable 和原生物件間的混用。 更多認識
1 . Immutable.is
兩個 immutable 物件可以使用 === 來比較，這樣是直接比較記憶體地址，效能最好。但即使兩個物件的值是一樣的，也會返回 false：
let map1 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
let map2 = Immutable.Map({a:1, b:1, c:1});
map1 === map2; // false
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複製程式碼為了直接比較物件的值，immutable.js 提供了 Immutable.is 來做『值比較』，結果如下：
Immutable.is(map1, map2); // true
複製程式碼Immutable.is 比較的是兩個物件的 hashCode 或 valueOf（對於 JavaScript 物件）。由於 immutable 內部使用了 Trie 資料結構來儲存，只要兩個物件的 hashCode 相等，值就是一樣的。這樣的演算法避免了深度遍歷比較，效能非常好。 後面會使用 Immutable.is 來減少 React 重複渲染，提高效能。 另外，還有 mori、cortex 等，因為類似就不再介紹。
2 . 與 Object.freeze、const 區別
Object.freeze 和 ES6 中新加入的 const 都可以達到防止物件被篡改的功能，但它們是 shallowCopy 的。物件層級一深就要特殊處理了。
3 . Cursor 的概念
這個 Cursor 和資料庫中的遊標是完全不同的概念。 由於 Immutable 資料一般巢狀非常深，為了便於訪問深層資料，Cursor 提供了可以直接訪問這個深層資料的引用。
import Immutable from ‘immutable';
import Cursor from ‘immutable/contrib/cursor';
let data = Immutable.fromJS({ a: { b: { c: 1 } } });
// 讓 cursor 指向 { c: 1 }
let cursor = Cursor.from(data, [‘a', ‘b'], newData => {
// 當 cursor 或其子 cursor 執行 update 時呼叫
console.log(newData);
}); //歡迎加入前端全棧開發交流圈一起吹水聊天學習交流：619586920
cursor.get(‘c'); // 1
cursor = cursor.update(‘c', x => x + 1);
cursor.get(‘c'); // 2
複製程式碼實踐
與 React 搭配使用，Pure Render 熟悉 React 的都知道，React 做效能優化時有一個避免重複渲染的大招，就是使用 shouldComponentUpdate()，但它預設返回 true，即始終會執行 render() 方法，然後做 Virtual DOM 比較，並得出是否需要做真實 DOM 更新，這裡往往會帶來很多無必要的渲染併成為效能瓶頸。 當然我們也可以在 shouldComponentUpdate() 中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 來避免無必要的 render()，但 deepCopy 和 deepCompare 一般都是非常耗效能的。 Immutable 則提供了簡潔高效的判斷資料是否變化的方法，只需 === 和 is 比較就能知道是否需要執行 render()，而這個操作幾乎 0 成本，所以可以極大提高效能。修改後的 shouldComponentUpdate 是這樣的：
import { is } from ‘immutable';
shouldComponentUpdate: (nextProps = {}, nextState = {}) => {
const thisProps = this.props || {}, thisState = this.state || {};
if (Object.keys(thisProps).length !== Object.keys(nextProps).length ||
Object.keys(thisState).length !== Object.keys(nextState).length) {
return true;
}
for (const key in nextProps) {
if (thisProps[key] !== nextProps[key] || ！is(thisProps[key], nextProps[key])) {
return true;
} //歡迎加入前端全棧開發交流圈一起吹水聊天學習交流：619586920
}
for (const key in nextState) {
if (thisState[key] !== nextState[key] || ！is(thisState[key], nextState[key])) {
return true;
}
}
return false;
}
複製程式碼使用 Immutable 後，如下圖，當紅色節點的 state 變化後，不會再渲染樹中的所有節點，而是隻渲染圖中綠色的部分：
你也可以藉助 React.addons.PureRenderMixin 或支援 class 語法的pure-render-decorator 來實現。
setState 的一個技巧
React 建議把 this.state 當作 Immutable 的，因此修改前需要做一個 deepCopy，顯得麻煩：
import ‘_' from ‘lodash';
const Component = React.createClass({
getInitialState() {
return {
data: { times: 0 }
} //歡迎加入前端全棧開發交流圈一起吹水聊天學習交流：619586920
},
handleAdd() {
let data = _.cloneDeep(this.state.data);
data.times = data.times + 1;
this.setState({ data: data });
// 如果上面不做 cloneDeep，下面列印的結果會是已經加 1 後的值。
console.log(this.state.data.times);
}
}
複製程式碼使用 Immutable 後：
getInitialState() {
return {
data: Map({ times: 0 })
}
},
handleAdd() {
this.setState({ data: this.state.data.update(‘times', v => v + 1) });
// 這時的 times 並不會改變
console.log(this.state.data.get(‘times'));
}
複製程式碼上面的 handleAdd 可以簡寫成：
handleAdd() {
this.setState(({data}) => ({
data: data.update(‘times', v => v + 1) })
});
}
複製程式碼2 . 與 Flux 搭配使用
由於 Flux 並沒有限定 Store 中資料的型別，使用 Immutable 非常簡單。 現在是實現一個類似帶有新增和撤銷功能的 Store：
import { Map, OrderedMap } from ‘immutable';
let todos = OrderedMap();
let history = []; // 普通陣列，存放每次操作後產生的資料
let TodoStore = createStore({
getAll() { return todos; }
});
Dispatcher.register(action => {
if (action.actionType === ‘create') {
let id = createGUID();
history.push(todos); // 記錄當前操作前的資料，便於撤銷
todos = todos.set(id, Map({
id: id,
complete: false,
text: action.text.trim()
}));
TodoStore.emitChange();
} else if (action.actionType === ‘undo') {
// 這裡是撤銷功能實現，
// 只需從 history 陣列中取前一次 todos 即可
if (history.length > 0) {
todos = history.pop();
}
TodoStore.emitChange();
} //歡迎加入前端全棧開發交流圈一起吹水聊天學習交流：619586920
});
複製程式碼3 . 與 Redux 搭配使用
Redux 是目前流行的 Flux 衍生庫。它簡化了 Flux 中多個 Store 的概念，只有一個 Store，資料操作通過 Reducer 中實現；同時它提供更簡潔和清晰的單向資料流（View -> Action -> Middleware -> Reducer），也更易於開發同構應用。目前已經在我們專案中大規模使用。 由於 Redux 中內建的 combineReducers 和 reducer 中的 initialState 都為原生的 Object 物件，所以不能和 Immutable 原生搭配使用。 幸運的是，Redux 並不排斥使用 Immutable，可以自己重寫 combineReducers 或使用 redux-immutablejs 來提供支援。 上面我們提到 Cursor 可以方便檢索和 update 層級比較深的資料，但因為 Redux 中已經有了 select 來做檢索，Action 來更新資料，因此 Cursor 在這裡就沒有用武之地了。
總結
Immutable 可以給應用帶來極大的效能提升，但是否使用還要看專案情況。由於侵入性較強，新專案引入比較容易，老專案遷移需要評估遷移。對於一些提供給外部使用的公共元件，最好不要把 Immutable 物件直接暴露在對外介面中。 如果 JS 原生 Immutable 型別會不會太美，被稱為 React API 終結者的 Sebastian Markbåge 有一個這樣的提案，能否通過現在還不確定。不過可以肯定的是 Immutable 會被越來越多的專案使用。
感謝您的觀看，如有不足之處，歡迎批評指正。
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