用React、Redux、Immutable做俄羅斯方塊 | 掘金技術徵文

Chvin發表於2019-03-03
ReactRedux

俄羅斯方塊是一直各類程式語言熱衷實現的經典遊戲，JavsScript的實現版本也有很多，用React 做好俄羅斯方塊則成了我一個目標。

戳：chvin.github.io/react-tetri… 玩一玩！

開源地址：github.com/chvin/react…

效果預覽

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效果預覽

正常速度的錄製，體驗流暢。

響應式

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響應式

不僅指螢幕的自適應，而是在PC使用鍵盤、在手機使用手指的響應式操作：

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手機

資料持久化

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資料持久化

玩單機遊戲最怕什麼？斷電。通過訂閱 store.subscribe，將state儲存在localStorage，精確記錄所有狀態。網頁關了重新整理了、程式崩潰了、手機沒電了，重新開啟連線，都可以繼續。

Redux 狀態預覽（Redux DevTools extension）

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Redux狀態預覽

Redux設計管理了所有應存的狀態，這是上面持久化的保證。

遊戲框架使用的是 React + Redux，其中再加入了 Immutable，用它的例項來做來Redux的state。（有關React和Redux的介紹可以看：React入門例項、Redux中文文件）

1、什麼是 Immutable？

Immutable 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。

初識：

讓我們看下面一段程式碼：

function keyLog(touchFn) {
  let data = { key: `value` };
  f(data);
  console.log(data.key); // 猜猜會列印什麼？
}複製程式碼

不檢視f，不知道它對 data 做了什麼，無法確認會列印什麼。但如果 data 是 Immutable，你可以確定列印的是 value：

function keyLog(touchFn) {
  let data = Immutable.Map({ key: `value` });
  f(data);
  console.log(data.get(`key`));  // value
}複製程式碼

JavaScript 中的Object與Array等使用的是引用賦值，新的物件簡單的引用了原始物件，改變新也將影響舊的：

foo = {a: 1};  bar = foo;  bar.a = 2;
foo.a // 2複製程式碼

雖然這樣做可以節約記憶體，但當應用複雜後，造成了狀態不可控，是很大的隱患，節約的記憶體優點變得得不償失。

Immutable則不一樣，相應的：

foo = Immutable.Map({ a: 1 });  bar = foo.set(`a`, 2);
foo.get(`a`) // 1複製程式碼

簡潔：

在Redux中，它的最優做法是每個reducer都返回一個新的物件（陣列），所以我們常常會看到這樣的程式碼：

// reducer
...
return [
   ...oldArr.slice(0, 3),
   newValue,
   ...oldArr.slice(4)
];複製程式碼

為了返回新的物件（陣列），不得不有上面奇怪的樣子，而在使用更深的資料結構時會變的更棘手。
讓我們看看Immutable的做法：

// reducer
...
return oldArr.set(4, newValue);複製程式碼

是不是很簡潔？

關於 “===”：

我們知道對於Object與Array的===比較，是對引用地址的比較而不是“值比較”，如：

{a:1, b:2, c:3} === {a:1, b:2, c:3}; // false
[1, 2, [3, 4]] === [1, 2, [3, 4]]; // false複製程式碼

對於上面只能採用 deepCopy、deepCompare來遍歷比較，不僅麻煩且好效能。

我們感受來一下Immutable的做法！

map1 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
map2 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
Immutable.is(map1, map2); // true

// List1 = Immutable.List([1, 2, Immutable.List[3, 4]]);
List1 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
List2 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
Immutable.is(List1, List2); // true複製程式碼

似乎有陣清風吹過。

React 做效能優化時有一個大招，就是使用 shouldComponentUpdate()，但它預設返回 true，即始終會執行 render() 方法，後面做 Virtual DOM 比較。

在使用原生屬性時，為了得出shouldComponentUpdate正確的true or false，不得不用deepCopy、deepCompare來算出答案，消耗的效能很不划算。而在有了Immutable之後，使用上面的方法對深層結構的比較就變的易如反掌。

對於「俄羅斯方塊」，試想棋盤是一個二維陣列，可以移動的方塊則是形狀(也是二維陣列)+座標。棋盤與方塊的疊加則組成了最後的結果Matrix。遊戲中上面的屬性都由Immutable構建，通過它的比較方法，可以輕鬆寫好shouldComponentUpdate。原始碼：/src/components/matrix/index.js#L35

Immutable學習資料：

2、如何在Redux中使用Immutable

目標：將state -> Immutable化。
關鍵的庫：gajus/redux-immutable
將原來 Redux提供的combineReducers改由上面的庫提供：

// rootReduers.js
// import { combineReducers } from `redux`; // 舊的方法
import { combineReducers } from `redux-immutable`; // 新的方法

import prop1 from `./prop1`;
import prop2 from `./prop2`;
import prop3 from `./prop3`;

const rootReducer = combineReducers({
  prop1, prop2, prop3,
});


// store.js
// 建立store的方法和常規一樣
import { createStore } from `redux`;
import rootReducer from `./reducers`;

const store = createStore(rootReducer);
export default store;複製程式碼

通過新的combineReducers將把store物件轉化成Immutable，在container中使用時也會略有不同（但這正是我們想要的）：

const mapStateToProps = (state) => ({
  prop1: state.get(`prop1`),
  prop2: state.get(`prop2`),
  prop3: state.get(`prop3`),
  next: state.get(`next`),
});
export default connect(mapStateToProps)(App);複製程式碼

3、Web Audio Api

遊戲裡有很多不同的音效，而實際上只引用了一個音效檔案：/build/music.mp3。藉助Web Audio Api能夠以毫秒級精確、高頻率的播放音效，這是<audio>標籤所做不到的。在遊戲進行中按住方向鍵移動方塊，便可以聽到高頻率的音效。

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網頁音效進階

WAA 是一套全新的相對獨立的介面系統，對音訊檔案擁有更高的處理許可權以及更專業的內建音訊效果，是W3C的推薦介面，能專業處理“音速、音量、環境、音色視覺化、高頻、音向”等需求，下圖介紹了WAA的使用流程。

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流程

其中Source代表一個音訊源，Destination代表最終的輸出，多個Source合成出了Destination。
原始碼：/src/unit/music.js 實現了ajax載入mp3，並轉為WAA，控制播放的過程。

WAA 在各個瀏覽器的最新2個版本下的支援情況（CanIUse）

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瀏覽器相容

可以看到IE陣營與大部分安卓機不能使用，其他ok。

Web Audio Api 學習資料：

4、遊戲在體驗上的優化

  • 技術：
    • 按下方向鍵水平移動和豎直移動的觸發頻率是不同的，遊戲可以定義觸發頻率，代替原生的事件頻率，原始碼：/src/unit/event.js ；
    • 左右移動可以 delay 掉落的速度，但在撞牆移動的時候 delay 的稍小；在速度為6級時 通過delay 會保證在一行內水平完整移動一次；
    • 對按鈕同時註冊touchstart和mousedown事件，以供響應式遊戲。當touchstart發生時，不會觸發mousedown，而當mousedown發生時，由於滑鼠移開事件元素可以不觸發mouseup，將同時監聽mouseout 模擬 mouseup。原始碼：/src/components/keyboard/index.js；
    • 監聽了 visibilitychange 事件，當頁面被隱藏切換的時候，遊戲將不會進行，切換回來將繼續，這個focus狀態也被寫進了Redux中。所以當用手機玩來電話時，遊戲進度將儲存；PC開著遊戲幹別的也不會聽到gameover，這有點像 ios 應用的切換。
    • 在任意時刻重新整理網頁，（比如消除方塊時、遊戲結束時）也能還原當前狀態；
    • 遊戲中唯一用到的圖片是
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      image

      ，其他都是CSS；

    • 遊戲相容 Chrome、Firefox、IE9+、Edge等；
  • 玩法：
    • 可以在遊戲未開始時制定初始的棋盤（十個級別）和速度（六個級別）；
    • 一次消除1行得100分、2行得300分、3行得700分、4行得1500分；
    • 方塊掉落速度會隨著消除的行數增加（每20行增加一個級別）；

5、開發中的經驗梳理

  • 為所有的component都編寫了shouldComponentUpdate，在手機上的效能相對有顯著的提升。中大型應用在遇到效能上的問題的時候，寫好shouldComponentUpdate 一定會幫你一把。
  • 無狀態元件（Stateless Functional Components）是沒有生命週期的。而因為上條因素，所有元件都需要生命週期 shouldComponentUpdate，所以未使用無狀態元件。
  • 在 webpack.config.js 中的 devServer屬性寫入host: `0.0.0.0`，可以在開發時用ip訪問，不侷限在localhost；
  • redux中的store並非只能通過connect將方法傳遞給container，可以跳出元件，在別的檔案拿出來做流程控制(dispatch)，原始碼：/src/control/states.js；
  • 用 react+redux 做持久化非常的方便，只要將redux狀態儲存，在每一個reduers做初始化的時候讀取就好。
  • 通過配置 .eslintrc.js與 webpack.config.js ，專案中整合了 ESLint 檢驗。使用 ESLint 可以使編碼按規範編寫，有效地控制程式碼質量。不符規範的程式碼在開發時（或build時）都能通過IDE與控制檯發現錯誤。 參考：Airbnb: React使用規範；

6、總結

  • 作為一個 React 的練手應用，在實現的過程中發現小小的“方塊”還是有很多的細節可以優化和打磨，這時就是考驗一名前端工程師的細心和功力的時候。
  • 優化的方向既有 React 的本身，比如哪些狀態由 Redux存，哪些狀態給元件的state就好；而跳出框架又有產品的很多特點可以玩，為了達到你的需求，這些都將自然的推進技術的發展。
  • 一個專案從零開始，功能一點一滴慢慢累積，就會蓋成高樓，不要畏難，有想法就敲起來吧。 ^_^

7、控制流程

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控制流程

這篇文章參加掘金技術徵文：gold.xitu.io/post/58522d…

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