zustand状态管理介绍

前言

在前端开发中，状态管理是一个非常重要的话题。我们有很多选择，比如 Redux、MobX、Context API 等等。今天我要向大家介绍一种轻量级但非常强大的状态管理库——Zustand。

一、概念和优势

1.1 什么是 Zustand？

很好看的一个官网。（https://zustand-demo.pmnd.rs/）

Zustand 是一个用于 React 应用程序的状态管理库。它由 Poimandres 团队开发，以其简洁和灵活著称。Zustand 的德语意思是“状态”，它致力于提供一个轻量、简单和强大的解决方案来管理你的应用状态。

1.2 为什么选择 Zustand？

轻量且简洁：与 Redux 等复杂的状态管理库相比，Zustand 的 API 简单直观，没有繁重的样板代码。
无依赖：Zustand 没有依赖任何其他库，它只是一个纯粹的 JavaScript 库。
灵活性：你可以随意使用任何模式来管理状态，Zustand 并不强制你遵循特定的模式。
优秀的性能：Zustand 使用不可变数据结构和浅比较来优化性能，确保你的应用运行流畅。

二、如何使用 Zustand

2.1 安装

首先，我们需要安装 Zustand：

npm install zustand

或者使用 Yarn：

yarn add zustand

2.2 创建一个简单的 store

我们可以通过 create 函数来创建一个状态 store。假设我们要管理一个计数器状态：

import create from 'zustand'

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

export default useStore

在组件中使用这个 store：

import React from 'react'
import useStore from './store'

function Counter() {
  const { count, increase, decrease } = useStore()
  return (
    <div>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={increase}>Increase</button>
      <button onClick={decrease}>Decrease</button>
    </div>
  )
}

export default Counter

2.3 api 介绍

Zustand 提供了一套简洁而强大的 API 来管理应用的状态。下面详细介绍 Zustand 的主要 API 及其用法。

1. `create`

create 是 Zustand 的核心函数，用于创建一个 store。

import create from 'zustand'

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

create 函数接收一个初始化函数作为参数，该函数提供 set 和 get 方法用于更新和获取状态。

2. `set`

set 方法用于更新状态。它接收一个部分状态对象或者一个状态更新函数。状态更新函数接收当前状态并返回新的部分状态对象。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

3. `get`

get 方法用于获取当前状态。可以在状态更新函数内部使用 get 方法来读取当前状态。

const useStore = create((set, get) => ({
  count: 0,
  increase: () => set(() => ({ count: get().count + 1 })),
  decrease: () => set(() => ({ count: get().count - 1 })),
}))

4. `subscribe`

subscribe 方法允许你订阅状态的变化。当状态发生变化时，订阅的回调函数会被调用。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
}))

const unsubscribe = useStore.subscribe(
  (state) => state.count,
  (count) => console.log('Count changed to', count)
)

// 取消订阅
unsubscribe()

5. `destroy`

destroy 方法用于销毁 store，清除所有订阅。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
}))

useStore.destroy()

6. `setState`

setState 方法允许你直接设置状态，而不是通过定义的状态更新函数。通常情况下不推荐直接使用 setState，除非你知道自己在做什么。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
}))

useStore.setState({ count: 10 })

7. `getState`

getState 方法允许你直接获取当前状态。与 get 方法类似，但 getState 是在 store 上调用的。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
}))

const currentState = useStore.getState()
console.log(currentState.count)

8. `useStore` Hook

在 React 组件中，你可以通过 useStore Hook 来访问状态和状态更新函数。

import React from 'react'
import useStore from './store'

function Counter() {
  const { count, increase, decrease } = useStore()
  return (
    <div>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={increase}>Increase</button>
      <button onClick={decrease}>Decrease</button>
    </div>
  )
}

export default Counter

2.4 应用须知

异步状态更新：你可以在状态更新函数中使用异步操作。例如，获取数据后更新状态：

const useStore = create((set) => ({
  data: null,
  fetchData: async () => {
    const response = await fetch('https://api.example.com/data')
    const data = await response.json()
    set({ data })
  },
}))

中间件：Zustand 支持使用中间件来扩展其功能。例如，使用 redux 中间件：

import { createStore, applyMiddleware } from 'redux'
import { createStore as createZustandStore } from 'zustand'
import { redux } from 'zustand/middleware'

const store = createZustandStore(redux(reducer, initialState, applyMiddleware(logger)))

状态持久化：可以使用中间件将状态持久化到 localStorage 或 sessionStorage。例如，使用 zustand/middleware 提供的 persist 中间件：

import create from 'zustand'
import { persist } from 'zustand/middleware'

const useStore = create(
  persist(
    (set) => ({
      count: 0,
      increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
      decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
    }),
    {
      name: 'count-storage', // 存储的键名
    }
  )
)

开发工具支持：Zustand 提供了与 Redux DevTools 兼容的中间件，可以方便地调试状态变化。

import create from 'zustand'
import { devtools } from 'zustand/middleware'

const useStore = create(
  devtools((set) => ({
    count: 0,
    increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
    decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
  }))
)

2.5 实际应用中的注意事项

在实际开发中使用 Zustand 时，有一些注意事项和最佳实践可以帮助你更高效地管理状态，并避免常见的陷阱。下面列举了这些注意事项。

避免将所有状态放在一个大 store 中

将所有状态放在一个大 store 中会导致状态管理变得复杂，难以维护和调试。建议将状态拆分成多个小的 store，根据不同的功能模块来管理各自的状态。

import create from 'zustand'

const useUserStore = create((set) => ({
  user: null,
  setUser: (user) => set({ user }),
}))

const useSettingsStore = create((set) => ({
  theme: 'light',
  setTheme: (theme) => set({ theme }),
}))

为状态提供合理的默认值

在初始化状态时，确保为所有状态属性提供合理的默认值。这有助于避免因状态未初始化而引起的错误。

const useStore = create((set) => ({
  user: null,
  theme: 'light',
  count: 0,
}))

避免不必要的状态变化

避免频繁或不必要的状态变化，以减少组件的重新渲染次数。可以通过浅比较优化状态更新。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () =>
    set((state) => {
      if (state.count < 10) {
        return { count: state.count + 1 }
      }
    }),
}))

利用 TypeScript 提高代码可靠性

使用 TypeScript 可以提高代码的可靠性和可维护性。为 Zustand 的 store 和状态定义类型，有助于避免类型错误。

import create from 'zustand'

interface State {
  count: number
  increase: () => void
  decrease: () => void
}

const useStore = create<State>((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

选择器优化状态读取

使用选择器可以优化状态读取，避免组件重新渲染。选择器可以精确地订阅状态的某一部分变化。

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

const useCount = () => useStore((state) => state.count)

function Counter() {
  const count = useCount()
  const increase = useStore((state) => state.increase)
  const decrease = useStore((state) => state.decrease)

  return (
    <div>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={increase}>Increase</button>
      <button onClick={decrease}>Decrease</button>
    </div>
  )
}

在实际开发中使用 Zustand 需要注意状态的拆分与模块化、状态初始化与默认值、异步操作与状态更新、性能优化、状态持久化、调试与开发工具的使用、以及结合 TypeScript 和选择器来提高代码的可靠性和可维护性。通过遵循这些注意事项和最佳实践，可以更高效地管理 React 应用中的状态。

三、Zustand 的核心原理

Zustand 的核心是通过 create 函数创建一个 store。create 函数接收一个初始化函数，该函数使用 set 和 get 方法来定义状态和操作。状态的更新是通过 set 函数完成的，而 get 函数允许在状态更新函数中获取当前状态。

3.1 不可变数据结构

Zustand 使用不可变数据结构，这意味着状态更新不会直接修改现有状态，而是创建一个新的状态对象。这有助于避免副作用并确保状态变化的可预测性。

3.2 浅比较优化

为了优化性能，Zustand 在状态更新时使用浅比较。这意味着只有当状态对象的顶级属性发生变化时，组件才会重新渲染。这减少了不必要的重新渲染，提高了应用的性能。

四、结合 Next.js 使用

在 Next.js 中使用 Zustand 需要考虑到服务器端渲染（SSR）和客户端渲染（CSR）之间的区别。

客户端渲染

在客户端渲染中使用 Zustand 非常简单，直接在组件中使用 Zustand 创建的 store 即可。

服务器端渲染

在服务器端渲染中，你需要确保每个请求都使用独立的 Zustand store。可以使用 getServerSideProps 或 getStaticProps 函数来初始化状态，并在客户端使用同一个状态。

import create from 'zustand'

const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increase: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
  decrease: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })),
}))

export const getServerSideProps = async () => {
  const store = useStore.getState()
  return {
    props: {
      initialState: store,
    },
  }
}

export default function Page({ initialState }) {
  const { count, increase, decrease } = useStore()
  return (
    <div>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={increase}>Increase</button>
      <button onClick={decrease}>Decrease</button>
    </div>
  )
}

结论

Zustand 是一个强大且灵活的状态管理库，适用于各种规模的 React 应用程序。通过理解其核心原理和插件机制，可以更好地利用 Zustand 提高开发效率和代码质量。无论是单纯的客户端渲染，还是复杂的服务器端渲染应用，Zustand 都能提供一个简洁且高效的解决方案。

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