Flutter状态管理

状态管理是声明式编程非常重要的一个概念，我们在前面介绍过Flutter是声明式编程的，也区分声明式编程和命令式编程的区别。
这里，我们就来系统的学习一下Flutter声明式编程中非常重要的状态管理

一. 为什么需要状态管理？

1.1. 认识状态管理

很多从命令式编程框架（Android或iOS原生开发者）转成声明式编程（Flutter、Vue、React等）刚开始并不适应，因为需要一个新的角度来考虑APP的开发模式。

Flutter作为一个现代的框架，是声明式编程的：

在编写一个应用的过程中，我们有大量的State需要来进行管理，而正是对这些State的改变，来更新界面的刷新：

1.2. 不同状态管理分类

1.2.1. 短时状态Ephemeral state

某些状态只需要在自己的Widget中使用即可

• 比如我们之前做的简单计数器counter
• 比如一个PageView组件记录当前的页面
• 比如一个动画记录当前的进度
• 比如一个BottomNavigationBar中当前被选中的tab

这种状态我们只需要使用StatefulWidget对应的State类自己管理即可，Widget树中的其它部分并不需要访问这个状态。

这种方式在之前的学习中，我们已经应用过非常多次了。

1.2.2. 应用状态App state

开发中也有非常多的状态需要在多个部分进行共享

• 比如用户一个个性化选项
• 比如用户的登录状态信息
• 比如一个电商应用的购物车
• 比如一个新闻应用的已读消息或者未读消息

这种状态我们如果在Widget之间传递来、传递去，那么是无穷尽的，并且代码的耦合度会变得非常高，牵一发而动全身，无论是代码编写质量、后期维护、可扩展性都非常差。

这个时候我们可以选择全局状态管理的方式，来对状态进行统一的管理和应用。

1.2.3. 如何选择不同的管理方式

开发中，没有明确的规则去区分哪些状态是短时状态，哪些状态是应用状态。

• 某些短时状态可能在之后的开发维护中需要升级为应用状态。

但是我们可以简单遵守下面这幅流程图的规则：

针对React使用setState还是Redux中的Store来管理状态哪个更好的问题，Redux的issue上，Redux的作者Dan Abramov，它这样回答的：

The rule of thumb is: Do whatever is less awkward

经验原则就是：选择能够减少麻烦的方式。

二. 共享状态管理

2.1. InheritedWidget

InheritedWidget和React中的context功能类似，可以实现跨组件数据的传递。

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

• 这里定义了一个of方法，该方法通过context开始去查找祖先的HYDataWidget（可以查看源码查找过程）
• updateShouldNotify方法是对比新旧HYDataWidget，是否需要对更新相关依赖的Widget

class HYDataWidget extends InheritedWidget {final int counter;HYDataWidget({this.counter, Widget child}): super(child: child);static HYDataWidget of(BuildContext context) {return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType();}@overridebool updateShouldNotify(HYDataWidget oldWidget) {return this.counter != oldWidget.counter;}
}

创建HYDataWidget，并且传入数据（这里点击按钮会修改数据，并且重新build）

class HYHomePage extends StatefulWidget {@override_HYHomePageState createState() => _HYHomePageState();
}class _HYHomePageState extends State<HYHomePage> {int data = 100;@overrideWidget build(BuildContext context) {return Scaffold(appBar: AppBar(title: Text("InheritedWidget"),),body: HYDataWidget(counter: data,child: Center(child: Column(mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,children: <Widget>[HYShowData()],),),),floatingActionButton: FloatingActionButton(child: Icon(Icons.add),onPressed: () {setState(() {data++;});},),);}
}

在某个Widget中使用共享的数据，并且监听

2.2. Provider

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。

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

2.2.1. Provider的基本使用

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 {@overrideWidget 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）

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 {@overrideWidget 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),),);}
}

2.2.2. 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 {@overrideWidget 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),);
}),

2.2.3. 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

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；

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。

2.2.4. 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(),
));

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