使用 Zustand 构建高性能 React 应用

在现代 Web 应用开发中，状态管理扮演着至关重要的角色。它负责管理应用程序的数据，并驱动用户界面的更新。React 作为最流行的 JavaScript 库之一，拥有众多状态管理方案，如 Redux、Context API、MobX 等。然而，这些方案在某些场景下可能显得过于复杂或性能不足。Zustand 作为一个小巧、简单、高性能的状态管理库，逐渐受到开发者的青睐。本文将深入探讨 Zustand 的优势、原理、使用方式以及如何使用 Zustand 构建高性能 React 应用。

Zustand 的优势：轻量级、简洁、高性能

Zustand 的设计理念是极简主义，它具有以下几个显著的优势：

• 轻量级： Zustand 的核心代码非常小，仅有几 KB 大小，这意味着它对应用的 bundle size 影响极小，可以显著提升应用的加载速度。
• 简洁： Zustand 的 API 设计非常简洁，易于学习和使用。它不需要样板代码，使得状态管理逻辑更加清晰易懂。
• 高性能： Zustand 采用基于订阅的更新机制，只更新真正需要更新的组件，避免了不必要的 re-render，从而提升应用的性能。
• 易于集成： Zustand 可以与 React 的函数组件和类组件无缝集成，无需额外的配置。
• 类型安全： Zustand 使用 TypeScript 构建，提供了良好的类型支持，可以在开发过程中避免潜在的类型错误。
• 灵活： Zustand 允许开发者自定义 store 的结构和更新逻辑，可以满足各种复杂的需求。

Zustand 的核心概念和原理

Zustand 的核心概念可以概括为以下几个部分：

• Store： 存储应用程序的状态。Store 是一个 JavaScript 对象，包含了应用程序的所有数据。
• Setter： 用于更新 Store 的函数。Setter 函数接收一个状态更新函数，该函数用于修改 Store 中的数据。
• Getter： 用于访问 Store 中的数据的函数。Getter 函数允许组件访问 Store 中的状态，而无需直接访问 Store 对象。
• Subscribe： 用于监听 Store 的变化。组件可以使用 subscribe 函数来监听 Store 的变化，并在 Store 更新时重新渲染。

Zustand 的工作原理可以简单描述为：

1. 创建 Store： 使用 create 函数创建一个 Store 对象，并定义 Store 的初始状态和更新函数 (Setter)。
2. 订阅 Store： 组件使用 useStore hook 订阅 Store 的状态。
3. 更新 Store： 组件通过调用 Setter 函数来更新 Store 的状态。
4. 触发更新： Zustand 检测到 Store 的变化，通知所有订阅的组件重新渲染。

Zustand 的使用方式：从零开始

下面我们通过一个简单的计数器示例来演示 Zustand 的使用方式：

1. 安装 Zustand：

   “`bash
   npm install zustand

   或者

   yarn add zustand
   “`

2. 创建 Store：

   “`typescript
   import { create } from ‘zustand’;

   interface CounterState {
   count: number;
   increment: () => void;
   decrement: () => void;
   }

   export const useCounterStore = create((set) => ({
   count: 0,
   increment: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
   decrement: () => set((state) => ({ count: state.count – 1 })),
   }));
   “`

   在上面的代码中，我们使用 create 函数创建了一个名为 useCounterStore 的 Store。create 函数接收一个回调函数，该回调函数定义了 Store 的初始状态和更新函数。set 函数用于更新 Store 的状态。

3. 在 React 组件中使用 Store：

   “`typescript
   import React from ‘react’;
   import { useCounterStore } from ‘./store’;

   const Counter = () => {
   const count = useCounterStore((state) => state.count);
   const increment = useCounterStore((state) => state.increment);
   const decrement = useCounterStore((state) => state.decrement);

   return (

   Count: {count}

   Increment
   Decrement

   );
   };

   export default Counter;
   “`

   在上面的代码中，我们使用 useCounterStore hook 订阅了 Store 的状态。useCounterStore hook 接收一个选择器函数，该函数用于选择需要使用的状态。当 Store 的状态发生变化时，Counter 组件会自动重新渲染。

构建高性能 React 应用的 Zustand 实践

仅仅了解 Zustand 的基本用法是不够的，我们需要将其应用到实际项目中，并通过一些技巧来进一步提升应用的性能。

1. 选择器优化：

   useStore hook 允许我们使用选择器函数来选择需要使用的状态。选择器函数应该尽可能地精简，只选择真正需要使用的状态。这样可以避免不必要的 re-render，提升应用的性能。

   例如，如果组件只需要使用 count 状态，可以这样使用选择器函数：

   typescript
const count = useCounterStore((state) => state.count);

   如果组件需要使用多个状态，可以使用 useMemo hook 来缓存选择器函数的结果，避免重复计算：

   “`typescript
   import { useMemo } from ‘react’;
   import { useCounterStore } from ‘./store’;

   const Counter = () => {
   const { count, increment, decrement } = useCounterStore(
   useMemo(
   (state) => ({
   count: state.count,
   increment: state.increment,
   decrement: state.decrement,
   }),
   []
   )
   );

   return (

   Count: {count}

   Increment
   Decrement

   );
   };

   export default Counter;
   “`

2. 避免不必要的更新：

   Zustand 的默认更新机制是浅比较。这意味着当 Store 的状态发生变化时，Zustand 会比较新旧状态的引用，如果引用不同，则会触发组件重新渲染。

   在某些情况下，我们可能需要避免不必要的更新。例如，当 Store 的状态是一个复杂对象时，即使对象的内容没有变化，只要对象的引用发生变化，就会触发组件重新渲染。

   为了避免这种情况，我们可以使用 shallow 函数来进行浅比较：

   “`typescript
   import { create, shallow } from ‘zustand’;

   interface UserState {
   user: {
   id: number;
   name: string;
   };
   updateName: (name: string) => void;
   }

   export const useUserStore = create((set) => ({
   user: {
   id: 1,
   name: ‘John Doe’,
   },
   updateName: (name: string) =>
   set((state) => ({
   user: {
   …state.user,
   name: name,
   },
   })),
   }));

   const UserProfile = () => {
   const user = useUserStore((state) => state.user, shallow);

   return (

   ID: {user.id}

   Name: {user.name}

   );
   };
   “`

   在上面的代码中，我们使用 shallow 函数来比较 user 对象。只有当 user 对象的属性发生变化时，才会触发 UserProfile 组件重新渲染。

3. 使用 transient 更新：

   Zustand 允许我们使用 transient 更新来优化性能。transient 更新是指在更新 Store 的状态时，不立即触发组件重新渲染。只有当更新完成后，才会触发一次组件重新渲染。

   transient 更新适用于需要多次更新 Store 的状态的场景。例如，当我们需要批量更新一个列表时，可以使用 transient 更新来避免多次组件重新渲染。

   “`typescript
   import { create } from ‘zustand’;

   interface ListState {
   items: string[];
   addItem: (item: string) => void;
   batchAddItems: (items: string[]) => void;
   }

   export const useListStore = create((set) => ({
   items: [],
   addItem: (item: string) =>
   set((state) => ({
   items: […state.items, item],
   })),
   batchAddItems: (items: string[]) =>
   set((state) => {
   return {
   items: […state.items, …items];
   }
   }), // 注意：Zustand 并没有原生支持 transient 更新，这里只是模拟
   }));

   const List = () => {
   const items = useListStore((state) => state.items);
   const batchAddItems = useListStore((state) => state.batchAddItems);

   const handleAddItems = () => {
   batchAddItems([‘item1’, ‘item2’, ‘item3’]);
   };

   return (

   {items.map((item) => (
   • {item}

   ))}

   Add Items

   );
   };
   “`

   注意：Zustand 并没有原生支持 transient 更新，上面的代码只是模拟了 transient 更新的效果。在实际项目中，可以使用其他方式来实现 transient 更新，例如使用 useRef hook 来存储中间状态，并在更新完成后一次性更新 Store 的状态。

4. 使用 devtools 进行调试：

   Zustand 提供了 devtools 中间件，可以方便地调试 Store 的状态。devtools 中间件可以记录 Store 的状态变化，并允许我们回退到之前的状态。

   要使用 devtools 中间件，需要安装 zustand/middleware 包：

   “`bash
   npm install zustand/middleware

   或者

   yarn add zustand/middleware
   “`

   然后，在创建 Store 时，使用 devtools 中间件：

   “`typescript
   import { create } from ‘zustand’;
   import { devtools } from ‘zustand/middleware’;

   interface CounterState {
   count: number;
   increment: () => void;
   decrement: () => void;
   }

   export const useCounterStore = create()(
   devtools((set) => ({
   count: 0,
   increment: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })),
   decrement: () => set((state) => ({ count: state.count – 1 })),
   }))
   );
   “`

   现在，你可以在 Chrome 的 React DevTools 中看到 Zustand 的状态变化。

Zustand 的局限性

尽管 Zustand 具有许多优点，但也存在一些局限性：

• 没有内置的中间件机制： 虽然 Zustand 提供了 devtools 中间件，但它没有内置的中间件机制。如果需要使用其他的中间件，需要手动实现。
• 不支持 time-travel debugging： 虽然 devtools 中间件可以记录 Store 的状态变化，但它不支持 time-travel debugging。这意味着我们无法回退到之前的状态，并查看当时的组件状态。

总结

Zustand 作为一个小巧、简单、高性能的状态管理库，非常适合构建高性能 React 应用。通过合理地使用选择器、避免不必要的更新、使用 transient 更新和 devtools 进行调试，我们可以进一步提升应用的性能。当然，Zustand 也存在一些局限性，需要在实际项目中根据具体情况进行选择。希望本文能够帮助你更好地理解和使用 Zustand，构建更加高效的 React 应用。