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Svelte自定义Store实例：实现一个带缓存功能的状态管理器

2024-01-125.0k 阅读

理解 Svelte 中的 Store

在 Svelte 中，Store 是一种简单而强大的状态管理工具。它本质上是一个对象，至少包含一个 subscribe 方法，该方法允许组件订阅状态的变化。当状态发生改变时，所有订阅者都会收到通知并相应地更新视图。

例如，一个基本的 Svelte Store 可以这样创建：

// counter.js
import { writable } from'svelte/store';

const counter = writable(0);

export default counter;

在组件中使用这个 Store 时，可以这样订阅：

<script>
    import counter from './counter.js';
    let value;
    const unsubscribe = counter.subscribe((v) => {
        value = v;
    });
</script>

<p>The counter value is: {value}</p>

<button on:click={() => counter.update((n) => n + 1)}>Increment</button>

<script>
    // 当组件销毁时，取消订阅
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

在上述代码中，writable 是 Svelte 提供的一个辅助函数，用于创建一个可写的 Store。它返回的对象包含 subscribe、set 和 update 方法。subscribe 方法用于注册回调函数，以便在状态变化时执行；set 方法用于直接设置 Store 的值；update 方法用于通过回调函数更新 Store 的值。

自定义 Store 的基础

自定义 Store 意味着我们要手动创建一个满足 Svelte Store 接口（至少包含 subscribe 方法）的对象。这给予我们更大的灵活性，能够根据具体需求定制状态管理逻辑。

例如，我们可以创建一个简单的只读 Store：

// readOnlyStore.js
function createReadOnlyStore(initialValue) {
    let value = initialValue;
    const subscribers = [];

    const subscribe = (callback) => {
        // 立即调用回调函数，返回当前值
        callback(value);
        subscribers.push(callback);
        return () => {
            const index = subscribers.indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                subscribers.splice(index, 1);
            }
        };
    };

    return {
        subscribe
    };
}

const myReadOnlyStore = createReadOnlyStore('Initial value');

export default myReadOnlyStore;

在组件中使用这个只读 Store：

<script>
    import myReadOnlyStore from './readOnlyStore.js';
    let storeValue;
    const unsubscribe = myReadOnlyStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
    });
</script>

<p>The value of the read - only store is: {storeValue}</p>

<script>
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

在这个例子中，createReadOnlyStore 函数创建了一个只读的 Store。它通过维护一个订阅者数组 subscribers，并在 subscribe 方法中注册和取消注册订阅者。由于没有提供修改 value 的方法，所以这个 Store 是只读的。

实现带缓存功能的状态管理器

设计思路

带缓存功能的状态管理器意味着我们不仅要管理状态，还要在状态发生变化时将其缓存起来。这样，当需要时可以快速恢复到之前的状态。我们可以通过以下几个步骤来实现：

  1. 定义 Store 结构：创建一个满足 Svelte Store 接口的对象，包含 subscribe、set 和 update 方法。
  2. 缓存机制：维护一个缓存数组，每次状态变化时将当前状态存入缓存。
  3. 恢复功能：提供方法从缓存中恢复到指定的状态。

代码实现

// cachedStore.js
function createCachedStore(initialValue) {
    let value = initialValue;
    const cache = [];
    const subscribers = [];

    const subscribe = (callback) => {
        callback(value);
        subscribers.push(callback);
        return () => {
            const index = subscribers.indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                subscribers.splice(index, 1);
            }
        };
    };

    const set = (newValue) => {
        cache.push(value);
        value = newValue;
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    const update = (updater) => {
        cache.push(value);
        value = updater(value);
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    const revertTo = (index) => {
        if (index < 0 || index >= cache.length) {
            console.warn('Invalid cache index');
            return;
        }
        value = cache[index];
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    return {
        subscribe,
        set,
        update,
        revertTo
    };
}

const myCachedStore = createCachedStore(0);

export default myCachedStore;

在组件中使用这个带缓存功能的 Store：

<script>
    import myCachedStore from './cachedStore.js';
    let storeValue;
    const unsubscribe = myCachedStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
    });
</script>

<p>The value of the cached store is: {storeValue}</p>

<button on:click={() => myCachedStore.update((n) => n + 1)}>Increment</button>
<button on:click={() => myCachedStore.revertTo(0)}>Revert to initial</button>

<script>
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

在上述代码中，createCachedStore 函数创建了一个带缓存功能的 Store。cache 数组用于存储状态的历史记录。set 和 update 方法在更新状态时，先将当前状态存入缓存，然后再更新 value 并通知订阅者。revertTo 方法允许用户根据缓存索引恢复到之前的状态。

深入缓存机制的优化

缓存清理策略

随着状态的不断变化，缓存数组可能会变得非常大，占用大量内存。因此，我们需要一种缓存清理策略。一种简单的策略是设置一个最大缓存长度，当缓存超过这个长度时，移除最早的缓存项。

// cachedStoreWithCleanup.js
function createCachedStoreWithCleanup(initialValue, maxCacheLength = 10) {
    let value = initialValue;
    const cache = [];
    const subscribers = [];

    const subscribe = (callback) => {
        callback(value);
        subscribers.push(callback);
        return () => {
            const index = subscribers.indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                subscribers.splice(index, 1);
            }
        };
    };

    const set = (newValue) => {
        if (cache.length >= maxCacheLength) {
            cache.shift();
        }
        cache.push(value);
        value = newValue;
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    const update = (updater) => {
        if (cache.length >= maxCacheLength) {
            cache.shift();
        }
        cache.push(value);
        value = updater(value);
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    const revertTo = (index) => {
        if (index < 0 || index >= cache.length) {
            console.warn('Invalid cache index');
            return;
        }
        value = cache[index];
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
    };

    return {
        subscribe,
        set,
        update,
        revertTo
    };
}

const myCachedStoreWithCleanup = createCachedStoreWithCleanup(0, 5);

export default myCachedStoreWithCleanup;

在这个改进版本中，maxCacheLength 参数指定了缓存的最大长度。每次更新状态时，先检查缓存长度是否超过限制，如果超过则移除最早的缓存项。

缓存版本控制

有时候，我们可能希望对缓存进行版本控制，以便在不同的功能模块中使用不同版本的缓存。可以通过为缓存添加版本号来实现这一点。

// cachedStoreWithVersion.js
function createCachedStoreWithVersion(initialValue) {
    let value = initialValue;
    const cache = [];
    const subscribers = [];
    let version = 0;

    const subscribe = (callback) => {
        callback(value, version);
        subscribers.push(callback);
        return () => {
            const index = subscribers.indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                subscribers.splice(index, 1);
            }
        };
    };

    const set = (newValue) => {
        cache.push({ value, version });
        value = newValue;
        version++;
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value, version));
    };

    const update = (updater) => {
        cache.push({ value, version });
        value = updater(value);
        version++;
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value, version));
    };

    const revertTo = (index) => {
        if (index < 0 || index >= cache.length) {
            console.warn('Invalid cache index');
            return;
        }
        const { value: cachedValue, version: cachedVersion } = cache[index];
        value = cachedValue;
        version = cachedVersion;
        subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value, version));
    };

    return {
        subscribe,
        set,
        update,
        revertTo
    };
}

const myCachedStoreWithVersion = createCachedStoreWithVersion(0);

export default myCachedStoreWithVersion;

在这个版本中，cache 数组存储的是包含 value 和 version 的对象。每次状态更新时，版本号递增。revertTo 方法在恢复状态时，同时恢复对应的版本号，这样订阅者可以根据版本号做出更复杂的逻辑判断。

在复杂应用场景中使用带缓存的状态管理器

多组件共享缓存状态

在大型应用中，可能有多个组件需要共享同一个带缓存的状态管理器。可以通过将 Store 实例导入到各个组件中来实现。

例如，有两个组件 ComponentA.svelte 和 ComponentB.svelte 共享同一个带缓存的状态管理器：

ComponentA.svelte

<script>
    import myCachedStore from './cachedStore.js';
    let storeValue;
    const unsubscribe = myCachedStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
    });
</script>

<p>Component A: The value of the cached store is: {storeValue}</p>

<button on:click={() => myCachedStore.update((n) => n + 1)}>Increment in A</button>

<script>
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

ComponentB.svelte

<script>
    import myCachedStore from './cachedStore.js';
    let storeValue;
    const unsubscribe = myCachedStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
    });
</script>

<p>Component B: The value of the cached store is: {storeValue}</p>

<button on:click={() => myCachedStore.revertTo(0)}>Revert to initial in B</button>

<script>
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

在主组件中引入这两个组件：

<script>
    import ComponentA from './ComponentA.svelte';
    import ComponentB from './ComponentB.svelte';
</script>

<ComponentA />
<ComponentB />

这样，两个组件共享同一个带缓存的状态管理器，任何一个组件对状态的修改或恢复操作都会影响到另一个组件。

与 Svelte 的响应式系统结合

Svelte 的响应式系统非常强大，可以与带缓存的状态管理器很好地结合。例如，我们可以根据缓存状态的变化来动态更新组件的样式或行为。

<script>
    import myCachedStore from './cachedStore.js';
    let storeValue;
    let cacheLength;
    const unsubscribe = myCachedStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
        cacheLength = myCachedStore.cache.length;
    });
</script>

<p>The value of the cached store is: {storeValue}</p>
<p>The length of the cache is: {cacheLength}</p>

{#if cacheLength > 5}
    <p style="color: red;">Cache is getting large!</p>
{/if}

<button on:click={() => myCachedStore.update((n) => n + 1)}>Increment</button>

<script>
    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

在上述代码中，我们不仅订阅了状态值 storeValue，还订阅了缓存的长度 cacheLength。根据缓存长度，我们使用 Svelte 的响应式语法动态地显示不同的提示信息。

与其他状态管理库的对比

与 Redux 的对比

Redux 是一个流行的状态管理库，以其严格的单向数据流和可预测性而闻名。与 Svelte 自定义的带缓存状态管理器相比，有以下几点不同：

  1. 架构复杂度：Redux 有一套较为复杂的架构，包括 store、action、reducer 等概念。而 Svelte 的自定义 Store 更加轻量级，直接在 Store 内部实现状态更新逻辑，不需要像 Redux 那样通过 action 和 reducer 进行间接更新。
  2. 缓存实现：在 Redux 中实现缓存功能相对复杂，可能需要借助中间件或者自定义逻辑来维护状态的历史记录。而我们在 Svelte 中通过简单地在自定义 Store 中维护一个缓存数组就可以轻松实现。
  3. 性能：由于 Svelte 的细粒度响应式系统，在处理局部状态变化时，Svelte 的自定义 Store 可能具有更好的性能。而 Redux 每次状态变化都会触发整个应用的重新渲染（虽然可以通过 shouldComponentUpdate 等方法进行优化）。

与 MobX 的对比

MobX 也是一个流行的状态管理库，强调响应式编程。与 Svelte 自定义带缓存状态管理器相比：

  1. 编程模型：MobX 使用 observable 和 observer 模式，通过装饰器或函数来标记可观察状态和依赖组件。而 Svelte 基于其自身的响应式语法，在组件内部直接处理状态变化。
  2. 缓存机制：MobX 没有内置的缓存功能，实现缓存同样需要额外的逻辑。Svelte 的自定义 Store 可以根据需求灵活地添加缓存功能。
  3. 学习曲线：对于熟悉 Svelte 语法的开发者来说，理解和实现 Svelte 自定义 Store 相对容易。而 MobX 的 observable 和 observer 概念可能需要一些时间来掌握。

常见问题与解决方案

内存泄漏问题

在使用自定义 Store 时，如果没有正确取消订阅，可能会导致内存泄漏。例如，在组件销毁时没有调用 unsubscribe 函数。

解决方案是在 Svelte 组件的 onDestroy 生命周期钩子中调用 unsubscribe 函数，如前面的示例代码所示：

<script>
    import myCachedStore from './cachedStore.js';
    let storeValue;
    const unsubscribe = myCachedStore.subscribe((v) => {
        storeValue = v;
    });

    $: onDestroy(() => {
        unsubscribe();
    });
</script>

缓存索引越界问题

在调用 revertTo 方法时，如果传入的缓存索引超出了缓存数组的范围，会导致错误。

我们在 revertTo 方法中添加了边界检查：

const revertTo = (index) => {
    if (index < 0 || index >= cache.length) {
        console.warn('Invalid cache index');
        return;
    }
    value = cache[index];
    subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
};

这样可以避免因索引越界导致的程序崩溃。

多个 Store 之间的依赖问题

在复杂应用中，可能存在多个 Store 之间相互依赖的情况。例如，一个 Store 的状态变化会触发另一个 Store 的更新。

解决方案是在一个 Store 的 subscribe 回调函数中手动更新另一个 Store。例如：

// storeA.js
import { writable } from'svelte/store';

const storeA = writable(0);

export default storeA;

// storeB.js
import storeA from './storeA.js';

function createStoreB() {
    let value = 0;
    const subscribers = [];

    const subscribe = (callback) => {
        callback(value);
        subscribers.push(callback);
        return () => {
            const index = subscribers.indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                subscribers.splice(index, 1);
            }
        };
    };

    const updateBasedOnA = () => {
        storeA.subscribe((aValue) => {
            value = aValue * 2;
            subscribers.forEach((subscriber) => subscriber(value));
        });
    };

    return {
        subscribe,
        updateBasedOnA
    };
}

const storeB = createStoreB();
storeB.updateBasedOnA();

export default storeB;

在上述代码中，storeB 的状态依赖于 storeA，通过在 storeB 中订阅 storeA 的变化来更新自身状态。

通过以上内容，我们详细介绍了如何在 Svelte 中实现一个带缓存功能的状态管理器，包括基础实现、优化策略、在复杂场景中的应用、与其他状态管理库的对比以及常见问题的解决方案。希望这些内容能帮助你在前端开发中更好地管理状态。