Управление на състоянието във Frontend: Redux Toolkit срещу Zustand - Цялостно сравнение

В постоянно развиващия се свят на frontend разработката, ефективното управление на състоянието е от първостепенно значение. С нарастването на сложността на приложенията, управлението на потока от данни и осигуряването на последователност стават все по-голямо предизвикателство. За щастие, се появиха разнообразни библиотеки за управление на състоянието, които се справят с тези предизвикателства, като всяка предлага уникални подходи и компромиси. Тази статия предоставя цялостно сравнение на два популярни варианта: Redux Toolkit и Zustand. Ще се задълбочим в техните основни концепции, предимства, недостатъци и сценарии на употреба, за да ви помогнем да вземете информирано решение за следващия си проект.

Разбиране на управлението на състоянието

Преди да се потопим в спецификите на Redux Toolkit и Zustand, нека накратко прегледаме основите на управлението на състоянието във frontend приложенията.

Какво е състояние (State)?

Във frontend приложението състоянието се отнася до данните, които представят текущото състояние на приложението. Тези данни могат да включват потребителски въведени данни, отговори от API, UI конфигурации и др. Състоянието може да бъде локално, отнасящо се до един компонент, или глобално, достъпно в цялото приложение.

Защо да използваме библиотека за управление на състоянието?

• Централизирани данни: Библиотеките за управление на състоянието предоставят централно хранилище за състоянието на приложението, което улеснява достъпа и промяната на данни от различни компоненти.
• Предвидими актуализации: Те налагат предвидими модели на актуализация, като гарантират, че промените в състоянието са последователни и проследими.
• Подобрено отстраняване на грешки (Debugging): Те често предлагат инструменти за отстраняване на грешки, които опростяват процеса на проследяване на промените в състоянието и идентифициране на проблеми.
• Подобрена производителност: Чрез оптимизиране на актуализациите на състоянието и намаляване на ненужните презареждания на компоненти (re-renders), те могат да подобрят производителността на приложението.
• Поддръжка на кода: Те насърчават по-организирана и лесна за поддръжка кодова база чрез отделяне на логиката за управление на състоянието от UI компонентите.

Представяне на Redux Toolkit

Redux Toolkit е официалният, стандартизиран и препоръчителен начин за писане на Redux логика. Той опростява процеса на настройка и използване на Redux, като решава много от често срещаните проблеми, свързани с оригиналната Redux библиотека. Redux Toolkit цели да бъде цялостно решение (\"batteries included\") за Redux разработка.

Ключови характеристики на Redux Toolkit

• `configureStore`: Опростява процеса на създаване на Redux store, като автоматично настройва middleware и DevTools.
• `createSlice`: Рационализира създаването на Redux редуктори (reducers) и действия (actions), намалявайки шаблонния код (boilerplate).
• `createAsyncThunk`: Предоставя удобен начин за обработка на асинхронна логика, като например API извиквания.
• Неизменност (Immutability) по подразбиране: Използва Immer „под капака“, за да осигури неизменни актуализации на състоянието, предотвратявайки случайни мутации.

Работен процес с Redux Toolkit

1. Дефиниране на Slices: Използвайте `createSlice`, за да дефинирате редуктори и действия за всяка функционалност във вашето приложение.
2. Конфигуриране на Store: Използвайте `configureStore`, за да създадете Redux store с дефинираните slices.
3. Изпращане на действия (Dispatch Actions): Изпращайте действия от вашите компоненти, за да задействате актуализации на състоянието.
4. Извличане на данни: Използвайте селектори, за да извлечете данни от store-а и да ги предадете на вашите компоненти.

Пример: Реализация на брояч с Redux Toolkit

Нека илюстрираме използването на Redux Toolkit с прост пример за брояч.

1. Инсталирайте Redux Toolkit и React-Redux:

            npm install @reduxjs/toolkit react-redux
            

              
                Copy
              
            
          

2. Създайте Counter Slice (counterSlice.js):

            import { createSlice } from '@reduxjs/toolkit';

export const counterSlice = createSlice({
  name: 'counter',
  initialState: {
    value: 0,
  },
  reducers: {
    increment: (state) => {
      state.value += 1;
    },
    decrement: (state) => {
      state.value -= 1;
    },
    incrementByAmount: (state, action) => {
      state.value += action.payload;
    },
  },
});

export const { increment, decrement, incrementByAmount } = counterSlice.actions;

export const selectCount = (state) => state.counter.value;

export default counterSlice.reducer;
            

              
                Copy
              
            
          

3. Конфигурирайте Store-а (store.js):

            import { configureStore } from '@reduxjs/toolkit';
import counterReducer from './counterSlice';

export const store = configureStore({
  reducer: {
    counter: counterReducer,
  },
});
            

              
                Copy
              
            
          

4. Използвайте брояча в компонент (Counter.js):

            import React from 'react';
import { useSelector, useDispatch } from 'react-redux';
import { increment, decrement, incrementByAmount, selectCount } from './counterSlice';

export function Counter() {
  const count = useSelector(selectCount);
  const dispatch = useDispatch();

  return (
    <div>
      <button aria-label="Increment value" onClick={() => dispatch(increment())}>
        Increment
      </button>
      <span>{count}</span>
      <button aria-label="Decrement value" onClick={() => dispatch(decrement())}>
        Decrement
      </button>
      <button
        onClick={() => dispatch(incrementByAmount(5))}
      >
        Add 5
      </button>
    </div>
  );
}
            

              
                Copy
              
            
          

5. Предоставете Store-а на приложението (App.js):

            import React from 'react';
import { Provider } from 'react-redux';
import { store } from './store';
import { Counter } from './Counter';

function App() {
  return (
    <Provider store={store}>
      <Counter />
    </Provider>
  );
}

export default App;
            

              
                Copy
              
            
          

Предимства на Redux Toolkit

• Опростен Redux: Намалява шаблонния код и опростява често срещани Redux задачи.
• Подобрена производителност: Използва Immer за ефективни неизменни актуализации.
• Официална препоръка: Официално препоръчаният начин за писане на Redux логика.
• Обработка на асинхронност: Предоставя `createAsyncThunk` за управление на асинхронни операции.
• Интеграция с DevTools: Безпроблемно се интегрира с Redux DevTools за отстраняване на грешки.

Недостатъци на Redux Toolkit

• По-стръмна крива на учене: Все още изисква разбиране на Redux концепции, което може да бъде предизвикателство за начинаещи.
• Повече шаблонен код от Zustand: Въпреки че е намален в сравнение с чистия Redux, все още включва повече шаблонен код от Zustand.
• По-голям размер на пакета (Bundle Size): Малко по-голям размер на пакета в сравнение със Zustand.

Представяне на Zustand

Zustand е малко, бързо и мащабируемо минималистично решение за управление на състоянието. Той използва опростени flux принципи и се фокусира върху предоставянето на минимален API с максимална гъвкавост. Zustand е особено подходящ за малки до средни приложения, където простотата и лекотата на използване са от първостепенно значение.

Ключови характеристики на Zustand

• Прост API: Предоставя минимален и интуитивен API за създаване и управление на състоянието.
• Минимален шаблонен код: Изисква значително по-малко шаблонен код в сравнение с Redux Toolkit.
• Мащабируем: Може да се използва както в малки, така и в големи приложения.
• Базиран на Hooks: Използва React hooks за достъп и актуализиране на състоянието.
• Неизменността е опционална: Не налага неизменност по подразбиране, което позволява променливи актуализации, ако е желано (въпреки че неизменността все още се препоръчва за сложно състояние).

Работен процес със Zustand

1. Създаване на Store: Дефинирайте store с помощта на функцията `create`, като посочите началното състояние и функциите за актуализация.
2. Достъп до състоянието: Използвайте hook-а на store-а, за да достъпите състоянието и функциите за актуализация във вашите компоненти.
3. Актуализиране на състоянието: Извикайте функциите за актуализация, за да промените състоянието.

Пример: Реализация на брояч със Zustand

Нека реализираме същия пример с брояч, използвайки Zustand.

1. Инсталирайте Zustand:

            npm install zustand
            

              
                Copy
              
            
          

2. Създайте Store (store.js):

            import create from 'zustand';

export const useStore = create((set) => ({
  count: 0,
  increment: () => set((state) => ({ count: state.count + 1 })), 
  decrement: () => set((state) => ({ count: state.count - 1 })), 
  incrementByAmount: (amount) => set((state) => ({ count: state.count + amount }))
}));
            

              
                Copy
              
            
          

3. Използвайте брояча в компонент (Counter.js):

            import React from 'react';
import { useStore } from './store';

export function Counter() {
  const { count, increment, decrement, incrementByAmount } = useStore();

  return (
    <div>
      <button aria-label="Increment value" onClick={() => increment()}>
        Increment
      </button>
      <span>{count}</span>
      <button aria-label="Decrement value" onClick={() => decrement()}>
        Decrement
      </button>
      <button
        onClick={() => incrementByAmount(5)}
      >
        Add 5
      </button>
    </div>
  );
}
            

              
                Copy
              
            
          

4. Използвайте брояча в приложението (App.js):

            import React from 'react';
import { Counter } from './Counter';

function App() {
  return (
      <Counter />
  );
}

export default App;
            

              
                Copy
              
            
          

Предимства на Zustand

• Минимален шаблонен код: Изисква значително по-малко код в сравнение с Redux Toolkit.
• Лесен за научаване: Простият и интуитивен API го прави лесен за научаване и използване.
• Малък размер на пакета: Много малък размер на пакета, което минимизира въздействието върху производителността на приложението.
• Гъвкав: Може да се използва с или без неизменност.
• Базиран на Hooks: Безпроблемна интеграция с React hooks.

Недостатъци на Zustand

• По-малко стандартизиран: Предоставя по-малко структура и насоки в сравнение с Redux Toolkit, което може да бъде недостатък за по-големи екипи или сложни проекти.
• Няма вградена обработка на асинхронност: Изисква ръчна обработка на асинхронни операции.
• Ограничена поддръжка на DevTools: Интеграцията с DevTools е по-малко всеобхватна от тази на Redux DevTools.

Redux Toolkit срещу Zustand: Подробно сравнение

След като представихме и двете библиотеки, нека ги сравним по няколко ключови аспекта.

Шаблонен код (Boilerplate)

Zustand: Значително по-малко шаблонен код. Създаването на store и актуализирането на състоянието е кратко и лесно.

Redux Toolkit: Повече шаблонен код в сравнение със Zustand, особено при настройката на store-а и дефинирането на редуктори и действия. Въпреки това, това е огромно подобрение спрямо чистия Redux.

Крива на учене

Zustand: По-лесен за научаване поради простия си API и минималните концепции.

Redux Toolkit: По-стръмна крива на учене, тъй като изисква разбиране на Redux концепции като действия, редуктори и middleware.

Производителност

Zustand: Като цяло по-бърз поради по-малкия си размер и по-простия механизъм за актуализация. Неговата вродена простота означава по-малко допълнителни операции.

Redux Toolkit: Производителността като цяло е добра, особено с неизменните актуализации на Immer. Въпреки това, по-големият размер на пакета и по-сложният процес на актуализация могат да внесат известно забавяне.

Мащабируемост

Zustand: Може да се мащабира до по-големи приложения, но изисква повече дисциплина и организация, тъй като предоставя по-малко структура.

Redux Toolkit: Много подходящ за по-големи приложения поради структурирания си подход и поддръжката на middleware. Предвидимостта на Redux улеснява управлението на сложно състояние.

Неизменност (Immutability)

Zustand: Не налага неизменност по подразбиране, което позволява променливи актуализации. Въпреки това, неизменността все още се препоръчва за сложно състояние, за да се избегнат неочаквани странични ефекти. Библиотеки като Immer могат да бъдат интегрирани, ако е желано.

Redux Toolkit: Налага неизменност по подразбиране, използвайки Immer, като гарантира предвидими актуализации на състоянието и предотвратява случайни мутации.

Обработка на асинхронност

Zustand: Изисква ръчна обработка на асинхронни операции. Можете да използвате техники като thunks или sagas, но трябва да ги реализирате сами.

Redux Toolkit: Предоставя `createAsyncThunk` за опростяване на асинхронната логика, като например API извиквания. Това улеснява управлението на състояния на зареждане и обработката на грешки.

Поддръжка на DevTools

Zustand: Поддръжката на DevTools е налична, но по-малко всеобхватна от Redux DevTools. Може да изисква допълнителна конфигурация.

Redux Toolkit: Безпроблемно се интегрира с Redux DevTools, предоставяйки мощни възможности за отстраняване на грешки за проследяване на промени в състоянието и инспектиране на действия.

Размер на пакета (Bundle Size)

Zustand: Много малък размер на пакета, обикновено около 1KB.

Redux Toolkit: По-голям размер на пакета в сравнение със Zustand, но все пак сравнително малък (около 10-15KB).

Общност и екосистема

Zustand: По-малка общност и екосистема в сравнение с Redux Toolkit.

Redux Toolkit: По-голяма и по-утвърдена общност с по-широк набор от налични middleware, инструменти и ресурси.

Сценарии на употреба

Изборът на правилната библиотека за управление на състоянието зависи от специфичните изисквания на вашия проект. Ето някои често срещани сценарии на употреба за всяка библиотека.

Кога да използваме Redux Toolkit

• Големи и сложни приложения: Структурираният подход и поддръжката на middleware на Redux Toolkit го правят много подходящ за управление на сложно състояние в големи приложения. Например, сложни платформи за електронна търговия с удостоверяване на потребители, колички за пазаруване, управление на поръчки и продуктови каталози биха се възползвали.
• Приложения, изискващи предвидими актуализации на състоянието: Наложената от Redux Toolkit неизменност гарантира предвидими актуализации на състоянието, което е от решаващо значение за приложения, където последователността на данните е от първостепенно значение. Помислете за финансови приложения, управляващи транзакции, или здравни системи, управляващи пациентски досиета.
• Приложения с асинхронни операции: `createAsyncThunk` опростява обработката на асинхронна логика, което го прави идеален за приложения, които силно разчитат на API извиквания. Пример е социална медийна платформа, която извлича потребителски данни, публикации и коментари от сървър.
• Екипи, запознати с Redux: Ако вашият екип вече е запознат с концепциите на Redux, Redux Toolkit предоставя естествен и рационализиран начин да продължите да използвате Redux.
• Когато имате нужда от надеждни DevTools: Redux DevTools предоставя несравними възможности за отстраняване на грешки за сложни приложения.

Кога да използваме Zustand

• Малки до средни приложения: Простотата и минималният шаблонен код на Zustand го правят чудесен избор за по-малки до средни приложения, където сложността е по-ниска. Примерите включват прости приложения за списъци със задачи, лични блогове или малки уебсайтове-портфолио.
• Приложения, приоритизиращи лекотата на използване: Интуитивният API на Zustand го прави лесен за научаване и използване, което го прави подходящ за проекти, където бързото развитие и простотата са важни.
• Приложения, изискващи минимален размер на пакета: Малкият размер на пакета на Zustand минимизира въздействието върху производителността на приложението, което е от полза за приложения, където производителността е критична. Това е особено важно за мобилни приложения или уебсайтове, насочени към потребители с ограничена честотна лента.
• Прототипиране и бърза разработка: Неговата проста настройка позволява бързо прототипиране и експериментиране.
• Когато имате нужда от гъвкавост: Липсата на твърда структура е предимство, когато не сте сигурни в структурата на състоянието и не искате да бъдете обвързани.

Примери от реалния свят и сценарии на употреба

За да илюстрираме допълнително практическите приложения на Redux Toolkit и Zustand, нека разгледаме някои примери от реалния свят.

Примери с Redux Toolkit

• Платформа за електронна търговия: Управление на удостоверяване на потребители, количка за пазаруване, продуктов каталог, обработка на поръчки и интеграция на плащания. Структурата на Redux Toolkit помага за организиране на сложното състояние и осигурява предвидими актуализации.
• Финансово табло за управление: Показване на цени на акции в реално време, салда на портфейли и история на транзакциите. Способността на Redux Toolkit да обработва асинхронно извличане на данни и да управлява сложни взаимовръзки между данните е от решаващо значение.
• Система за управление на съдържанието (CMS): Управление на статии, потребители, разрешения и медийни активи. Redux Toolkit предоставя централизирано решение за управление на състоянието за контрол на различните аспекти на CMS.
• Глобални инструменти за сътрудничество: Платформи като Microsoft Teams или Slack използват подобни концепции за управление на присъствието на потребителите, състоянието на съобщенията и актуализациите в реално време в разпределена потребителска база.

Примери със Zustand

• Личен блог: Управление на настройките на темата, потребителските предпочитания и простите актуализации на съдържанието. Простотата на Zustand улеснява управлението на състоянието на блога, без да се въвежда ненужна сложност.
• Приложение за списък със задачи: Управление на задачи, категории и статус на завършеност. Минималният шаблонен код на Zustand позволява бързо внедряване и лесна поддръжка.
• Малък уебсайт-портфолио: Управление на данни за проекти, информация за контакт и персонализиране на темата. Малкият размер на пакета на Zustand осигурява оптимална производителност за уебсайта.
• Разработка на игри: Независимите разработчици на игри често използват по-просто управление на състоянието за управление на състоянието на играта (здраве на играча, резултат, инвентар), когато не искат натоварването от по-голяма библиотека за управление на състоянието.

Организация на кода и поддръжка

Организацията на кода и поддръжката са критични съображения при избора на библиотека за управление на състоянието. Ето как се сравняват Redux Toolkit и Zustand в това отношение.

Redux Toolkit

• Структуриран подход: Redux Toolkit налага структуриран подход с редуктори, действия и middleware, което насърчава организацията и последователността на кода.
• Модулен дизайн: Slices ви позволяват да разделите състоянието на приложението си на по-малки, управляеми модули, подобрявайки поддръжката на кода.
• Тестване: Предвидимите актуализации на състоянието на Redux Toolkit улесняват писането на unit тестове за вашите редуктори и действия.

Zustand

• Гъвкава структура: Zustand предоставя повече гъвкавост по отношение на организацията на кода, но изисква повече дисциплина за поддържане на последователна структура.
• Композируемо състояние: Zustand ви позволява да създавате композируемо състояние, което улеснява повторното използване на логиката на състоянието в различни части на вашето приложение.
• Тестване: Простият API на Zustand го прави сравнително лесен за писане на unit тестове, но изисква внимателно разглеждане на зависимостите на състоянието.

Общност и екосистема

Размерът и активността на общността и екосистемата на една библиотека могат значително да повлияят на вашето разработческо изживяване. Ето сравнение на Redux Toolkit и Zustand в тази област.

Redux Toolkit

• Голяма общност: Redux Toolkit има голяма и активна общност, предоставяща достатъчно поддръжка, ресурси и библиотеки от трети страни.
• Зряла екосистема: Екосистемата на Redux е зряла и добре установена, с широк набор от налични middleware, инструменти и разширения.
• Обширна документация: Redux Toolkit има обширна документация, което улеснява научаването и отстраняването на проблеми.

Zustand

• Растяща общност: Zustand има растяща общност, но е по-малка от общността на Redux Toolkit.
• Нововъзникваща екосистема: Екосистемата на Zustand все още се развива, с по-малко налични библиотеки и инструменти от трети страни в сравнение с Redux Toolkit.
• Кратка документация: Zustand има кратка и добре написана документация, но може да не е толкова всеобхватна, колкото документацията на Redux Toolkit.

Избор на правилната библиотека: Ръководство за вземане на решения

За да ви помогнем да вземете информирано решение, ето ръководство за вземане на решения въз основа на изискванията на вашия проект.

• Размер и сложност на проекта:
  • Малък до среден: Zustand обикновено се предпочита заради своята простота и лекота на използване.
  • Голям и сложен: Redux Toolkit е по-подходящ заради своя структуриран подход и мащабируемост.
• Познания на екипа:
  • Запознати с Redux: Redux Toolkit е естествен избор.
  • Незапознати с Redux: Zustand може да бъде по-лесен за научаване и възприемане.
• Изисквания за производителност:
  • Критична производителност: Малкият размер на пакета и по-простият механизъм за актуализация на Zustand могат да осигурят по-добра производителност.
  • Умерени изисквания за производителност: Производителността на Redux Toolkit като цяло е добра и достатъчна за повечето приложения.
• Изисквания за неизменност:
  • Изисква се неизменност: Redux Toolkit налага неизменност по подразбиране.
  • Неизменността е опционална: Zustand позволява променливи актуализации, но неизменността все още се препоръчва.
• Обработка на асинхронност:
  • Интензивно използване на асинхронни операции: `createAsyncThunk` на Redux Toolkit опростява обработката на асинхронност.
  • Ограничени асинхронни операции: Zustand изисква ръчна обработка на асинхронни операции.

Алтернативни решения за управление на състоянието

Въпреки че Redux Toolkit и Zustand са популярни избори, си струва да се отбележи, че съществуват и други решения за управление на състоянието, всяко със своите силни и слаби страни. Някои забележителни алтернативи включват:

• Context API: Вграденият в React context API предоставя прост начин за споделяне на състояние между компоненти без пробиване на пропове (prop drilling). Въпреки това, той не е идеален за сложни сценарии за управление на състоянието.
• Recoil: Библиотека за управление на състоянието, разработена от Facebook, която използва атоми и селектори за управление на състоянието по фино-зърнест и ефективен начин.
• MobX: Библиотека за управление на състоянието, която използва наблюдаеми данни и реактивни функции за автоматично актуализиране на компоненти при промяна на състоянието.
• XState: Библиотека за управление на сложно състояние с помощта на крайни автомати (state machines) и диаграми на състоянията (statecharts).

Заключение

Redux Toolkit и Zustand са отлични избори за управление на състоянието във frontend, като всеки предлага уникални предимства и компромиси. Redux Toolkit предоставя структуриран и стандартизиран подход, което го прави много подходящ за големи и сложни приложения. Zustand, от друга страна, предлага простота и лекота на използване, което го прави идеален за по-малки до средни проекти. Като внимателно обмислите изискванията на вашия проект и силните страни на всяка библиотека, можете да изберете правилния инструмент за ефективно управление на състоянието на вашето приложение и да изградите поддържаеми, мащабируеми и производителни frontend приложения.

В крайна сметка, най-добрият избор зависи от вашите специфични нужди и предпочитания. Експериментирайте и с двете библиотеки и вижте коя пасва най-добре на вашия работен процес и стил на кодиране. Успешно кодиране!