Frontend būsenos valdymas: visuotinis Redux, Zustand ir Jotai palyginimas

Dinamiškame frontend kūrimo pasaulyje efektyvus aplikacijos būsenos valdymas yra svarbiausias dalykas. Vartotojo sąsajoms tampant vis sudėtingesnėms ir interaktyvesnėms, tvirti būsenos valdymo sprendimai tampa nepakeičiamais įrankiais kuriant plečiamas, prižiūrimas ir našias aplikacijas. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus, globaliai orientuotas trijų žinomų būsenos valdymo bibliotekų palyginimas: Redux, Zustand ir Jotai. Mes gilinsimės į jų pagrindines filosofijas, architektūros modelius, privalumus, trūkumus ir tinkamumą įvairaus dydžio projektams bei komandų struktūroms, siekdami patenkinti tarptautinės kūrėjų auditorijos poreikius.

Nuolat kintantis frontend būsenos peizažas

Šiuolaikinės žiniatinklio aplikacijos nebėra statiški puslapiai. Tai turtingos, interaktyvios patirtys, kuriose duomenys nuolat teka ir keičiasi. Vartotojo įvestys, API atsakymai ir realaus laiko atnaujinimai prisideda prie sudėtingo aplikacijos būsenos tinklo. Be gerai apibrėžtos strategijos, ši būsena gali greitai tapti sunkiai valdoma, sukeldama klaidas, našumo problemas ir varginančią kūrimo patirtį. Čia į pagalbą ateina būsenos valdymo bibliotekos.

Tinkamo būsenos valdymo įrankio pasirinkimas yra kritinis sprendimas, turintis įtakos ilgalaikei projekto sėkmei. Tokie veiksniai kaip projekto mastas, komandos susipažinimas su tam tikromis paradigmomis, našumo reikalavimai ir norima kūrėjo patirtis vaidina svarbų vaidmenį. Šiuo palyginimu siekiama suteikti kūrėjams visame pasaulyje žinių, leidžiančių priimti pagrįstus sprendimus, atsižvelgiant į įvairius projektų kontekstus ir komandų galimybes.

Redux: Įsitvirtinęs milžinas

Redux, įkvėptas funkcinio programavimo principų ir Flux architektūros, ilgą laiką buvo dominuojanti jėga frontend būsenos valdyme, ypač React ekosistemoje. Jo pagrindiniai principai sukasi aplink vieną, nekintamą būsenos medį (store), veiksmus (actions), kurie aprašo pokyčius, ir reduktorius (reducers) – grynąsias funkcijas, atsakingas už būsenos atnaujinimą.

Pagrindinės Redux koncepcijos

• Vienas tiesos šaltinis: Visa aplikacijos būsena yra saugoma viename JavaScript objekte, todėl ją lengviau derinti ir suprasti.
• Būsena yra tik skaitoma: Vienintelis būdas pakeisti būseną yra išsiunčiant veiksmą (action) – objektą, aprašantį, kas įvyko.
• Pokyčiai atliekami su grynomis funkcijomis: Norėdami nurodyti, kaip būsenos medį transformuoja veiksmai, rašote reduktorius (reducers) – grynąsias funkcijas, kurios priima ankstesnę būseną bei veiksmą ir grąžina naują būseną.

Architektūra ir darbo eiga

Tipinė Redux darbo eiga apima šiuos žingsnius:

1. Vartotojo sąsaja išsiunčia veiksmą (pvz., { type: 'ADD_TODO', payload: 'Išmokti Redux' }).
2. Redux perduoda šį veiksmą reduktoriams.
3. Reduktoriai atnaujina būseną pagal veiksmo tipą ir duomenis (payload).
4. Vartotojo sąsajos komponentai prenumeruoja saugyklą (store) ir persirenderina, kai pasikeičia atitinkama būsenos dalis.

Redux privalumai

• Nuspėjamumas: Griežta vienakryptė duomenų tėkmė ir nekintamumas daro būsenos pokyčius nuspėjamus ir lengviau derinamus.
• Didelė ekosistema ir bendruomenė: Redux gali pasigirti didžiule tarpinių programų (middleware) ekosistema (pvz., Redux Thunk ar Redux Saga asinchroninėms operacijoms), kūrėjų įrankiais (Redux DevTools) ir išsamia dokumentacija. Ši pasaulinė bendruomenė suteikia daug palaikymo ir išteklių.
• Plečiamumas: Jo struktūrizuotas požiūris puikiai tinka didelėms, sudėtingoms aplikacijoms, prie kurių dirba daug kūrėjų.
• Derinimo galimybės: Redux DevTools yra galingas įrankis, leidžiantis laiko kelionės derinimą (time-travel debugging), veiksmų registravimą ir būsenos tikrinimą, kas yra neįkainojama diagnozuojant problemas.
• Komandinis bendradarbiavimas: Priverstinė struktūra gali padėti užtikrinti kodavimo standartų ir modelių laikymąsi, palengvinant bendradarbiavimą tarp įvairių pasaulinių komandų.

Redux trūkumai

• Šabloninis kodas (Boilerplate): Redux dažnai reikalauja daug šabloninio kodo, ypač paprastiems būsenos atnaujinimams, kas gali būti išplėsta ir atimti daug laiko.
• Mokymosi kreivė: Suprasti tokias sąvokas kaip reduktoriai, veiksmai, tarpinės programos (middleware) ir nekintamumas gali būti staigesnė mokymosi kreivė kūrėjams, kurie anksčiau nesusidūrė su šiais modeliais.
• Našumo aspektai: Nors paprastai yra našus, netinkamas įgyvendinimas ar perteklinis nekintamumo naudojimas kartais gali sukelti našumo kliūtis, ypač esant labai dideliems būsenos medžiams ar dažniems atnaujinimams.
• Perteklinis mažiems projektams: Paprastesnėms aplikacijoms Redux sudėtingumas ir šabloninis kodas gali būti nereikalingi ir lėtinti kūrimo procesą.

Kada naudoti Redux

Redux išlieka puikus pasirinkimas:

• Didelio masto įmonių lygio aplikacijoms su sudėtinga būsena.
• Projektams, reikalaujantiems tvirto derinimo ir nuspėjamų būsenos pokyčių.
• Komandoms, kurios vertina labai struktūrizuotą ir griežtą požiūrį į būsenos valdymą.
• Aplikacijoms su dideliu skaičiumi asinchroninių operacijų, kurias galima efektyviai valdyti su tarpinėmis programomis.

Zustand: paprastumas susitinka su galia

Zustand, sukurtas Poimandres, sulaukė didelio populiarumo dėl savo paprastumo, našumo ir minimalaus šabloninio kodo. Jis siūlo „hook“ principais paremtą požiūrį, kuris jaučiasi labai natūraliai React aplikacijose, abstrahuojant didelę dalį sudėtingumo, susijusio su tradiciniu Redux.

Pagrindinės Zustand koncepcijos

• „Hook“ pagrindu veikiantis API: Zustand pateikia paprastą „hook“ (`useStore`), leidžiantį komponentams prenumeruoti būsenos pokyčius.
• Jokio šabloninio kodo: Būsena ir veiksmai apibrėžiami kartu vienoje funkcijoje, todėl daugeliu atvejų nereikia atskirų veiksmų tipų ir reduktorių.
• Nekintamumas pagal nutylėjimą: Nors nėra griežtai priverstinis kaip Redux, Zustand skatina nekintamumą siekiant nuspėjamų atnaujinimų.
• Selektoriai: Zustand palaiko selektorius, leidžiančius komponentams prenumeruoti tik tas būsenos dalis, kurių jiems reikia, taip optimizuojant perrenderinimus.

Architektūra ir darbo eiga

Zustand darbo eiga yra stebėtinai paprasta:

1. Apibrėžkite saugyklą (store) naudodami `create` su pradine būsena ir metodais jai atnaujinti.
2. Komponente naudokite useStore „hook“, kad pasiektumėte būseną ir atnaujinimo funkcijas.
3. Iškvieskite atnaujinimo funkcijas (pvz., set((state) => ({ count: state.count + 1 }))), kad pakeistumėte būseną.

Zustand privalumai

• Minimalus šabloninis kodas: Tai bene didžiausias Zustand privalumas. Jis žymiai sumažina kodo kiekį, reikalingą būsenai sukurti ir valdyti, kas pagreitina kūrimo ciklus.
• Paprastas naudojimas: API yra intuityvus ir puikiai dera su React „hook“ paradigma, todėl kūrėjams lengva jį perprasti.
• Našumas: Zustand paprastai yra labai našus dėl optimizuoto prenumeratų modelio ir selektorių naudojimo.
• Lankstumas: Jis yra mažiau griežtas nei Redux, leidžiantis kūrėjams laisviau struktūrizuoti savo būseną ir logiką.
• TypeScript palaikymas: Puikus pirminis TypeScript palaikymas pagerina kūrėjo patirtį ir sumažina vykdymo metu kylančių klaidų skaičių.
• Nereikia konteksto teikėjo (Context Provider): Skirtingai nuo daugelio kitų sprendimų, Zustand nereikalauja apgaubti jūsų aplikacijos konteksto teikėju, supaprastinant diegimą.

Zustand trūkumai

• Mažiau griežta struktūra: Nors kai kuriems tai yra privalumas, griežtos struktūros trūkumas gali sukelti neatitikimų didesnėse komandose ar projektuose, jei nėra laikomasi aiškių susitarimų.
• Mažesnė ekosistema: Palyginti su Redux, jo tarpinių programų ir specializuotų įrankių ekosistema yra mažesnė, nors jis gerai integruojasi su daugeliu bendrosios paskirties sprendimų.
• Derinimas: Nors būsena yra matoma, ji gali neturėti tokio paties lygio integruotų, laiko kelionės derinimo galimybių kaip Redux DevTools „iš dėžutės“, nors pasirinktinės tarpinės programos gali padėti.
• Asinchroninės operacijos: Sudėtingų asinchroninių operacijų tvarkymas gali reikalauti pasirinktinių tarpinių programų arba integracijos su bibliotekomis, tokiomis kaip `immer`, kad būtų lengviau atlikti nekintamus atnaujinimus asinchroninėje logikoje.

Kada naudoti Zustand

Zustand yra puikus pasirinkimas:

• Įvairaus dydžio projektams, nuo mažų iki didelių, kur pageidaujamas paprastesnis būsenos valdymo sprendimas.
• Komandoms, kurios nori sumažinti šabloninio kodo kiekį ir pagreitinti kūrimą.
• Kūrėjams, kurie teikia pirmenybę „hook“ principais paremtam, deklaratyviam požiūriui.
• Aplikacijoms, kuriose našumas ir efektyvūs perrenderinimai yra labai svarbūs.
• Projektams, kuriuose intensyviai naudojamas TypeScript.

Jotai: Atominis būsenos valdymas

Jotai, taip pat iš Poimandres, laikosi kitokio požiūrio, įkvėpimo semdamasis iš Recoil ir atomais pagrįsto būsenos valdymo. Vietoj vienos globalios saugyklos, Jotai valdo būseną mažais, nepriklausomais vienetais, vadinamais atomais. Šis atominis požiūris gali lemti labai smulkius būsenos atnaujinimus ir potencialiai geresnį našumą tam tikrais atvejais.

Pagrindinės Jotai koncepcijos

• Atomai: Fundamentalūs būsenos vienetai. Kiekvienas atomas yra nepriklausoma būsenos dalis, kurią galima skaityti, rašyti ir prenumeruoti.
• Atominė prigimtis: Komponentai prenumeruoja tik konkrečius atomus, nuo kurių priklauso. Jei atomas pasikeičia, persirenderins tik tie komponentai, kurie skaito tą atomą (arba iš jo išvestus atomus).
• Išvestiniai atomai: Atomai gali būti išvesti iš kitų atomų, leidžiant sukurti apskaičiuojamą būseną ir sudėtingas duomenų transformacijas.
• Jokio šabloninio kodo: Panašiai kaip Zustand, Jotai siekia minimalaus šabloninio kodo.

Architektūra ir darbo eiga

Jotai darbo eiga orientuota į atomus:

1. Apibrėžkite atomą naudodami `atom()` su pradine reikšme arba funkcija jai apskaičiuoti.
2. Komponente naudokite `useAtom` „hook“, kad skaitytumėte ir rašytumėte atomo reikšmę.
3. „Hook“ grąžina atomo reikšmę ir nustatymo funkciją (setter).

Jotai privalumai

• Smulkios prenumeratos: Kadangi būsena valdoma mažais atomais, persirenderina tik tie komponentai, kurie iš tikrųjų priklauso nuo konkretaus atomo, kai jis pasikeičia. Tai gali lemti geresnį našumą sudėtingose vartotojo sąsajose su daug tarpusavio priklausomybių.
• Minimalus šabloninis kodas: Jotai yra išskirtinai lengvas ir reikalauja labai mažai konfigūracijos kodo.
• Lankstumas ir komponuojamumas: Atominė prigimtis daro jį labai komponuojamu. Galite lengvai derinti ir išvesti atomus, kad sukurtumėte sudėtingą būsenos logiką.
• Kūrėjo patirtis: Jį lengva išmokti ir integruoti, ypač kūrėjams, susipažinusiems su React „hooks“.
• Puikus TypeScript palaikymas: Stiprus tipizavimas užtikrina tvirtą kūrimo patirtį.
• Nereikia konteksto teikėjo: Kaip ir Zustand, Jotai nereikalauja aukščiausio lygio konteksto teikėjo.

Jotai trūkumai

• Mentalinio modelio pasikeitimas: Atominis modelis gali būti nutolimas nuo vienos saugyklos požiūrio, būdingo Redux ar net Zustand, reikalaujantis šiek tiek pakoreguoti mentalinį modelį.
• Derinimas: Nors Jotai turi kūrėjų įrankius, jie gali būti ne tokie brandūs ar turtingi funkcijomis kaip Redux DevTools, ypač sudėtingesniuose derinimo scenarijuose.
• Asinchroninės operacijos: Asinchroninės logikos tvarkymas atomuose reikalauja suprasti Jotai specifinius asinchroninių operacijų modelius, kurie kai kuriems gali būti mažiau intuityvūs nei Redux tarpinės programos.
• Mažiau griežtas: Panašiai kaip Zustand, lankstumas reiškia, kad komandos turi nustatyti savo atomų organizavimo taisykles, ypač dideliuose projektuose.

Kada naudoti Jotai

Jotai yra stiprus kandidatas:

• Aplikacijoms, kuriose našumo optimizavimas per smulkius perrenderinimus yra labai svarbus.
• Projektams, kuriems naudingas komponuojamas ir lankstus būsenos valdymo modelis.
• Komandoms, ieškančioms lengvo, „hook“ pagrindu veikiančio sprendimo su minimaliu šabloniniu kodu.
• Situacijoms, kai būsenos logiką galima suskaidyti į mažus, nepriklausomus vienetus.
• Kūrėjams, kurie vertina atominės būsenos koncepciją, įkvėptą tokių bibliotekų kaip Recoil.

Lyginamoji analizė ir globalūs aspektai

Apibendrinkime pagrindinius skirtumus ir apsvarstykime, kaip jie gali paveikti pasaulines kūrėjų komandas:

Mokymosi kreivė ir kūrėjų įtraukimas

Redux: Turi stačiausią mokymosi kreivę dėl savo išskirtinių koncepcijų (veiksmai, reduktoriai, tarpinės programos, nekintamumas). Naujų kūrėjų, ypač turinčių įvairų išsilavinimą ar neturinčių ankstesnės patirties su šiais modeliais, įtraukimas gali reikalauti daugiau specializuotų mokymų. Tačiau jo išsami dokumentacija ir didelė bendruomenė reiškia, kad visame pasaulyje yra gausu išteklių.

Zustand: Siūlo daug švelnesnę mokymosi kreivę. Jo „hook“ pagrindu veikiantis API yra intuityvus React kūrėjams, o minimalus šabloninis kodas leidžia greitai jį perprasti. Tai gali pagreitinti naujų komandos narių įtraukimą visame pasaulyje.

Jotai: Mokymosi kreivė yra vidutinė. Suprasti atominį modelį gali užtrukti, tačiau `useAtom` „hook“ yra paprastas. Jo paprastumas ir komponuojamumas gali palengvinti pritaikymą komandoms, kurios yra susipažinusios su funkcinio programavimo koncepcijomis.

Šabloninis kodas ir kūrimo greitis

Redux: Daug šabloninio kodo. Net paprastos būsenos dalies sukūrimas gali apimti veiksmų tipų, veiksmų kūrėjų ir reduktorių apibrėžimą. Tai gali sulėtinti kūrimą, ypač ankstyvosiose projekto stadijose ar kuriant greitus prototipus.

Zustand: Labai mažai šabloninio kodo. Būsena ir atnaujinimo logika dažnai apibrėžiama vienoje vietoje, žymiai pagreitinant kūrimo greitį. Tai didelis privalumas lanksčioms (agile) komandoms skirtinguose regionuose.

Jotai: Minimalus šabloninis kodas. Atomų apibrėžimas ir `useAtom` naudojimas yra labai glaustas, prisidedant prie greito kūrimo.

Našumas

Redux: Paprastai našus, bet gali nukentėti, jei nekintamumas nėra tvarkomas efektyviai arba jei būsenos medis tampa pernelyg didelis. Dažnai reikalinga kruopšti optimizacija.

Zustand: Puikus našumas, ypač dėl optimizuoto prenumeratų mechanizmo ir galimybės pasirinkti konkrečias būsenos dalis.

Jotai: Potencialiai geriausias našumas labai dinamiškoms vartotojo sąsajoms su daug nepriklausomų būsenos dalių, dėka smulkių atominių atnaujinimų. Komponentai prenumeruoja tik tai, ko jiems reikia.

Ekosistema ir įrankiai

Redux: Neprilygstama ekosistema. Gausus tarpinių programų pasirinkimas asinchroninėms operacijoms, išsamūs kūrėjų įrankiai (Redux DevTools) ir integracija su daugybe kitų bibliotekų. Ši tvirta ekosistema yra didelis privalumas sprendžiant sudėtingus iššūkius.

Zustand: Auganti ekosistema. Gerai integruojasi su standartiniais JavaScript įrankiais ir bibliotekomis. Nors „iš dėžutės“ neturi tokios plačios specializuotų tarpinių programų gausos kaip Redux, jo lankstumas leidžia pritaikyti sprendimus.

Jotai: Labiau koncentruota ekosistema. Ji sukurta būti lengva ir plečiama. Nors gali nesiūlyti tokios pačios iš anksto paruoštų sprendimų įvairovės kaip Redux, jos pagrindiniai principai yra tvirti ir ji gerai integruojasi su kitais React ekosistemos įrankiais.

Tinkamumas projektui ir komandinis bendradarbiavimas

Redux: Idealus didelėms, sudėtingoms aplikacijoms su patyrusiomis komandomis, kurios yra susipažinusios su jo modeliais. Jo struktūrizuota prigimtis gali užtikrinti nuoseklumą geografiškai paskirstytose komandose.

Zustand: Tinka įvairiems projektams, nuo mažų iki didelių. Jo paprastumas gali paskatinti greitesnį bendradarbiavimą ir iteracijas pasaulinėse komandose, ypač tose, kurios turi mažiau patirties su sudėtingais būsenos valdymo modeliais.

Jotai: Puikiai tinka projektams, kuriems naudingas smulkus būsenos valdymas ir komponuojamumas. Jo naudojimo paprastumas ir komponuojamumas gali būti naudingi komandoms, kurios vertina lankstumą ir našumo derinimą.

Tinkamo įrankio pasirinkimas jūsų pasauliniam projektui

Sprendimas tarp Redux, Zustand ir Jotai nėra apie tai, kuris iš jų yra universaliai „geresnis“, bet apie tai, kuris geriausiai tinka jūsų konkrečiam projektui ir komandos kontekstui. Apsvarstykite šiuos pagrindinius klausimus:

• Projekto mastas ir sudėtingumas: Ar tai maža ar vidutinė aplikacija, ar didelė įmonės lygio sistema? Paprastesnėms programoms dažnai pakanka Zustand ar Jotai. Didžiulėms, sudėtingoms aplikacijoms su painiomis būsenos priklausomybėmis, Redux struktūra gali būti naudingesnė.
• Komandos patirtis: Koks jūsų komandos susipažinimas su šiomis bibliotekomis ar panašiais modeliais (pvz., Flux, nekintamais duomenimis)? Jei jūsų komanda yra nauja būsenos valdyme, Zustand paprastumas ar Jotai atominis modelis gali būti prieinamesni. Jei jie turi didelę Redux patirtį, likti prie jo gali būti efektyvu.
• Našumo reikalavimai: Ar yra konkrečių jūsų aplikacijos sričių, kurios yra labai dinamiškos ir linkusios į dažnus perrenderinimus? Jotai atominė prigimtis čia galėtų pasiūlyti didelių privalumų. Zustand taip pat yra stiprus našumo atžvilgiu.
• Kūrimo greitis: Kiek svarbus yra greitas kūrimas ir šabloninio kodo minimizavimas? Zustand ir Jotai šioje srityje yra nepralenkiami.
• Derinimo poreikiai: Kiek svarbūs yra pažangūs derinimo įrankiai, tokie kaip laiko kelionės derinimas? Redux šiuo atžvilgiu turi brandžiausią pasiūlymą.
• Ateities palaikymas: Apsvarstykite, kaip kiekviena biblioteka paveiks ilgalaikį jūsų kodo palaikymą ir plečiamumą, ypač su potencialiai kintančia pasauline darbo jėga.

Išvada: suteikiant galių pasaulinėms kūrėjų komandoms

Redux, Zustand ir Jotai kiekvienas siūlo skirtingus privalumus frontend būsenos valdymui. Redux, su savo tvirta struktūra ir didele ekosistema, išlieka galingu pasirinkimu sudėtingoms, didelio masto aplikacijoms. Zustand suteikia patrauklų paprastumo, našumo ir minimalaus šabloninio kodo balansą, todėl yra puikus universalus variantas. Jotai pristato atominio būsenos valdymo galią, siūlydamas smulkų valdymą ir potencialiai geresnį našumą dinamiškoms vartotojo sąsajoms.

Pasaulinėms kūrėjų komandoms toliau bendradarbiaujant per sienas ir laiko juostas, būsenos valdymo bibliotekos pasirinkimas gali ženkliai paveikti produktyvumą, kodo kokybę ir aplikacijos našumą. Suprasdami kiekvienos iš jų pagrindinius principus, privalumus ir trūkumus, kūrėjai gali priimti pagrįstus sprendimus, kurie geriausiai atitinka jų projekto unikalius poreikius, skatinant efektyvų ir sėkmingą programinės įrangos kūrimą visame pasaulyje.

Galiausiai, efektyviausia būsenos valdymo strategija yra ta, kurią jūsų komanda supranta, gali palaikyti ir kuri veda prie aukštos kokybės, našios vartotojo patirties jūsų pasaulinei vartotojų bazei.