前端状态管理：Redux Toolkit vs. Zustand - 全面比较

在不断发展的前端开发领域，有效的状态管理至关重要。随着应用程序的复杂性不断增加，管理数据流和确保一致性变得越来越具有挑战性。幸运的是，为了应对这些挑战，出现了各种状态管理库，每种库都提供了独特的方法和权衡。本文将对两种流行的选择进行全面比较：Redux Toolkit 和 Zustand。我们将深入探讨它们的核心概念、优点、缺点和用例，以帮助您为下一个项目做出明智的决策。

理解状态管理

在深入探讨 Redux Toolkit 和 Zustand 的具体细节之前，让我们简要回顾一下前端应用程序中状态管理的基本原理。

什么是状态？

在前端应用程序中，状态是指代表应用程序当前状况的数据。这些数据可以包括用户输入、API 响应、UI 配置等等。状态可以是局部的，仅与单个组件相关；也可以是全局的，可在整个应用程序中访问。

为什么使用状态管理库？

• 集中式数据：状态管理库为应用程序状态提供了一个中央存储库，使得从不同组件访问和修改数据变得更加容易。
• 可预测的更新：它们强制执行可预测的更新模式，确保状态变更是持续且可追溯的。
• 改进的调试：它们通常提供调试工具，简化了跟踪状态变更和识别问题的过程。
• 增强的性能：通过优化状态更新和减少不必要的重新渲染，它们可以提高应用程序的性能。
• 代码可维护性：它们通过将状态管理逻辑与 UI 组件分离，促进了更有组织和更易于维护的代码库。

Redux Toolkit 简介

Redux Toolkit 是官方推荐的、有主见的方式来编写 Redux 逻辑。它简化了设置和使用 Redux 的过程，解决了与原始 Redux 库相关的许多常见痛点。Redux Toolkit 旨在成为 Redux 开发的“开箱即用”解决方案。

Redux Toolkit 的主要特性

• `configureStore`：简化了创建 Redux store 的过程，自动设置中间件和开发者工具。
• `createSlice`：简化了 Redux reducer 和 action 的创建，减少了样板代码。
• `createAsyncThunk`：提供了一种处理异步逻辑（如 API 调用）的便捷方式。
• 默认不可变性：底层使用 Immer 来确保状态的不可变更新，防止意外的突变。

Redux Toolkit 工作流程

1. 定义 Slices：使用 `createSlice` 为应用程序中的每个功能定义 reducer 和 action。
2. 配置 Store：使用 `configureStore` 创建一个包含已定义 slices 的 Redux store。
3. 分发 Actions：从组件中分发 action 来触发状态更新。
4. 选择数据：使用 selector 从 store 中提取数据并将其传递给组件。

示例：使用 Redux Toolkit 实现计数器

让我们用一个简单的计数器示例来说明 Redux Toolkit 的用法。

1. 安装 Redux Toolkit 和 React-Redux：

            npm install @reduxjs/toolkit react-redux
            

              
                Copy
              
            
          

2. 创建一个计数器 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. 配置 Store (store.js)：

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

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

              
                Copy
              
            
          

4. 在组件中使用计数器 (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. 为应用提供 Store (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
              
            
          

Redux Toolkit 的优点

• 简化的 Redux：减少了样板代码，简化了常见的 Redux 任务。
• 改进的性能：使用 Immer 进行高效的不可变更新。
• 官方推荐：官方推荐的编写 Redux 逻辑的方式。
• 异步处理：提供了 `createAsyncThunk` 来管理异步操作。
• 开发者工具集成：与 Redux 开发者工具无缝集成，便于调试。

Redux Toolkit 的缺点

• 学习曲线较陡峭：仍然需要理解 Redux 的概念，这对初学者来说可能具有挑战性。
• 比 Zustand 样板代码更多：虽然相比原生 Redux 有所减少，但仍然比 Zustand 涉及更多的样板代码。
• 更大的打包体积：与 Zustand 相比，打包体积略大。

Zustand 简介

Zustand 是一个小型、快速且可扩展的极简状态管理解决方案。它使用简化的 flux 原则，并专注于提供一个具有最大灵活性的最小化 API。Zustand 特别适用于中小型应用程序，其中简单性和易用性是首要考虑因素。

Zustand 的主要特性

• 简单的 API：提供了用于创建和管理状态的最小化且直观的 API。
• 最少的样板代码：与 Redux Toolkit 相比，所需的样板代码要少得多。
• 可扩展：可用于小型和大型应用程序。
• 基于 Hooks：使用 React hooks 来访问和更新状态。
• 不可变性是可选的：默认情况下不强制执行不可变性，如果需要，允许进行可变更新（尽管对于复杂状态仍然推荐使用不可变性）。

Zustand 工作流程

1. 创建 Store：使用 `create` 函数定义一个 store，指定初始状态和更新函数。
2. 访问状态：使用 store hook 在组件中访问状态和更新函数。
3. 更新状态：调用更新函数来修改状态。

示例：使用 Zustand 实现计数器

让我们使用 Zustand 实现相同的计数器示例。

1. 安装 Zustand：

            npm install zustand
            

              
                Copy
              
            
          

2. 创建一个 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. 在组件中使用计数器 (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. 在应用中使用计数器 (App.js)：

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

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

export default App;
            

              
                Copy
              
            
          

Zustand 的优点

• 最少的样板代码：与 Redux Toolkit 相比，所需的代码要少得多。
• 易于学习：简单直观的 API 使其易于学习和使用。
• 打包体积小：非常小的打包体积，最大限度地减少了对应用程序性能的影响。
• 灵活：可以使用或不使用不可变性。
• 基于 Hooks：与 React hooks 无缝集成。

Zustand 的缺点

• 主见性较弱：与 Redux Toolkit 相比，提供的结构和指导较少，这对于大型团队或复杂项目可能是一个缺点。
• 没有内置的异步处理：需要手动处理异步操作。
• 开发者工具支持有限：开发者工具的集成不如 Redux 开发者工具全面。

Redux Toolkit vs. Zustand：详细比较

既然我们已经介绍了这两个库，让我们从几个关键方面对它们进行比较。

样板代码

Zustand：样板代码极少。创建 store 和更新状态简洁明了。

Redux Toolkit：与 Zustand 相比样板代码更多，尤其是在设置 store 和定义 reducer 及 action 时。然而，与原生 Redux 相比，这已经是一个巨大的改进。

学习曲线

Zustand：由于其简单的 API 和最少的概念，更容易学习。

Redux Toolkit：学习曲线更陡峭，因为它需要理解 Redux 的概念，如 action、reducer 和中间件。

性能

Zustand：由于其更小的体积和更简单的更新机制，通常速度更快。其固有的简单性意味着更少的开销操作。

Redux Toolkit：性能通常很好，尤其是在使用 Immer 的不可变更新时。然而，较大的打包体积和更复杂的更新过程可能会引入一些开销。

可扩展性

Zustand：可以扩展到大型应用程序，但需要更多的纪律和组织，因为它提供的结构较少。

Redux Toolkit：由于其结构化的方法和中间件支持，非常适合大型应用程序。Redux 的可预测性使管理复杂状态变得更容易。

不可变性

Zustand：默认情况下不强制执行不可变性，允许进行可变更新。然而，对于复杂状态，仍然建议使用不可变性以避免意外的副作用。如果需要，可以集成像 Immer 这样的库。

Redux Toolkit：默认使用 Immer 强制执行不可变性，确保可预测的状态更新并防止意外的突变。

异步处理

Zustand：需要手动处理异步操作。您可以使用像 thunk 或 saga 这样的技术，但需要自己实现。

Redux Toolkit：提供了 `createAsyncThunk` 来简化异步逻辑，例如 API 调用。这使得管理加载状态和处理错误变得更容易。

开发者工具支持

Zustand：支持开发者工具，但不如 Redux 开发者工具全面。可能需要额外的配置。

Redux Toolkit：与 Redux 开发者工具无缝集成，提供强大的调试功能，用于跟踪状态变更和检查 action。

打包体积

Zustand：打包体积非常小，通常在 1KB 左右。

Redux Toolkit：与 Zustand 相比打包体积更大，但仍然相对较小（约 10-15KB）。

社区与生态系统

Zustand：社区和生态系统比 Redux Toolkit 小。

Redux Toolkit：拥有更大、更成熟的社区，提供更广泛的中间件、工具和资源。

用例

选择正确的状态管理库取决于您项目的具体要求。以下是每种库的一些常见用例。

何时使用 Redux Toolkit

• 大型复杂应用：Redux Toolkit 的结构化方法和中间件支持使其非常适合管理大型应用中的复杂状态。例如，具有用户认证、购物车、订单管理和产品目录的复杂电子商务平台将从中受益。
• 需要可预测状态更新的应用：Redux Toolkit 强制的不可变性确保了可预测的状态更新，这对于数据一致性至关重要的应用至关重要。例如管理交易的金融应用或管理病历的医疗系统。
• 包含异步操作的应用：`createAsyncThunk` 简化了异步逻辑的处理，使其成为严重依赖 API 调用的应用的理想选择。例如，一个从服务器获取用户数据、帖子和评论的社交媒体平台。
• 熟悉 Redux 的团队：如果您的团队已经熟悉 Redux 的概念，Redux Toolkit 提供了一种自然且简化的方式来继续使用 Redux。
• 需要强大的开发者工具时：Redux 开发者工具为复杂应用提供了无与伦比的调试能力。

何时使用 Zustand

• 中小型应用：Zustand 的简单性和最少的样板代码使其成为复杂性较低的中小型应用的绝佳选择。例如，简单的待办事项列表应用、个人博客或小型作品集网站。
• 优先考虑易用性的应用：Zustand 直观的 API 使其易于学习和使用，适用于注重快速开发和简单性的项目。
• 要求最小打包体积的应用：Zustand 的小打包体积最大限度地减少了对应用性能的影响，这对于性能至关重要的应用非常有益。这对于移动应用或针对带宽有限用户的网站尤其重要。
• 原型设计和快速开发：其简单的设置允许快速进行原型设计和实验。
• 需要灵活性时：当您不确定状态的结构并且不想被锁定于某种模式时，缺乏严格的结构是一个优势。

真实世界示例与用例

为了进一步说明 Redux Toolkit 和 Zustand 的实际应用，让我们考虑一些真实世界的例子。

Redux Toolkit 示例

• 电子商务平台：管理用户认证、购物车、产品目录、订单处理和支付集成。Redux Toolkit 的结构有助于组织复杂的状态并确保可预测的更新。
• 金融仪表板：显示实时股票价格、投资组合余额和交易历史。Redux Toolkit 处理异步数据获取和管理复杂数据关系的能力至关重要。
• 内容管理系统 (CMS)：管理文章、用户、权限和媒体资产。Redux Toolkit 为控制 CMS 的各个方面提供了集中的状态管理解决方案。
• 全球协作工具：像 Microsoft Teams 或 Slack 这样的平台使用类似的概念来管理用户在线状态、消息状态以及跨分布式用户群的实时更新。

Zustand 示例

• 个人博客：管理主题设置、用户偏好和简单的内容更新。Zustand 的简单性使其易于管理博客的状态，而不会引入不必要的复杂性。
• 待办事项列表应用：管理任务、类别和完成状态。Zustand 的最少样板代码允许快速实现和轻松维护。
• 小型作品集网站：管理项目数据、联系信息和主题定制。Zustand 的小打包体积确保了网站的最佳性能。
• 游戏开发：独立游戏开发者通常使用更简单的状态管理来管理游戏状态（玩家生命值、得分、库存），当他们不希望有更大状态管理库的开销时。

代码组织与可维护性

在选择状态管理库时，代码组织和可维护性是关键的考虑因素。以下是 Redux Toolkit 和 Zustand 在这方面的比较。

Redux Toolkit

• 结构化方法：Redux Toolkit 强制采用包含 reducer、action 和中间件的结构化方法，这促进了代码的组织和一致性。
• 模块化设计：Slices 允许您将应用程序状态划分为更小、更易于管理的模块，从而提高了代码的可维护性。
• 可测试性：Redux Toolkit 可预测的状态更新使得为 reducer 和 action 编写单元测试变得更加容易。

Zustand

• 灵活的结构：Zustand 在代码组织方面提供了更大的灵活性，但需要更多的纪律来维持一致的结构。
• 可组合的状态：Zustand 允许您创建可组合的状态，从而更容易在应用程序的不同部分重用状态逻辑。
• 可测试性：Zustand 简单的 API 使其相对容易编写单元测试，但需要仔细考虑状态依赖关系。

社区与生态系统

库的社区和生态系统的规模和活跃程度可以显著影响您的开发体验。以下是 Redux Toolkit 和 Zustand 在这方面的比较。

Redux Toolkit

• 庞大的社区：Redux Toolkit 拥有一个庞大而活跃的社区，提供充足的支持、资源和第三方库。
• 成熟的生态系统：Redux 生态系统成熟且完善，拥有广泛的中间件、工具和扩展可用。
• 详尽的文档：Redux Toolkit 拥有详尽的文档，使其易于学习和解决问题。

Zustand

• 不断增长的社区：Zustand 的社区正在不断增长，但比 Redux Toolkit 的社区要小。
• 新兴的生态系统：Zustand 的生态系统仍在兴起，与 Redux Toolkit 相比，可用的第三方库和工具较少。
• 简洁的文档：Zustand 拥有简洁且编写良好的文档，但可能不如 Redux Toolkit 的文档全面。

选择合适的库：决策指南

为了帮助您做出明智的决定，这里有一份基于您项目需求的决策指南。

• 项目规模和复杂性：
  • 中小型：Zustand 因其简单性和易用性通常是首选。
  • 大型且复杂：Redux Toolkit 因其结构化方法和可扩展性更适合。
• 团队熟悉度：
  • 熟悉 Redux：Redux Toolkit 是一个自然的选择。
  • 不熟悉 Redux：Zustand 可能更容易学习和采用。
• 性能要求：
  • 性能至关重要：Zustand 的小打包体积和更简单的更新机制可以提供更好的性能。
  • 中等性能要求：Redux Toolkit 的性能通常很好，足以满足大多数应用程序的需求。
• 不可变性要求：
  • 需要不可变性：Redux Toolkit 默认强制执行不可变性。
  • 不可变性可选：Zustand 允许进行可变更新，但仍建议使用不可变性。
• 异步处理：
  • 大量使用异步操作：Redux Toolkit 的 `createAsyncThunk` 简化了异步处理。
  • 有限的异步操作：Zustand 需要手动处理异步操作。

其他状态管理解决方案

虽然 Redux Toolkit 和 Zustand 是流行的选择，但值得注意的是，还存在其他状态管理解决方案，每种方案都有其自身的优缺点。一些值得注意的替代方案包括：

• Context API：React 内置的 context API 提供了一种在组件之间共享状态的简单方法，无需进行 prop-drilling。然而，它不适用于复杂的状态管理场景。
• Recoil：由 Facebook 开发的状态管理库，使用原子（atom）和选择器（selector）以细粒度和高效的方式管理状态。
• MobX：一个状态管理库，使用可观察数据和反应式函数在状态变化时自动更新组件。
• XState：一个使用状态机和状态图来管理复杂状态的库。

结论

Redux Toolkit 和 Zustand 都是前端状态管理的绝佳选择，各自提供了独特的优势和权衡。Redux Toolkit 提供了一种结构化和有主见的方法，使其非常适合大型复杂应用。另一方面，Zustand 提供了简单性和易用性，使其成为中小型项目的理想选择。通过仔细考虑您的项目需求和每个库的优势，您可以选择正确的工具来有效地管理应用程序的状态，并构建可维护、可扩展和高性能的前端应用程序。

最终，最佳选择取决于您的具体需求和偏好。尝试使用这两个库，看看哪一个最适合您的工作流程和编码风格。编码愉快！