轉載自:https://zhuanlan.zhihu.com/p/20295971，
今天看到這篇文章後情不自禁的轉載過來了，我的天老爺，我看到後直接菊花一緊，這寫的太好了，直接寫進我心坎裡了，我必須推薦你們看一下，太帥了
Shared mutable state is the root of all evil（共享的可變狀态是萬惡之源）
-- Pete Hunt
有人說 Immutable 可以給 React 應用帶來數十倍的提升，也有人說 Immutable 的引入是近期 JavaScript 中偉大的發明，因為同期 React 太火，它的光芒被掩蓋了。這些至少說明 Immutable 是很有價值的，下面我們來一探究竟。
JavaScript 中的對象一般是可變的（Mutable），因為使用了引用指派，新的對象簡單的引用了原始對象，改變新的對象将影響到原始對象。如 `foo={a: 1}; bar=foo; bar.a=2` 你會發現此時 `foo.a` 也被改成了 `2`。雖然這樣做可以節約記憶體，但當應用複雜後，這就造成了非常大的隐患，Mutable 帶來的優點變得得不償失。為了解決這個問題，一般的做法是使用 shallowCopy（淺拷貝）或 deepCopy（深拷貝）來避免被修改，但這樣做造成了 CPU 和記憶體的浪費。
Immutable 可以很好地解決這些問題。
什麼是 Immutable Data
Immutable Data 就是一旦建立，就不能再被更改的資料。對 Immutable 對象的任何修改或添加删除操作都會傳回一個新的 Immutable 對象。Immutable 實作的原理是 Persistent Data Structure（持久化資料結構），也就是使用舊資料建立新資料時，要保證舊資料同時可用且不變。同時為了避免 deepCopy 把所有節點都複制一遍帶來的性能損耗，Immutable 使用了Structural Sharing（結構共享），即如果對象樹中一個節點發生變化，隻修改這個節點和受它影響的父節點，其它節點則進行共享。請看下面動畫：
> 擦，費了好大勁做了個 Gif 動畫，竟然被強制轉成了靜态圖，請移步 http://img.alicdn.com/tps/i2/TB1zzi_KXXXXXctXFXXbrb8OVXX-613-575.gif 觀看
目前流行的 Immutable 庫有兩個：
1. immutable.js
Facebook 工程師 Lee Byron 花費 3 年時間打造，與 React 同期出現，但沒有被預設放到 React 工具集裡（React 提供了簡化的 Helper）。它内部實作了一套完整的 Persistent Data Structure，還有很多易用的資料類型。像 `Collection`、`List`、`Map`、`Set`、`Record`、`Seq`。有非常全面的`map`、`filter`、`groupBy`、`reduce``find`函數式操作方法。同時 API 也盡量與 Object 或 Array 類似。
其中有 3 種最重要的資料結構說明一下：（Java 程式員應該最熟悉了）
- Map：鍵值對集合，對應于 Object，ES6 也有專門的 Map 對象
- List：有序可重複的清單，對應于 Array
- Set：無序且不可重複的清單
2. seamless-immutable
與 Immutable.js 學院派的風格不同，seamless-immutable 并沒有實作完整的 Persistent Data Structure，而是使用 `Object.defineProperty`（是以隻能在 IE9 及以上使用）擴充了 JavaScript 的 Array 和 Object 對象來實作，隻支援 Array 和 Object 兩種資料類型，API 基于與 Array 和 Object 操持不變。代碼庫非常小，壓縮後下載下傳隻有 2K。而 Immutable.js 壓縮後下載下傳有 16K。
下面上代碼來感受一下兩者的不同：
// 原來的寫法
let foo = {a: {b: 1}}; let bar = foo; bar.a.b = 2; console.log(foo.a.b); // 列印 2 console.log(foo === bar); // 列印 true // 使用 immutable.js 後 import Immutable from 'immutable'; foo = Immutable.fromJS({a: {b: 1}}); bar = foo.setIn(['a', 'b'], 2); // 使用 setIn 指派 console.log(foo.getIn(['a', 'b'])); // 使用 getIn 取值，列印 1 console.log(foo === bar); // 列印 false // 使用 seamless-immutable.js 後 import SImmutable from 'seamless-immutable'; foo = SImmutable({a: {b: 1}}) bar = foo.merge({a: { b: 2}}) // 使用 merge 指派 console.log(foo.a.b); // 像原生 Object 一樣取值，列印 1 console.log(foo === bar); // 列印 false
Immutable 優點
1. Immutable 降低了 Mutable 帶來的複雜度
可變（Mutable）資料耦合了 Time 和 Value 的概念，造成了資料很難被回溯。
比如下面一段代碼：
在不檢視 `touchFn` 的代碼的情況下，因為不确定它對 `data` 做了什麼，你是不可能知道會列印什麼（這不是廢話嗎）。但如果 `data` 是 Immutable 的呢，你可以很肯定的知道列印的是 `value`。
2. 節省記憶體
Immutable.js 使用了 Structure Sharing 會盡量複用記憶體。沒有被引用的對象會被垃圾回收。
上面 a 和 b 共享了沒有變化的 `filter` 節點。
3. Undo/Redo，Copy/Paste，甚至時間旅行這些功能做起來小菜一碟
因為每次資料都是不一樣的，隻要把這些資料放到一個數組裡儲存起來，想回退到哪裡就拿出對應資料即可，很容易開發出撤銷重做這種功能。
後面我會提供 Flux 做 Undo 的示例。
4. 并發安全
傳統的并發非常難做，因為要處理各種資料不一緻問題，是以『聰明人』發明了各種鎖來解決。但使用了 Immutable 之後，資料天生是不可變的，并發鎖就不需要了。
然而現在并沒什麼卵用，因為 JavaScript 還是單線程運作的啊。但未來可能會加入，提前解決未來的問題不也挺好嗎？
5. 擁抱函數式程式設計
Immutable 本身就是函數式程式設計中的概念，純函數式程式設計比面向對象更适用于前端開發。因為隻要輸入一緻，輸出必然一緻，這樣開發的元件更易于調試群組裝。
像 ClojureScript，Elm 等函數式程式設計語言中的資料類型天生都是 Immutable 的，這也是為什麼 ClojureScript 基于 React 的架構 --- Om 性能比 React 還要好的原因。
使用 Immutable 的缺點
1. 需要學習新的 API
No Comments
2. 增加了資源檔案大小
No Comments
3. 容易與原生對象混淆
這點是我們使用 Immutable.js 過程中遇到最大的問題。寫代碼要做思維上的轉變。
雖然 Immutable.js 盡量嘗試把 API 設計的原生對象類似，有的時候還是很難差別到底是 Immutable 對象還是原生對象，容易混淆操作。
Immutable 中的 Map 和 List 雖對應原生 Object 和 Array，但操作非常不同，比如你要用 `map.get('key')` 而不是 `map.key`，`array.get(0)` 而不是 `array[0]`。另外 Immutable 每次修改都會傳回新對象，也很容易忘記指派。
當使用外部庫的時候，一般需要使用原生對象，也很容易忘記轉換。
下面給出一些辦法來避免類似問題發生：
- 使用 Flow 或 TypeScript 這類有靜态類型檢查的工具
- 約定變量命名規則：如所有 Immutable 類型對象以 `$$` 開頭。
- 使用 `Immutable.fromJS` 而不是 `Immutable.Map` 或 `Immutable.List` 來建立對象，這樣可以避免 Immutable 和原生對象間的混用。
更多認識
1. Immutable.is
兩個 immutable 對象可以使用 `===` 來比較，這樣是直接比較記憶體位址，性能最好。但即使兩個對象的值是一樣的，也會傳回 `false`：
為了直接比較對象的值，immutable.js 提供了 `Immutable.is` 來做『值比較』，結果如下：
`Immutable.is` 比較的是兩個對象的 `hashCode` 或 `valueOf`（對于 JavaScript 對象）。由于 immutable 内部使用了 Trie 資料結構來存儲，隻要兩個對象的 `hashCode` 相等，值就是一樣的。這樣的算法避免了深度周遊比較，性能非常好。
後面會使用 `Immutable.is` 來減少 React 重複渲染，提高性能。
另外，還有 mori、cortex 等，因為類似就不再介紹。
2. 與 Object.freeze、const 差別
`Object.freeze` 和 ES6 中新加入的 `const` 都可以達到防止對象被篡改的功能，但它們是 shallowCopy 的。對象層級一深就要特殊處理了。
3. Cursor 的概念
這個 Cursor 和資料庫中的遊标是完全不同的概念。
由于 Immutable 資料一般嵌套非常深，為了便于通路深層資料，Cursor 提供了可以直接通路這個深層資料的引用。
實踐
1. 與 React 搭配使用，Pure Render
熟悉 React 的都知道，React 做性能優化時有一個避免重複渲染的大招，就是使用 `shouldComponentUpdate()`，但它預設傳回 `true`，即始終會執行 `render()` 方法，然後做 Virtual DOM 比較，并得出是否需要做真實 DOM 更新，這裡往往會帶來很多無必要的渲染并成為性能瓶頸。
當然我們也可以在 `shouldComponentUpdate()` 中使用使用 deepCopy 和 deepCompare 來避免無必要的 `render()`，但 deepCopy 和 deepCompare 一般都是非常耗性能的。
Immutable 則提供了簡潔高效的判斷資料是否變化的方法，隻需 `===` 和 `is` 比較就能知道是否需要執行 `render()`，而這個操作幾乎 0 成本，是以可以極大提高性能。修改後的 `shouldComponentUpdate` 是這樣的：
使用 Immutable 後，如下圖，當紅色節點的 state 變化後，不會再渲染樹中的所有節點，而是隻渲染圖中綠色的部分：
你也可以借助 `React.addons.PureRenderMixin` 或支援 class 文法的pure-render-decorator 來實作。
setState 的一個技巧
React 建議把 `this.state` 當作 Immutable 的，是以修改前需要做一個 deepCopy，顯得麻煩：
使用 Immutable 後：
getInitialState() {
return { data: Map({ times: 0 }) } }, handleAdd() { this.setState({ data: this.state.data.update('times', v => v 1) }); // 這時的 times 并不會改變 console.log(this.state.data.get('times')); }
上面的 `handleAdd` 可以簡寫成：
handleAdd() {
this.setState(({data}) => ({ data: data.update('times', v => v 1) }) }); }
2. 與 Flux 搭配使用
由于 Flux 并沒有限定 Store 中資料的類型，使用 Immutable 非常簡單。
現在是實作一個類似帶有添加和撤銷功能的 Store：
3. 與 Redux 搭配使用
Redux 是目前流行的 Flux 衍生庫。它簡化了 Flux 中多個 Store 的概念，隻有一個 Store，資料操作通過 Reducer 中實作；同時它提供更簡潔和清晰的單向資料流（View -> Action -> Middleware -> Reducer），也更易于開發同構應用。目前已經在我們項目中大規模使用。
由于 Redux 中内置的 `combineReducers` 和 reducer 中的 `initialState` 都為原生的 Object 對象，是以不能和 Immutable 原生搭配使用。
幸運的是，Redux 并不排斥使用 Immutable，可以自己重寫 `combineReducers` 或使用 redux-immutablejs 來提供支援。
上面我們提到 Cursor 可以友善檢索和 update 層級比較深的資料，但因為 Redux 中已經有了 select 來做檢索，Action 來更新資料，是以 Cursor 在這裡就沒有用武之地了。
總結
Immutable 可以給應用帶來極大的性能提升，但是否使用還要看項目情況。由于侵入性較強，新項目引入比較容易，老項目遷移需要評估遷移。對于一些提供給外部使用的公共元件，最好不要把 Immutable 對象直接暴露在對外接口中。
如果 JS 原生 Immutable 類型會不會太美，被稱為 React API 終結者的 Sebastian Markbåge 有一個這樣的提案，能否通過現在還不确定。不過可以肯定的是 Immutable 會被越來越多的項目使用。
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