如何用 Kotlin 实现 Redux

程序亦非猿

发布于 2020-05-01 22:22:46

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发布于 2020-05-01 22:22:46

文章被收录于专栏：程序亦非猿程序亦非猿

前言

从刚接触 Android 的时候有一些业务场景真的让人蛋疼，虽说不是无解，但问题是解决了，但看着这堆代码总觉得哪里怪怪的。

那么，是什么问题呢？

State Management

React 的理念里有这么一个公式：

UI = render(data)

UI 即用户看到的界面，是一个 render（函数）的执行结果，只接受 data（数据）作为参数。这个函数是一个纯函数，所谓纯函数，指的是没有任何副作用，输出完全依赖于输入的函数，两次函数调用，如果输入相同，得到的结果也绝对相同。如此一来，最终的用户界面，在 render 函数确定的情况下完全取决于输入数据。

对于开发者来说，重要的是区分开哪些属于 data，哪些属于 render，想要更新用户界面，要做的就是更新 data，用户界面自然会做出响应，所以 React 实践的也是“响应式编程”（Reactive Programming）的思想。

React 的 state

驱动组件渲染过程的除了 prop，还有 state， state 代表组件的内部状态。由于 React 组件不能修改传入的 prop，所以需要记录自身数据变化，就要使用 state。

状态分类

状态分 2 种：

局部状态：这种由 Component 管理，比如：
- Progressbar 的当前进度
- TabIndicator 的当前选中 tab

这种状态不需要使用复杂的状态管理方案，靠 Component 维护就好了。

全局状态：需要在2个及以上的地方共享的状态。比如：
- 用户信息
- 用户设置
- 购物车
- ...

而这些状态的划分，emmm，没有一个清晰的界限，主要还是靠程序员的经验。但是，单靠 Component 的 setState() 来管理所有的状态是有极限[1]的！

上述的状态管理方案，对前端童鞋来说已经 8 是问题了，并且还给出了许多优秀的开源框架：

redux
mobx
vuex
...

Android 的状态管理方案

严格来说，从事 Android 开发的童鞋似乎很少在官方文档或者社区上看到State Management相关的介绍，实践就更少了，首先，Android 是命令式的（imperative），通过 setText() 类似的命令式 API 来改变 UI，所以大部分 Android 看到上述 UI = render(data) 这样的公式，都会有点摸不着头脑。然后，在那个还没有 Kotlin 的年代，Android 的主流开发语言是 Java，大家最熟悉的就是 OOP 编程，什么函数式编程，什么纯函数啊，不可变特性啊。。。天顶星人科技？最后的结果就是，大家在这方面思考的少，而现有的系统API、第三方库甚至自己稍微捣鼓捣鼓，也能解决，所以，Android 的 UI 开发体验一直都不如前端。而我本人，也在近些年的工作学习中不断质疑（接触了前端之后），为毛 Android 这些业务代码写起来就是没有前端的香呢？

虽然 Android 上没有状态管理，但是有类似的东东！

组件间通信

Android 采取的思路是基于模块化的分冶思路，即 App 只是一个壳，按照业务划分为多个子模块，业务与业务之间隔离。在组件化的工程中，由于我们的业务模块间是物理隔离（模块间无法在编译期间访问各自的代码）的，模块间想获取不属于自己的数据（状态）时就会有问题，例如：

模块A里的某个 Activity/Fragment 想获取到模块B购物车的信息
模块C里的某个 Activity 想跳转到模块A的某个 Activity
模块D里的某个 Activity 想调用模块E里的某个方法
。。。

Android 里面对的和”状态管理“类似的往往是这些问题。

路由库

下面以阿里的 ARouter[2] 为?具体进行说明是如何解决组件间通信的问题：

发起路由请求

// 跳转并携带参数
ARouter.getInstance().build("/test/1")
            .withLong("key1", 666L)
            .withString("key3", "888")
            .withObject("key4", new Test("Jack", "Rose"))
            .navigation();

通过服务注册&发现

通过依赖注入解耦:服务管理(一) 暴露服务

// 声明接口,其他组件通过接口来调用服务
public interface HelloService extends IProvider {
    String sayHello(String name);
}

// 实现接口
@Route(path = "/yourservicegroupname/hello", name = "测试服务")
public class HelloServiceImpl implements HelloService {

    @Override
    public String sayHello(String name) {
    return "hello, " + name;
    }

    @Override
    public void init(Context context) {

    }
}

通过依赖注入解耦：服务管理(二) 发现服务

public class Test {
    @Autowired
    HelloService helloService;

    @Autowired(name = "/yourservicegroupname/hello")
    HelloService helloService2;

    HelloService helloService3;

    HelloService helloService4;

    public Test() {
    ARouter.getInstance().inject(this);
    }

    public void testService() {
    // 1. (推荐)使用依赖注入的方式发现服务,通过注解标注字段,即可使用，无需主动获取
    // Autowired注解中标注name之后，将会使用byName的方式注入对应的字段，不设置name属性，会默认使用byType的方式发现服务(当同一接口有多个实现的时候，必须使用byName的方式发现服务)
    helloService.sayHello("Vergil");
    helloService2.sayHello("Vergil");

    // 2. 使用依赖查找的方式发现服务，主动去发现服务并使用，下面两种方式分别是byName和byType
    helloService3 = ARouter.getInstance().navigation(HelloService.class);
    helloService4 = (HelloService) ARouter.getInstance().build("/yourservicegroupname/hello").navigation();
    helloService3.sayHello("Vergil");
    helloService4.sayHello("Vergil");
    }
}

事件总线

以 EventBus[3] 为代表的事件总线库，简化了使用原生通信的复杂度：

startActivityForResult & onActivityResult
Broadcast
LocalBroadcast
...

也看似让我们的代码得到解耦？但是，使用不当的同时也为项目埋下了一颗定时?[4]。

Android 端 redux 实现

Android 组件间通信的方案给人的感觉更偏向通信而没有前端状态管理的那个味儿。那，能不能。。。

能！

受到 redux[5] 这个项目的启发，我用 kotlin&rxjava 也实现了一个 redux，也可以认为和 Android 平台无关的 redux（没有用到 Android 的类），当然之后也可以像 flutter_redux[6] 一样，包一层 Android 相关的类，实现一个 Android 平台的 redux。

原理简述

首先非常感谢 kotlin 和 rxjava，kotlin 和 dart 还是蛮相近的，看下 dart 版的 redux 大概就能想出如果用 kotlin 咋实现的，而对着 JavaScript 写有时候就会?。而 rxjava 基本可以等价于 flutter stream api，所以，实现一个 kt 版的 redux，难度系数大大降低！

定义函数

// store.kt
typealias Middleware<State> = (store: IStore<State>, action: Any, next: NextDispatcher) -> Any

typealias NextDispatcher = (action: Any) -> Any

typealias Reducer<State> = (state: State, action: Any) -> State

定义 Store 接口

// store.kt
interface IStore<State> {

    var _state: State

    var reducer: Reducer<State>

    var middleware: List<Middleware<State>>

    var changeController: Subject<State>

    val state: State

    val onChange: Observable<State>

    fun dispatch(action: Any)
}

注意这几点：

changeController 使用 Subject类型
onChange 使用 Observeable类型，其实这里我犯了个错，最早的版本用的 aac 里的 LiveData，因为之前一直以为 ~~LiveData≈Subject~~ 。但后来看到了把 LiveData 用于事件传递那些坑[7]，结合源码后，我意识到，出事了，这个场景下 LiveData 是不适用的，它会丢失事件，它就不是被设计出来干这件事的！

Store 实现

// store.kt
class Store<State> private constructor(
    override var _state: State,
    override var reducer: Reducer<State>,
    override var middleware: List<Middleware<State>>,
    override var changeController: Subject<State>
) : IStore<State> {

    override val state: State
        get() = _state

    override val onChange: Observable<State>
        get() = changeController

    private var dispatchers: List<NextDispatcher> = createDispatchers(
        middleware, createReduceAndNotify()
    )

    override fun dispatch(action: Any) {
        dispatchers[0](action "0")
    }

    private fun createDispatchers(
        middleware: List<Middleware<State>>,
        reduceAndNotify: NextDispatcher
    ): List<NextDispatcher> {

        val dispatchers = mutableListOf(reduceAndNotify)

        middleware.reversed()
            .map { nextMiddleware: Middleware<State> ->
                val next = dispatchers.last()
                dispatchers += { action: Any ->
                    nextMiddleware.invoke(
                        this,
                        action,
                        next
                    )
                }
            }

        return dispatchers.reversed()
    }

    private fun createReduceAndNotify(): NextDispatcher {
        return { action: Any ->
            val state = reducer.invoke(_state, action)
            _state = state
            changeController.onNext(state)
        }
    }

    companion object {
        fun <State> create(
            initialState: State,
            reducer: Reducer<State>,
            middleware: List<Middleware<State>> = emptyList(),
            changeController: Subject<State> = PublishSubject.create()
        ): IStore<State> = Store(
            _state = initialState,
            reducer = reducer,
            middleware = middleware,
            changeController = changeController
        )
    }
}

得益于 Kotlin 的函数式特性，这段实现和原版的 dart 相比也没有啰嗦多少?。这里将 Store 设计为一个不可继承的 class，并且将构造函数的车门也焊死了，创建这个 Store 实例的方法只有 Store#create 函数，通过命名参数，使用者能很清晰的知道传些啥值，不过还是要介绍下 reducer 这个参数。

reducer:List合并成的一个 Reducer 对象，这里参考了 JavaScript版 redux 的 combine 函数，贴下代码：

// reducer.kt
fun <State> combineReducers(reducers: List<Reducer<State>>): Reducer<State> {
    return { state: State, action: Any ->
        reducers.fold(initial = state) { acc: State, func: Reducer<State> ->
            return@fold func(acc, action)
        }
    }
}

Demo

有空再补，算了，还是先补上一些吧。

AppStore

创建一个单例 Store（因为该 Store 里的状态是全局的），配置好对应的参数：

reducer，之前介绍过，略
middleware，中间件，这里只添加了一个日志中间件

// AppStore.kt
private fun createStore(): IStore<AppState> = Store.create(
    initialState = AppState(),
    reducer = combineReducers(listOf(countReducer)),
    middleware = listOf(loggerMiddleware)
)

class AppStore private constructor(
    store: IStore<AppState> = createStore()
) : IStore<AppState> by store {

    companion object {
        val INSTANCE: AppStore by lazy { AppStore() }
    }
}