各位靓仔靓女们，早上好！今天咱们来聊聊JavaScript里那些“冻龄”高手——Immutable.js和Immer，以及它们背后的秘密武器：结构共享。
想象一下，你是个皇帝，管理着一个庞大的帝国（也就是你的数据）。每次你想修改一个省份的税收政策（修改数据），难道要把整个帝国重新建造一遍吗？ 当然不用！你只需要修改那个省份的文件，然后把修改后的文件替换掉原来的，其他省份的文件照旧使用。 这就是结构共享的精髓。
什么是不可变数据 (Immutable Data)？
在JavaScript的世界里，数据默认是可变的。 也就是说，你可以随意修改一个对象或者数组的值，而不需要创建一个新的对象或者数组。 就像你随意涂鸦别人的画一样。
let person = { name: '张三', age: 30 };
person.age = 31; // 直接修改了person对象
console.log(person); // 输出: { name: '张三', age: 31 }而不可变数据则不同。 就像照片一样，你不能直接在照片上修改， 只能重新照一张。 每次修改都必须创建一个新的对象或数组，原来的数据保持不变。
const person = { name: '张三', age: 30 };
const newPerson = { ...person, age: 31 }; // 创建了一个新的对象
console.log(person); // 输出: { name: '张三', age: 30 }
console.log(newPerson); // 输出: { name: '张三', age: 31 }不可变数据的好处多多：
- 更容易推理: 你可以确信数据在任何时候都不会被意外修改，更容易追踪bug。
- 便于并发: 不可变数据天然适合并发编程，因为不需要担心数据竞争。
- 提高性能: 在某些情况下，结合结构共享，可以避免不必要的复制，提高性能。
Immutable.js：不可变的瑞士军刀
Immutable.js 是一个由 Facebook 开发的库，它提供了一系列不可变的数据结构，包括 List、Map、Set 等。 就像一个工具箱， 里面有各种各样的不可变数据结构。
const { Map, List } = require('immutable');
const myMap = Map({ a: 1, b: 2, c: 3 });
const newMap = myMap.set('b', 4); // 创建一个新的Map对象
console.log(myMap.toJS()); // 输出: { a: 1, b: 2, c: 3 }
console.log(newMap.toJS()); // 输出: { a: 1, b: 4, c: 3 }
const myList = List([1, 2, 3]);
const newList = myList.push(4); // 创建一个新的List对象
console.log(myList.toJS()); // 输出: [ 1, 2, 3 ]
console.log(newList.toJS()); // 输出: [ 1, 2, 3, 4 ]Immutable.js 通过结构共享来优化性能。 也就是说，如果新的数据结构和旧的数据结构有相同的的部分， 那么它们会共享这些部分，而不是完全复制。
结构共享的原理
假设我们有一个 Immutable.js 的 Map 对象：
const map1 = Map({ a: 1, b: 2, c: 3 });这个 Map 对象在内存中可能表示成这样（简化版）：
Map1
/ |
a b c
| | |
1 2 3现在，我们修改 b 的值为 4，创建一个新的 Map 对象 map2：
const map2 = map1.set('b', 4);如果每次修改都完全复制，那么 map2 就会完全是 map1 的一个副本，这会造成很大的性能浪费。 而结构共享的做法是， map2 会共享 map1 中 a 和 c 的节点，只创建一个新的 b 节点。
Map1 Map2
/ | / |
a b c a b' c
| | | | | |
1 2 3 1 4 3这样， map2 只需要创建和修改 b 节点，而 a 和 c 节点可以直接共享 map1 的节点， 从而大大提高了性能。
Immutable.js 中的结构共享
Immutable.js 内部使用了一种叫做 Trie (字典树) 的数据结构来实现结构共享。 Trie 是一种树形数据结构，可以高效地存储和检索键值对。
简单来说，Immutable.js 会把 Map 对象分解成多个小的 Trie 节点，每个节点存储一部分数据。 当修改 Map 对象时，只会创建或修改受影响的 Trie 节点，而其他节点则保持不变。
让我们用一个表格来总结一下 Immutable.js 的优点和缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 不可变性，避免副作用 | 学习曲线陡峭，需要理解 Immutable.js 的 API |
| 结构共享，优化性能 | 与原生 JavaScript 对象不兼容，需要进行转换 |
| 提供了丰富的 API，方便操作不可变数据 | 增加了项目的依赖，增大了打包体积 |
| 可以和 React 等框架很好地集成，提高组件性能 | 在某些情况下，性能可能不如原生 JavaScript 对象 (例如，简单的数据读取) |
Immer：不可变的魔法棒
Immer 是一个由 Michel Weststrate 开发的库， 它使用 Proxy 技术，让你像修改普通 JavaScript 对象一样修改不可变数据。 就像一根魔法棒， 你只需要挥动它，就可以轻松地修改不可变数据。
import produce from "immer"
const baseState = {
name: "张三",
age: 30,
address: {
city: "北京",
street: "长安街"
},
hobbies: ["coding", "reading"]
};
const nextState = produce(baseState, draft => {
draft.age = 31;
draft.address.city = "上海";
draft.hobbies.push("swimming");
});
console.log(baseState);
console.log(nextState);
console.log(baseState === nextState); // false
console.log(baseState.address === nextState.address); // false
console.log(baseState.hobbies === nextState.hobbies); // false在上面的例子中，我们使用 produce 函数来创建一个新的状态 nextState。 在 produce 函数的回调函数中，我们可以像修改普通 JavaScript 对象一样修改 draft 对象。 Immer 会自动检测到这些修改，并创建一个新的不可变状态。
Immer 的结构共享
Immer 也是通过结构共享来优化性能的。 当你修改 draft 对象时， Immer 会记录下这些修改。 然后， Immer 会根据这些修改，创建一个新的不可变状态。 与Immutable.js一样， Immer 只会复制被修改的部分，而其他部分则共享原来的数据。
Immer 的原理
Immer 的核心原理是 Proxy。 Proxy 是 ES6 引入的一个新特性，它可以拦截对象的操作，例如读取、写入、删除等。 Immer 使用 Proxy 来创建一个 draft 对象， 当你修改 draft 对象时， Proxy 会拦截这些修改，并记录下来。 然后， Immer 会根据这些修改，创建一个新的不可变状态。
让我们用一个表格来总结一下 Immer 的优点和缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 简单易用，学习曲线低 | 依赖 Proxy 技术，不支持旧版本的浏览器 (例如，IE) |
| 可以像修改普通 JavaScript 对象一样修改数据 | 在某些情况下，性能可能不如 Immutable.js (例如，频繁的修改) |
| 代码简洁，可读性高 | 如果你对 Proxy 技术不熟悉，可能难以理解 Immer 的内部实现 |
| 与 React 等框架很好地集成，提高组件性能 | 在大型项目中，如果滥用 Immer，可能会导致性能问题 (例如，过度复制) |
Immutable.js vs Immer: 一场友谊赛
Immutable.js 和 Immer 都是优秀的不可变数据库， 它们各有优缺点，适用于不同的场景。
- Immutable.js: 更加强大和灵活，提供了丰富的数据结构和 API。 适合对性能有极致要求的场景，或者需要使用 Immutable.js 提供的特定数据结构的场景。
- Immer: 更加简单易用，学习曲线低。 适合对代码简洁性和可读性有较高要求的场景，或者不想引入 Immutable.js 的大量 API 的场景。
选择哪个？
选择哪个库取决于你的具体需求和偏好。
- 如果你需要一个功能强大的不可变数据库，并且对性能有极致要求，那么 Immutable.js 是一个不错的选择。
- 如果你需要一个简单易用的不可变数据库，并且对代码简洁性和可读性有较高要求，那么 Immer 是一个不错的选择。
- 如果你不确定，可以先尝试 Immer，如果发现 Immer 无法满足你的需求，再考虑 Immutable.js。
代码示例： 使用 Immutable.js 和 Immer 优化 React 组件的性能
假设我们有一个 React 组件，它接收一个包含大量数据的对象作为 props。 当这个对象发生变化时，组件会重新渲染。 如果这个对象的大部分数据都没有发生变化，那么重新渲染就会造成性能浪费。
我们可以使用 Immutable.js 或 Immer 来优化这个组件的性能。
使用 Immutable.js:
import React, { memo } from 'react';
import { Map } from 'immutable';
const MyComponent = memo(({ data }) => {
console.log('MyComponent is rendering');
return (
<div>
{data.get('name')} - {data.get('age')}
</div>
);
}, (prevProps, nextProps) => {
return Map.is(prevProps.data, nextProps.data); // 使用 Map.is 进行浅比较
});
export default MyComponent;在这个例子中，我们将 props 的数据转换成 Immutable.js 的 Map 对象。 然后，我们使用 memo 函数来缓存组件的渲染结果。 memo 函数接收一个比较函数，用于判断 props 是否发生了变化。 在这个比较函数中，我们使用 Map.is 函数来比较两个 Map 对象是否相等。 Map.is 函数会进行浅比较，如果两个 Map 对象的所有键值对都相等，那么就认为它们是相等的。
使用 Immer:
import React, { memo } from 'react';
import { useImmer } from 'use-immer';
const MyComponent = memo(({ data }) => {
console.log('MyComponent is rendering');
return (
<div>
{data.name} - {data.age}
</div>
);
}, (prevProps, nextProps) => {
return shallowCompare(prevProps.data, nextProps.data); // 使用浅比较
});
function shallowCompare(obj1, obj2) {
return Object.keys(obj1).length === Object.keys(obj2).length &&
Object.keys(obj1).every(key => obj1[key] === obj2[key]);
}
export default MyComponent;在这个例子中，我们仍然使用普通 JavaScript 对象作为 props 的数据。 然后，我们使用 memo 函数来缓存组件的渲染结果。 在比较函数中，我们使用一个简单的 shallowCompare 函数来进行浅比较。
总结
Immutable.js 和 Immer 都是优秀的不可变数据库，它们可以帮助我们编写更加健壮和高效的 JavaScript 代码。 它们通过结构共享来优化性能，避免不必要的复制，提高应用程序的响应速度。
希望今天的讲座对你有所帮助！ 记住，编程就像烹饪， 掌握了食材（数据结构）和烹饪技巧（算法），你就能做出美味佳肴（优秀的软件）。
下次再见！