# 10 | 数据流：如何使用Vuex设计你的数据流
你好，我是大圣，欢迎进入课程的第10讲。
前面的基础入门篇中的几讲，都是针对Vue本身的进阶内容。通过这几讲，我们巩固和进阶了Composition API、组件化和动画等关键知识，Vue本身的知识点已经掌握得差不多了。那么从这一讲开始，我们进入课程的全家桶实战篇。
在全家桶实战篇，我们将一同学习Vue 3的生态，包括Vuex、vue-router、Vue Devtools等生态库，以及实战开发中需要用到的库。这⼀模块学完，你就能全副武装，应对复杂的项目开发也会慢慢得心应手。
今天，我先来带你认识一下Vue全家桶必备的工具：Vuex，有了这个神兵利器，复杂项目设计也会变得条理更清晰。接下来，让我们先从Vuex解决了什么问题说起。
## 前端数据管理
首先，我们需要掌握前端的数据怎么管理，现代Web应用都是由三大件构成，分别是：组件、数据和路由。关于组件化开发，在前面的[第8讲](https://time.geekbang.org/column/article/435439)中，已经有详细的讲解了。这一讲我们思考一个这样的场景，就是有一些数据组件之间需要共享的时候，应该如何实现？
解决这个问题的最常见的一种思路就是：专门定义一个全局变量，任何组件需要数据的时候都去这个全局变量中获取。一些通用的数据，比如用户登录信息，以及一个跨层级的组件通信都可以通过这个全局变量很好地实现。在下面的代码中我们使用\_store这个全局变量存储数据。
```xml
window._store = {}
```
数据存储的结构图大致如下，任何组件内部都可以通过window.\_store获取数据并且修改。
但这样就会产生一个问题，window.\_store并不是响应式的，如果在Vue项目中直接使用，那么就无法自动更新页面。所以我们需要用ref和reactive去把数据包裹成响应式数据，并且提供统一的操作方法，这其实就是数据管理框架Vuex的雏形了。
## Vuex是什么
你现在肯定跟小圣有同样的困惑，那就是感觉Vue已经够用了，这个Vuex又是做什么的？其实，Vuex存在的意义，就是管理我们项目的数据。
我们是使用组件化机制来搭建整个项目，每个组件内部有自己的数据和模板。但是总有些数据是需要共享的，比如当前登录的用户名、权限等数据，如果都在组件内部传递，会变得非常混乱。
如果把开发的项目比作公司的话，我们项目中的各种数据就非常像办公用品。很多小公司在初创时期不需要管理太多，大家随便拿办公用品就行。但是公司大了之后，就需要一个专门的办公用品申报的流程，对数据做统一地申请和发放，这样才能方便做资产管理。**Vuex就相当于我们项目中的大管家，集中式存储管理应用的所有组件的状态**。
下面，我们先来上手使用一下Vuex。我们项目结构中的src/store目录，就是专门留给Vuex的，在项目的目录下，我们执行下面这个命令，进行Vuex的安装工作。
```
npm install vuex@next
```
安装完成后，我们在src/store中先新建 index.js，在下面的代码中，我们使用createStore来创建一个数据存储，我们称之为store。
store内部除了数据，还需要一个mutation配置去修改数据，你可以把这个mutation理解为数据更新的申请单，mutation内部的函数会把state作为参数，我们直接操作state.count就可以完成数据的修改。
```xml
import { createStore } from 'vuex'
const store = createStore({
state () {
return {
count: 666
}
},
mutations: {
add (state) {
state.count++
}
}
})
```
现在你会发现，我们的代码里，在Vue的组件系统之外，多了一个数据源，里面只有一个变量count，并且有一个方法可以累加这个count。然后，我们在Vue中注册这个数据源，在项目入口文件src/main.js中，使用app.use(store)进行注册，这样Vue和Vuex就连接上了。
然后，我们使用 `.use` 就可以对路由进行注册，使用 `.mount` 就可以把 Vue 这个应用挂载到页面上，代码如下。
```xml
const app = createApp(App)
app.use(store)
.use(router)
.mount('#app')
```
之后，我们在src/components文件夹下新建一个Count.vue组件，在下面的代码中，template中的代码我们很熟悉了，就是一个div渲染了count变量，并且点击的时候触发add方法。在script中，我们使用useStore去获取数据源，初始化值和修改的函数有两个变化：
* count不是使用ref直接定义，而是使用计算属性返回了store.state.count，也就是刚才在src/store/index.js中定义的count。
* add函数是用来修改数据，这里我们不能直接去操作 store.state.count +=1，因为这个数据属于Vuex统一管理，所以我们要使用store.commit(‘add’)去触发Vuex中的mutation去修改数据。
```xml
{{count}}
```
在浏览器中打开项目页面，我们就会有一个累加器的效果。相比起来之前用ref的方式，真的很简单，这时候小圣就问了我一个问题：什么时候的数据用Vuex管理，什么时候数据要放在组件内部使用ref管理呢？
答案就是，**对于一个数据，如果只是组件内部使用就是用ref管理；如果我们需要跨组件，跨页面共享的时候，我们就需要把数据从Vue的组件内部抽离出来，放在Vuex中去管理**。
我再结合例子具体说说：比如项目中的登录用户名，页面的右上角需要显示，有些信息弹窗也需要显示。这样的数据就需要放在Vuex中统一管理，每当需要抽离这样的数据的时候，我们都需要思考这个数据的初始化和更新逻辑。
就像下图中，项目初始化的时候没有登录状态，我们是在用户登录成功之后，才能获取用户名这个信息，去修改Vuex的数据，再通过Vuex派发到所有的组件中。
## 手写迷你Vuex
知道了Vuex是什么，接下来我们不妨动手实现一个迷你的Vuex，这能让你看到Vuex的大致原理。
首先，我们需要创建一个变量store用来存储数据。下一步就是把这个store的数据包转成响应式的数据，并且提供给Vue组件使用。在Vue中有 [provide/inject](https://v3.cn.vuejs.org/guide/component-provide-inject.html#%E5%A4%84%E7%90%86%E5%93%8D%E5%BA%94%E6%80%A7) 这两个函数专门用来做数据共享，provide注册了数据后，所有的子组件都可以通过inject获取数据，这两个函数官方文档介绍得比较详细，我在这里就不过多解释了。
完成刚才的数据转换之后，我们直接进入到src/store文件夹下，新建gvuex.js。下面的代码中，我们使用一个Store类来管理数据，类的内部使用\_state存储数据，使用mutations来存储数据修改的函数，注意这里的state已经使用reactive包裹成响应式数据了。
```xml
import { inject, reactive } from 'vue'
const STORE_KEY = '__store__'
function useStore() {
return inject(STORE_KEY)
}
function createStore(options) {
return new Store(options)
}
class Store {
constructor(options) {
this._state = reactive({
data: options.state()
})
this._mutations = options.mutations
}
}
export { createStore, useStore }
```
上面的代码还暴露了createStore去创建Store的实例，并且可以在任意组件的setup函数内，使用useStore去获取store的实例。下一步我们回到src/store/index.js中，把vuex改成 ./gvuex。
下面的代码中，我们使用createStore创建了一个store实例，并且实例内部使用state定义了count变量和修改count值的add函数。
```
// import { createStore } from 'vuex'
import { createStore } from './gvuex'
const store = ...
export default store
```
最终我们使用store的方式，在项目入口文件src/main.js中使用app.use(store)注册。为了让useStore能正常工作，下面的代码中，我们需要给store新增一个install方法，这个方法会在app.use函数内部执行。我们通过app.provide函数注册store给全局的组件使用。
```xml
class Store {
// main.js入口处app.use(store)的时候，会执行这个函数
install(app) {
app.provide(STORE_KEY, this)
}
}
```
下面的代码中，Store类内部变量\_state存储响应式数据，读取state的时候直接获取响应式数据\_state.data，并且提供了commit函数去执行用户配置好的mutations。
```xml
import { inject, reactive } from 'vue'
const STORE_KEY = '__store__'
function useStore() {
return inject(STORE_KEY)
}
function createStore(options) {
return new Store(options)
}
class Store {
constructor(options) {
this.$options = options
this._state = reactive({
data: options.state
})
this._mutations = options.mutations
}
get state() {
return this._state.data
}
commit = (type, payload) => {
const entry = this._mutations[type]
entry && entry(this.state, payload)
}
install(app) {
app.provide(STORE_KEY, this)
}
}
export { createStore, useStore }
```
这样在组件内部，我们就可以使用这个迷你的Vuex去实现一个累加器了。下面的代码中，我们使用useStore获取store的实例，并且使用计算属性返回count，在修改count的时候使用store.commit(‘add’)来修改count的值。
```xml
import {useStore} from '../store/gvuex'
let store =useStore()
let count = computed(()=>store.state.count)
function add(){
store.commit('add')
}
```
恭喜你，这样借助vue的插件机制和reactive响应式功能，我们只用30行代码，就实现了一个最迷你的数据管理工具，也就是一个迷你的Vuex实现，下面我们再结合例子，正式介绍一下Vuex看一看Vuex具体怎么用？
## Vuex实战
从上面的例子你可以立即看出，Vuex就是一个公用版本的ref，提供响应式数据给整个项目使用。现在的功能还比较简单，项目大部分情况都是像之前的清单应用一样，除了简单的数据修改，还会有一些异步任务的触发，这些场景Vuex都有专门的处理方式。
在Vuex中，你可以使用getters配置，来实现computed的功能，比如我们想显示累加器数字乘以2之后的值，那么我们就需要引入getters配置。
下面的代码中，我们实现了计算累加器数字乘以2以后的值。我们在Vuex中新增了getters配置，其实getters配置和Vue中的computed是一样的写法和功能。我们配置了doubule函数，用于显示count乘以2的计算结果。
```xml
import { createStore } from 'vuex'
const store = createStore({
state () {
return {
count: 666
}
},
getters:{
double(state){
return state.count*2
}
},
mutations: {
add (state) {
state.count++
}
}
})
export default store
```
然后，我们可以很方便地在组件中使用getters，把double处理和计算的逻辑交给Vuex。
```xml
let double = computed(()=>store.getters.double)
```
实际项目开发中，有很多数据我们都是从网络请求中获取到的。在Vuex中，mutation的设计就是用来实现同步地修改数据。如果数据是异步修改的，我们需要一个新的配置action。现在我们模拟一个异步的场景，就是点击按钮之后的1秒，再去做数据的修改。
面对这种异步的修改需求，在Vuex中你需要新增action的配置，在action中你可以做任意的异步处理。这里我们使用setTimeout来模拟延时，然后在action内部调用mutation就可以了。
听起来是不是很绕？不过你不用担心，下面的代码就很清晰地演示了这个过程。
首先，我们在createStore的配置中，新增了actions配置，这个配置中所有的函数，可以通过解构获得commit函数。内部的异步任务完成后，就随时可以调用commit来执行mutations去更新数据。
```xml
const store = createStore({
state () {
return {
count: 666
}
},
...
actions:{
asyncAdd({commit}){
setTimeout(()=>{
commit('add')
},1000)
}
}
})
```
**action并不是直接修改数据，而是通过mutations去修改，这是我提醒你需要注意的**。actions的调用方式是使用store.dispatch，在下面的代码中你可以看到这样的变化效果：页面中新增了一个asyncAdd的按钮，点击后会延迟一秒做累加。
```xml
function asyncAdd(){
store.dispatch('asyncAdd')
}
```
代码执行的效果如下：
Vuex在整体上的逻辑如下图所示，从宏观来说，Vue的组件负责渲染页面，组件中用到跨页面的数据，就是用state来存储，但是Vue不能直接修改state，而是要通过actions/mutations去做数据的修改。
下面这个图也是Vuex官方的结构图，很好地拆解了Vuex在Vue全家桶中的定位，我们项目中也会用Vuex来管理所有的跨组件的数据，并且我们也会在Vuex内部根据功能模块去做拆分，会把用户、权限等不同模块的组件分开去管理。
由于Vuex所有的数据修改都是通过mutations来完成的，因而我们可以很方便地监控到数据的动态变化，后面我们可以借助官方的调试工具，非常方便地去调试项目中的数据变化。
回到正在做的这个项目中，有大量的数据交互需求、用户的登录状态、登录的有效期、布局的设置，不同用户还会有不同的菜单权限等。
不过面对眼花缭乱的交互需求，你不能自乱阵脚。总体来说，**我们在决定一个数据是否用Vuex来管理的时候，核心就是要思考清楚，这个数据是否有共享给其他页面或者是其他组件的需要**。如果需要，就放置在Vuex中管理；如果不需要，就应该放在组件内部使用ref或者reactive去管理。
## 下一代Vuex
Vuex由于在API的设计上，对TypeScript的类型推导的支持比较复杂，用起来很是痛苦。因为我们的项目一直用的都是JavaScript，你可能感触并不深，但对于使用TypeScript的用户来说，Vuex的这种问题是很明显的。
为了解决Vuex的这个问题，Vuex的作者最近发布了一个新的作品叫Pinia，并将其称之为下一代的Vuex。Pinia的API的设计非常接近Vuex5的提案，首先，Pinia不需要Vuex自定义复杂的类型去支持TypeScript，天生对类型推断就非常友好，并且对Vue Devtool的支持也非常好，是一个很有潜力的状态管理框架。
## 总结
今天的学习内容并不难，主要是引入了一个新的框架Vuex和数据管理的概念，让我们一起来回顾一下。
首先，我们从前端数据管理概念开始讲起。每个组件内部有自己的数据和模板，那共享的数据怎么科学管理呢？这就需要Vuex出马了。
简单来说，Vuex是一个状态和数据管理的框架，负责管理项目中多个组件和多个页面共享的数据。在开发项目的时候，我们就会把数据分成两个部分，一种数据是在某个组件内部使用，我们使用ref或者reactive定义即可，另外一种数据需要跨页面共享，就需要使用Vuex来进行管理。
之后，我们还讲到了Vuex带来了几个新的概念，我们使用state定义数据，使用mutation定义修改数据的逻辑，并且在组件中使用commit去调用mutations。在此基础之上，还可以用getters去实现Vuex世界的计算属性，使用action来去定义异步任务，并且在内部调用mutation去同步数据。
Vuex的出现，让我们整个项目中的数据流动变得非常自然。数据流向组件，但组件不能直接修改数据，而是要通过mutation提出申请，mutation去修改数据，形成了一个圆环。这种方式对于我们项目的开发、维护和调试都是有很大的帮助。之后，我们一起手写了一个迷你的Vuex，通过实战巩固前面的学习。
最后，我还简单介绍了一下Pinia这个框架，Pinia算是下一代的Vuex，感兴趣的同学可以去Pinia的官网学习一下。
## 思考题
相信今天的课程结束后，你对Vuex会有不一样的了解，那么你的项目里哪些数据要放在Vuex中呢？
欢迎在留言区分享你的答案，并和我一起交流讨论，我们下一讲见！