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建立銀行應用程式第4部分：狀態管理概念

課前測驗

簡介

隨著網頁應用程式的規模增大，追蹤所有資料流變得越來越困難。哪些程式碼獲取資料、哪些頁面使用資料、資料需要在哪裡以及何時更新……很容易導致程式碼混亂且難以維護。尤其是當需要在應用程式的不同頁面之間共享資料時，例如使用者資料。狀態管理的概念一直存在於各種程式中，但隨著網頁應用程式的複雜性不斷增加，現在在開發過程中需要特別考慮這一點。

在這最後一部分，我們將重新審視我們建立的應用程式，重新思考如何管理狀態，支持瀏覽器在任何時候刷新，並在使用者會話之間持續保存資料。

先決條件

您需要完成本課程的資料擷取部分。此外，您需要安裝 Node.js 並在本地運行伺服器 API，以便管理帳戶資料。

您可以通過在終端執行以下命令來測試伺服器是否正常運行：

curl http://localhost:5000/api
# -> should return "Bank API v1.0.0" as a result

重新思考狀態管理

在上一課程中，我們在應用程式中引入了基本的狀態概念，使用全域變數 account 來保存當前登入使用者的銀行資料。然而，我們目前的實現存在一些缺陷。嘗試在儀表板頁面刷新，會發生什麼？

目前程式碼有三個問題：

狀態未持久化，瀏覽器刷新會將您帶回登入頁面。
有多個函數修改狀態。隨著應用程式的增長，這可能使追蹤更改變得困難，並且容易忘記更新某些部分。
狀態未清理，因此當您點擊登出時，帳戶資料仍然存在，即使您已回到登入頁面。

我們可以逐一更新程式碼來解決這些問題，但這會導致程式碼重複並使應用程式更加複雜且難以維護。或者，我們可以停下來重新思考策略。

我們真正想要解決的問題是什麼？

狀態管理的核心在於找到一個良好的方法來解決以下兩個特定問題：

如何讓應用程式中的資料流保持清晰易懂？
如何確保狀態資料始終與使用者介面同步（反之亦然）？

一旦解決了這些問題，您可能已經解決了其他問題，或者使它們更容易解決。有許多方法可以解決這些問題，但我們將採用一種常見的解決方案，即集中化資料及其更改方式。資料流將如下所示：

我們在此不會涵蓋資料自動觸發視圖更新的部分，因為這涉及到更高級的反應式程式設計概念。如果您有興趣深入研究，這是一個很好的後續主題。

✅ 市面上有許多不同方法的狀態管理庫，Redux 是一個受歡迎的選擇。了解其使用的概念和模式通常是學習大型網頁應用程式可能面臨的潛在問題以及如何解決這些問題的好方法。

任務

我們將從一些重構開始。替換 account 宣告：

let account = null;

改為：

let state = {
  account: null
};

這個想法是將應用程式的所有資料集中到一個單一的狀態物件中。我們目前在狀態中只有 account，因此變化不大，但這為未來的擴展奠定了基礎。

我們還需要更新使用它的函數。在 register() 和 login() 函數中，將 account = ... 替換為 state.account = ...;

在 updateDashboard() 函數的開頭，添加以下程式碼：

const account = state.account;

這次重構本身並未帶來太多改進，但其目的是為接下來的更改奠定基礎。

追蹤資料變更

現在我們已經設置了 state 物件來存儲資料，下一步是集中更新。目的是讓追蹤任何更改及其發生時間變得更容易。

為了避免對 state 物件進行更改，考慮將其設為不可變是一個好習慣，這意味著它完全不能被修改。這也意味著如果您想更改其中的任何內容，必須創建一個新的狀態物件。通過這樣做，您可以防止潛在的副作用，並為應用程式的新功能（例如實現撤銷/重做）開闢可能性，同時使調試更容易。例如，您可以記錄對狀態所做的每次更改並保留更改歷史，以了解錯誤的來源。

在 JavaScript 中，您可以使用 Object.freeze() 創建物件的不可變版本。如果嘗試更改不可變物件，將引發異常。

✅ 您知道淺層和深層不可變物件的區別嗎？您可以在這裡閱讀相關內容。

任務

讓我們創建一個新的 updateState() 函數：

function updateState(property, newData) {
  state = Object.freeze({
    ...state,
    [property]: newData
  });
}

在此函數中，我們創建了一個新的狀態物件，並使用展開運算符 (...)從先前的狀態中複製資料。然後使用方括號表示法 [property] 覆蓋狀態物件的特定屬性。最後，我們使用 Object.freeze() 鎖定物件以防止修改。目前狀態中僅存儲 account 屬性，但使用此方法，您可以在狀態中添加任意多的屬性。

我們還需要更新 state 的初始化，以確保初始狀態也是不可變的：

let state = Object.freeze({
  account: null
});

之後，更新 register 函數，將 state.account = result; 替換為：

updateState('account', result);

對 login 函數進行相同的操作，將 state.account = data; 替換為：

updateState('account', data);

現在我們可以趁機修復使用者點擊登出時帳戶資料未清理的問題。

創建一個新的函數 logout()：

function logout() {
  updateState('account', null);
  navigate('/login');
}

在 updateDashboard() 中，將重定向 return navigate('/login'); 替換為 return logout();

嘗試註冊新帳戶，登出並重新登入，檢查是否一切正常。

提示：您可以通過在 updateState() 的底部添加 console.log(state) 並打開瀏覽器開發工具中的控制台來查看所有狀態更改。

持久化狀態

大多數網頁應用程式需要持久化資料才能正常運作。所有關鍵資料通常存儲在資料庫中，並通過伺服器 API 訪問，例如我們的使用者帳戶資料。但有時，將某些資料存儲在瀏覽器中運行的客戶端應用程式中也是有益的，這可以改善使用者體驗或提高加載性能。

當您想在瀏覽器中持久化資料時，有幾個重要問題需要考慮：

資料是否敏感？ 您應避免在客戶端存儲任何敏感資料，例如使用者密碼。
您需要保存這些資料多久？ 您是僅在當前會話中訪問這些資料，還是希望永久保存？

根據您的需求，有多種方法可以在網頁應用程式中存儲資訊。例如，您可以使用 URL 存儲搜尋查詢，並使其可在使用者之間共享。您還可以使用 HTTP cookies 存儲需要與伺服器共享的資料，例如身份驗證資訊。

另一個選擇是使用瀏覽器的多種資料存儲 API，其中有兩個特別值得注意：

localStorage：一種鍵值存儲，允許跨不同會話持久化特定於當前網站的資料。存儲在其中的資料永不過期。
sessionStorage：其工作方式與 localStorage 相同，但存儲的資料在會話結束（瀏覽器關閉時）後會被清除。

請注意，這兩個 API 只允許存儲字串。如果您想存儲複雜物件，則需要使用 JSON.stringify() 將其序列化為 JSON 格式。

✅ 如果您想創建一個不依賴伺服器的網頁應用程式，也可以使用 IndexedDB API 在客戶端創建資料庫。這適用於需要存儲大量資料的高級用例，但使用起來更為複雜。

任務

我們希望使用者保持登入狀態，直到他們明確點擊登出按鈕，因此我們將使用 localStorage 存儲帳戶資料。首先，定義一個用於存儲資料的鍵。

const storageKey = 'savedAccount';

然後在 updateState() 函數的末尾添加以下程式碼：

localStorage.setItem(storageKey, JSON.stringify(state.account));

有了這個，使用者帳戶資料將被持久化並始終保持最新，因為我們之前已集中化所有狀態更新。這就是我們開始從之前的重構中受益的地方 🙂。

由於資料已保存，我們還需要在應用程式加載時恢復它。由於我們將開始有更多的初始化程式碼，創建一個新的 init 函數可能是一個好主意，並將之前的程式碼也包含在 app.js 的底部：

function init() {
  const savedAccount = localStorage.getItem(storageKey);
  if (savedAccount) {
    updateState('account', JSON.parse(savedAccount));
  }

  // Our previous initialization code
  window.onpopstate = () => updateRoute();
  updateRoute();
}

init();

在此，我們檢索保存的資料，如果有任何資料，我們相應地更新狀態。重要的是在更新路由之前執行此操作，因為在頁面更新期間可能有程式碼依賴於狀態。

我們還可以將儀表板頁面設為應用程式的預設頁面，因為我們現在正在持久化帳戶資料。如果未找到資料，儀表板會負責重定向到登入頁面。在 updateRoute() 中，將回退 return navigate('/login'); 替換為 return navigate('/dashboard');。

現在登入應用程式並嘗試刷新頁面。您應該停留在儀表板上。通過這次更新，我們已經解決了所有初始問題...

刷新資料

...但我們可能也創造了一個新問題。糟糕！

使用 test 帳戶進入儀表板，然後在終端執行以下命令以創建新交易：

curl --request POST \
     --header "Content-Type: application/json" \
     --data "{ \"date\": \"2020-07-24\", \"object\": \"Bought book\", \"amount\": -20 }" \
     http://localhost:5000/api/accounts/test/transactions

現在嘗試刷新瀏覽器中的儀表板頁面。會發生什麼？您是否看到新的交易？

由於 localStorage，狀態被無限期持久化，但這也意味著它永遠不會更新，直到您登出應用程式並重新登入！

解決此問題的一種可能策略是每次加載儀表板時重新載入帳戶資料，以避免資料過時。

任務

創建一個新的函數 updateAccountData：

async function updateAccountData() {
  const account = state.account;
  if (!account) {
    return logout();
  }

  const data = await getAccount(account.user);
  if (data.error) {
    return logout();
  }

  updateState('account', data);
}

此方法檢查我們當前是否已登入，然後從伺服器重新載入帳戶資料。

創建另一個名為 refresh 的函數：

async function refresh() {
  await updateAccountData();
  updateDashboard();
}

此函數更新帳戶資料，然後負責更新儀表板頁面的 HTML。這是我們需要在儀表板路由加載時調用的函數。使用以下程式碼更新路由定義：

const routes = {
  '/login': { templateId: 'login' },
  '/dashboard': { templateId: 'dashboard', init: refresh }
};

現在嘗試重新載入儀表板，它應顯示更新的帳戶資料。

🚀 挑戰

現在我們每次加載儀表板時都重新載入帳戶資料，您認為我們是否仍然需要持久化所有帳戶資料？

嘗試一起修改 localStorage 中保存和加載的內容，使其僅包含應用程式正常運作所需的資料。

課後測驗

作業

實現「新增交易」對話框

以下是完成任務後的範例結果：

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