作者：Andrea Bizzotto
难度评级：中高级，本文观点仅代表作者本人。
概述
如今，状态管理 是Flutter的热门话题。
在过去的一年中，各种不同的状态管理技术被提出，但截至目前，Flutter的团队和相关社区还没有得出单一的 首选解决方案。
这可以理解，因为不同的app有着不同的业务需求，选择最合适的技术取决于我们正在尝试开发什么样的功能。
事实上，一些状态管理的技术被普遍使用：
Scoped Model以其简单而著称
BLoC也被广泛使用，借助于Streams和RxDart，它适用于更复杂的应用程序
在最近的Google I/O大会上，Flutter团队向我们展示了如何使用Provider包和ChangeNotifier，用于在组件之间传递状态的更改。
有多种选择终归是件好事，但同时也可能会导致困惑，因此，选择一种能够随着app的迭代依然能良好地运行、且具有优秀拓展性的技术非常重要。
更重要的是，尽早做出正确的选择可以为我们节省大量的时间和精力。
我对状态管理和app架构的看法
过去的一年中，我构建了若干大大小小的Flutter app，期间我遇到并解决了许多问题，这让我明白了状态管理没有银弹。
然而，在构建完成并将它们一次次的重构之后，我调整出了一种在我所有项目中都能够运行完好的开发体系，因此，在本文中，我将介绍一种我定义的新的架构模式：
从现有的开发模式中借鉴了很多思想;
调整它们以满足实际开发Flutter app的需求。
在揭晓其真面目之前，我先来定义一些目标，这种模式应该：
1.只要基本模块清晰，代码就会更 简单易懂
2.能够 依葫芦画瓢 轻易追加新的功能
3.建立在 Clean 架构的原则之上
4.编写 响应式 的 Flutter app时，该架构也能胜任
5.需要很少甚至没有样板代码
6.保证代码的可测试性
7.保证代码的可移植性
8.支持小型、可组合的小部件和类
9.与异步API轻松集成（Futures和Streams）
10.适用于体量和复杂度逐步增长的应用程序。
在Flutter现有的状态管理技术中，该模式在很大程度上依赖于 BLoCs ，并且非常类似于 RxVMS 架构。
闲言少叙，接下来我很荣幸地介绍：
Widget-Async-BLoC-Service 模式
简称：WABS (这很酷，会因为它包含我的缩写 😄)。
这种架构模式有四种变体：
Widget-Bloc-Service
Widget-Service
Widget-Bloc
Widget only
请注意：除了Widget项外，BLoC和Service项 都是可选的。
换句话说：您可以根据具体情况适当地 使用 或 省略 它们。
现在，让我们通过更详细的图表探究完整的实现：
首先，该图表定义了应用三个的层级：
UI层 ：当然不可或缺，因为它代表着控件所在的位置
数据层（可选）：这是我们添加逻辑和修改状态的地方
服务层（可选）：这是我们与外部服务进行通信的地方
接下来，让我们为每个层级定义一些可做和不可做的规则。
UI层
这是我们添置控件的地方。
控件可以是无状态或有状态的，但它们都不应包含任何 显式 状态管理的逻辑。
显式 状态管理的示例是 Flutter 计数器，当增量按钮被按下时，程序通过 setState() 对计数器进行值的递增。
隐式 状态管理的示例是 StatefulWidget，它包含由 TextEditingController 管理的 TextField。 这种情况下，我们需要StatefulWidget，因为TextEditingController引入了副作用——这样的好处是我们没有明确地管理任何状态。
UI层的控件可以自由调用由BLoC或Service定义的 同步 或 异步 方法，并可以通过StreamBuilder对流进行订阅。
请注意上图是如何将单个控件连接到BLoC的输入与输出，我们也可以使用这种模式将一个控件连接到输入，然后将另外一个控件连接到输出：
换句话说，我们可以实现一个 生产者-消费者 的数据流。
WABS 模式鼓励我们将所有状态管理的逻辑都移动到数据层，我们马上将了解它。
数据层
在数据层中，我们可以定义 局部 或 全局 应用程序的状态，以及修改它的代码。
这是通过业务逻辑组件（BLoCs）完成的，这是在2018 DartConf时首次引入的模式。
理想化的BLoC是 将业务逻辑与UI层分离 ，并能够跨多个平台保证代码的高度可复用性。
在BLoC模式下，控件能够：
将事件分发给接收器；
通过流通知状态的更新。
根据最初的定义，我们只能通过 接收器 和 流 与BLoC进行通信。
虽然我喜欢这个定义，但我发现它在许多场景下限制性太强。 因此，在WABS中，我使用了一种名为 Async BLoC 的BLoC变体。
它和BLoC一样，我们有可以订阅的输出流；但是，BLoC输入可以包括 同步接收器、异步方法 甚至 共同的两者。
换句话说，我们从这样：
变成了这样：
异步的方法可以：
1.将零个，一个或多个值添加到输入接收器。
2.返回一个Future的结果，调用的代码可以等待结果并相应地执行某些操作。
3.抛出一个异常，调用的代码可以通过try/catch捕获它，并在需要时展示一个警告。
稍后，我们将看到一个完整的例子，说明它在实践中的用处。
更多关于BLoC的信息
一个Async BLoC可以定义一个StreamController/Stream对，如果使用RxDart，则等效对应定义一个BehaviorSubject/Observable。
如果有需要，我们甚至可以执行高级的流操作，例如通过combineLatest将流组合在一起。 但是要明确：
1.如果需要以某种方式组合，我建议在单个BLoC中使用多个流。
2.我不鼓励在一个BLoC中使用多个StreamControllers。相反，我更喜欢将代码分割到两个或更多的BLoC类中，以便更好地分离关注点。
数据层/BLoC中的行为
1.BLoC应该是纯Dart的——没有UI代码，没有导入Flutter相关类和文件，也没有在BLoC中使用BuildContext。
2.BLoC不应 直接 调用第三方相关代码，这应该是Service做的。
3.控件和BLoC之间的接口应该和BLoC和Service之间的接口保证一致，也就是说，BloC可以通过同步/异步方法直接与服务类通信，并通过流通知更新。
服务层
Service类应该具有和BLoC相同的输入/输出接口。但是，Service和BLoC之间存在一个本质性的区别，那就是:
BLoC可以持有和修改状态。
Service不能持有和修改状态。
换句话说，我们可以将Service视为 纯粹 的功能组件, 它可以修改和转换从第三方库收到的数据。
示例: Firestore service
我们可以实现一个FirestoreDatabase的Service作为Firestore的指定域的API包装器。
输入的数据（读取）：将来自Firestore文档的键值对的流转换为强类型的不可变数据Model。
数据输出（写入）：将数据Model转换为键值对，以便写入Firestore。
这种情况下，Service类执行简单的数据操作。与BLoC不同，Service不具有任何状态。
关于术语的说明：对于与三方服务的通信的类，其他文章通常使用Repository来表述；甚至对于Repository的定义也随着时间的推移而发展（有关更多信息，请参阅此文章）。 在本文中，我没有明确区分Service和Repository。
将其聚集在一起：使用Provider包
一旦我们定义了BLoC和Service，我们就需要将其与控件相关联。
这段时间以来，我一直在使用 Remi Rousselet 的 Provider 包。 这是一个纯粹基于InheritedWidget的Flutter 依赖注入系统。
我真的很喜欢它的简洁性，下述代码是如何使用它来添加身份验证服务：
return Provider<AuthService>(
builder: (_) => FirebaseAuthService(), // 实现了AuthService的FirebaseAuthService
child: MaterialApp(...),
);
我们如何使用它来创建BLoC：
return Provider<SignInBloc>(
builder: (_) => SignInBloc(auth: auth),
dispose: (_, bloc) => bloc.dispose(),
child: Consumer<SignInBloc>(
builder: (_, bloc, __) => SignInPage(bloc: bloc),
),
);
请注意Provider控件是如何对可选的dispose回调进行配置的，我们使用它来处理BLoC并关闭相应的StreamControllers。
Provider为我们提供了一个简单灵活的API，我们可以使用它来向控件树添加任何我们想要的东西。它适用于BLoC、Service、数值甚至更多。
我将在稍后的一些文章中更详细地讨论如何使用Provider。 目前为止，我强烈推荐Google IO大会上的这个演讲：
https://www.youtube.com/watch?v=d_m5csmrf7I
实战项目：登录页面
现在我们已经了解了WABS在概念上的工作原理，让我们使用它来构建Firebase的身份验证流程。
以下是我用Flutter和Firebase实现的身份验证流程的示例：
观察到的结果：
当触发了登录事件，我们禁用了所有按钮并显示CircularProgressIndicator，我们将加载状态设置为true来达到该效果。
登录成功或失败后，我们重新启用所有按钮并恢复标题的内容，我们通过设置loading=false达到该效果。
登录失败时，我们会弹出一个警示的对话框。
这里是用于驱动这些逻辑的SignInBloc的简单实现：
import 'dart:async';
import 'package:firebase_auth_demo_flutter/services/auth_service.dart';
import 'package:meta/meta.dart';
class SignInBloc {
SignInBloc({@required this.auth});
final AuthService auth;
final StreamController<bool> _isLoadingController = StreamController<bool>();
Stream<bool> get isLoadingStream => _isLoadingController.stream;
void _setIsLoading(bool isLoading) => _isLoadingController.add(isLoading);
Future<void> signInWithGoogle() async {
try {
_setIsLoading(true);
return await auth.signInWithGoogle();
} catch (e) {
rethrow;
} finally {
_setIsLoading(false);
}
}
void dispose() => _isLoadingController.close();
}
请注意，该BLoC仅向外暴漏了Stream和Future的公共API：
Stream<bool> get isLoadingStream;
Future<void> signInWithGoogle();
这符合我们对Async BLoC的定义。
所有的魔法都发生在signInWithGoogle()方法中。让我们通过注释再次回顾这些代码：
Future<void> signInWithGoogle() async {
try {
// 首先通过将loading=true交给流的接收器
_setIsLoading(true);
// 然后登录并等待结果
return await auth.signInWithGoogle();
} catch (e) {
// 登录失败，将调用代码的异常重新抛出
rethrow;
} finally {
// 登录成功或者失败, 将loading=false交给流的接收器
_setIsLoading(false);
}
}
和一般的BLoC一样，该方法会向接收器添加值；但除此之外，它也可以异步返回一个值，或抛出一个异常。
这意味着我们可以在SignInPage中写出这样的代码：
Future<void> _signInWithGoogle(BuildContext context) async {
try {
await bloc.signInWithGoogle();
// 处理成功
} on PlatformException catch (e) {
// 处理失败
}
}
这段代码看起来很简单，事实上也确实如此，因为我们需要的仅仅是async/ await和try/catch。
然而，对于仅使用接收器和流的“严格”版本的BLoC，这是不可能的。
仅供参考，在Redux中实现这样的功能…嗯…并不是那么有趣！😅
——虽然看起来Async-BLoC似乎对BLoC来说只是一个很小的改进，但它们完全不同。
处理异常时的注意事项
处理异常的另一种可行性是向流中添加一个error的对象，如下所示：
Future<void> signInWithGoogle() async {
try {
// 首先通过将loading=true交给流的接收器
_setIsLoading(true);
// 然后登录并等待结果
return await auth.signInWithGoogle();
} catch (e) {
// 向流中添加一个error
_isLoadingController.addError(e);
} finally {
// 登录成功或者失败, 将loading=false交给流的接收器
_setIsLoading(false);
}
}
这样，在widget类中，我们可以编写如下代码：
class SignInPage extends StatelessWidget {
SignInPage({@required this.bloc});
final SignInBloc bloc;
// 由按钮的`onPressed`回调方法进行调用
Future<void> _signInWithGoogle(BuildContext context) async {
await bloc.signInWithGoogle();
}
void build(BuildContext context) {
return StreamBuilder(
stream: isLoadingStream,
builder: (context, snapshot) {
if (snapshot.hasError) {
// 展示error
showDialog(...);
}
// 基于快照渲染UI
}
)
}
}
但这样并不优雅，原因有二：
1.它在StreamBuilder的builder中显示了一个对话框，这不是很好，因为builder只应该返回一个控件，而不是执行任何命令式的代码。
2.代码可读性并不高，我们显示错误的地方与执行登录的地方并不一致。
所以，不要这样做，也不要使用上文所展示的try/catch。😉
我们能通过WABS创建异步服务吗？
当然，正如我之前所说的：
BLoC可以持有和修改状态。
Service不能持有和修改状态。
但是，他们向外暴露的API遵循相同的规则。
以下是数据库API的Service类示例：
abstract class Database {
// Job 的CRUD操作
Future<void> setJob(Job job);
Future<void> deleteJob(Job job);
Stream<List<Job>> jobsStream();
// Entry的CRUD操作
Future<void> setEntry(Entry entry);
Future<void> deleteEntry(Entry entry);
Stream<List<Entry>> entriesStream({Job job});
}
我们可以使用此API向Cloud Firestore中写入和读取数据。
调用下述代码可以将新的Job写入数据库：
Future<void> _submit(Job job) async {
try {
await database.setJob(job);
// 处理成功
} on PlatformException catch (e) {
// 处理失败（展示警告）
}
}
相同的模式，非常简洁的错误处理。
与RxVMS比较
在本文中，作为Flutter中已有架构模式的改良，介绍了Widget-Async-BLoC-Service。
WABS与Thomas Burkhart的 RxVMS模式 最相似。
下面是两者各个层之间的对比：
两者之间的主要区别在于：
WABS使用 Provider 包，而RxVMS使用GetIt服务定位器。
WABS使用简单的异步方法来处理UI事件，而RxVMS使用的是 RxCommand。
RxCommand是抽象处理UI事件和更新UI的库，它删除了使用BLoC创建StreamController/Stream对所需的样板代码。
RxCommand很强大，然而，它确实也带来了更陡峭的学习曲线。我的感受是，尽管需要一些额外的样板代码，但是Async-Bloc可以保证完成工作并且更简单。
我也喜欢WABS可以在没有任何外部库的情况下实现（除了Provider包）。
最终选择哪一个取决于您的实际开发场景，这也和个人喜好和品味息息相关。
我应该在我的应用中使用BLoC吗？
BLoC具有陡峭的学习曲线。要了解它们，您还需要熟悉Stream和StreamBuilder。
使用Stream时，需要考虑以下因素：
流的连接状态是什么（没有，等待，活跃，完成）？
流是被单次还是多次订阅？
StreamController和StreamSubscription始终需要被disposed。
当Flutter重建窗口控件树时，处理嵌套的StreamBuilders会导致调试过程变得很棘手。
这些因素都会让代码有额外的开销。
当更新app本地的状态（例如，将状态从一个控件传递到另一个控件中）时，BLoC有更简单的替代方案，这个后文再提。
无论如何，我发现BLoCs在使用Firestore构建app时效果非常明显，其中数据通过流从后端流入app。
在这种情况下，通常将流进行组合或使用RxDart对其执行转换，BLoC很擅长这个。
结论
本文是对WABS的深入介绍，WABS是我在多个项目中使用了一段时间后探索得出的架构模式。
说实话，随着时间的推移我一直在改进它，在我写这篇文章之前它都还没有名字。
正如我之前所说，架构模式只是一种工具；我的建议是，选择对您和您的项目更有意义的工具。
如果您在项目中使用了WABS，请让我知道它是行之有效的方案。😉
愉快地编码吧！
本文源码
Flutter & Firebase构建的身份验证流程：
https://github.com/bizz84/firebase_auth_demo_flutter
接下来的这个项目，它针对我的Flutter和Firebase Udemy课程中相关深入的资料进行了补充，链接如下：
Flutter＆Firebase：构建一个完整的iOS和Android的应用程序：
