Flutter之状态管理

一、什么是状态管理？

状态（State）是应用程序中会随时间变化的数据。状态管理是指如何组织、存储和更新这些数据，以及如何在 UI 中反映这些变化。

在 Flutter 中，状态管理是一个核心概念，因为 Flutter 使用声明式 UI，UI 是根据当前状态构建的。

二、为什么需要状态管理？

状态共享：多个 Widget 需要访问和修改同一份数据
状态提升：将状态提升到共同的父 Widget
代码组织：将业务逻辑与 UI 分离
可维护性：使代码更易于理解和维护
性能优化：避免不必要的重建

三、状态管理的分类

1. 本地状态（Local State）

定义：只在一个 Widget 内部使用的状态，不需要与其他 Widget 共享。

适用场景：

单个 Widget 的内部状态（如开关状态、文本输入）
简单的计数器
表单字段的值

实现方式：使用 StatefulWidget 和 setState()

示例：

class CounterWidget extends StatefulWidget {
  const CounterWidget({super.key});

  @override
  State<CounterWidget> createState() => _CounterWidgetState();
}

class _CounterWidgetState extends State<CounterWidget> {
  int _count = 0; // 本地状态

  void _increment() {
    setState(() {
      _count++; // 更新本地状态
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        Text('计数: $_count'),
        ElevatedButton(
          onPressed: _increment,
          child: const Text('增加'),
        ),
      ],
    );
  }
}

2. 全局状态（Global State）

定义：需要在多个 Widget 之间共享的状态，可能跨越整个应用。

适用场景：

用户登录信息
应用主题设置
购物车内容
全局配置

实现方式：使用状态管理方案（Provider、Riverpod、Bloc、GetX 等）

四、状态管理方案

方案 1：setState()（基础方案）

特点：

Flutter 内置，无需额外依赖
适合简单的本地状态
代码简单直接

优点：

简单易用
无需额外依赖
适合小型应用

缺点：

状态提升困难
代码耦合度高
不适合复杂应用

示例：

class MyWidget extends StatefulWidget {
  const MyWidget({super.key});

  @override
  State<MyWidget> createState() => _MyWidgetState();
}

class _MyWidgetState extends State<MyWidget> {
  String _text = '初始文本';

  void _updateText() {
    setState(() {
      _text = '更新后的文本';
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        Text(_text),
        ElevatedButton(
          onPressed: _updateText,
          child: const Text('更新'),
        ),
      ],
    );
  }
}

方案 2：InheritedWidget（底层方案）

特点：

Flutter 内置的 Widget
用于在 Widget 树中向下传递数据
Provider 等方案的基础

优点：

无需额外依赖
性能好
理解 Flutter 底层机制

缺点：

使用复杂
需要手动管理更新
代码冗长

示例：

// 定义 InheritedWidget
class MyInheritedWidget extends InheritedWidget {
  final String data;

  const MyInheritedWidget({
    super.key,
    required this.data,
    required super.child,
  });

  static MyInheritedWidget? of(BuildContext context) {
    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<MyInheritedWidget>();
  }

  @override
  bool updateShouldNotify(MyInheritedWidget oldWidget) {
    return data != oldWidget.data;
  }
}

// 使用
class MyApp extends StatelessWidget {
  const MyApp({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MyInheritedWidget(
      data: '共享数据',
      child: const ChildWidget(),
    );
  }
}

class ChildWidget extends StatelessWidget {
  const ChildWidget({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final data = MyInheritedWidget.of(context)?.data ?? '无数据';
    return Text(data);
  }
}

方案 3：Provider（推荐方案）

特点：

Google 官方推荐
基于 InheritedWidget
简单易用，功能强大
社区支持好

安装：

dependencies:
  provider: ^6.0.0

核心概念：

ChangeNotifier：可观察的对象
ChangeNotifierProvider：提供 ChangeNotifier
Consumer：消费状态
Provider.of：获取状态

优点：

简单易学
性能好
官方推荐
社区支持好

缺点：

需要手动管理依赖
大型应用可能变得复杂

示例：

// 1. 创建状态类
class CounterModel extends ChangeNotifier {
  int _count = 0;

  int get count => _count;

  void increment() {
    _count++;
    notifyListeners(); // 通知监听者
  }

  void decrement() {
    _count--;
    notifyListeners();
  }
}

// 2. 在应用顶层提供状态
void main() {
  runApp(
    ChangeNotifierProvider(
      create: (context) => CounterModel(),
      child: const MyApp(),
    ),
  );
}

// 3. 在 Widget 中使用状态
class CounterWidget extends StatelessWidget {
  const CounterWidget({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Consumer<CounterModel>(
      builder: (context, counter, child) {
        return Column(
          children: [
            Text('计数: ${counter.count}'),
            ElevatedButton(
              onPressed: counter.increment,
              child: const Text('增加'),
            ),
            ElevatedButton(
              onPressed: counter.decrement,
              child: const Text('减少'),
            ),
          ],
        );
      },
    );
  }
}

// 或者使用 Provider.of
class CounterWidget2 extends StatelessWidget {
  const CounterWidget2({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final counter = Provider.of<CounterModel>(context);
    
    return Column(
      children: [
        Text('计数: ${counter.count}'),
        ElevatedButton(
          onPressed: counter.increment,
          child: const Text('增加'),
        ),
      ],
    );
  }
}

Provider 的多种用法：

// 多个 Provider
MultiProvider(
  providers: [
    ChangeNotifierProvider(create: (_) => CounterModel()),
    ChangeNotifierProvider(create: (_) => UserModel()),
  ],
  child: const MyApp(),
)

// 监听特定属性
Selector<CounterModel, int>(
  selector: (context, counter) => counter.count,
  builder: (context, count, child) {
    return Text('计数: $count');
  },
)

// 只读取，不监听
final counter = Provider.of<CounterModel>(context, listen: false);

方案 4：Riverpod（现代化方案）

特点：

Provider 的改进版
编译时安全
更好的依赖注入
支持异步状态

安装：

dependencies:
  flutter_riverpod: ^2.0.0

优点：

编译时安全
更好的测试支持
支持异步状态
无需 BuildContext

缺点：

学习曲线较陡
相对较新

示例：

import 'package:flutter_riverpod/flutter_riverpod.dart';

// 定义 Provider
final counterProvider = StateNotifierProvider<CounterNotifier, int>((ref) {
  return CounterNotifier();
});

// 状态管理类
class CounterNotifier extends StateNotifier<int> {
  CounterNotifier() : super(0);

  void increment() => state++;
  void decrement() => state--;
}

// 使用
class CounterWidget extends ConsumerWidget {
  const CounterWidget({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context, WidgetRef ref) {
    final count = ref.watch(counterProvider);
    
    return Column(
      children: [
        Text('计数: $count'),
        ElevatedButton(
          onPressed: () => ref.read(counterProvider.notifier).increment(),
          child: const Text('增加'),
        ),
      ],
    );
  }
}

方案 5：Bloc（事件驱动方案）

特点：

事件驱动架构
清晰的状态管理
适合复杂应用
良好的测试支持

安装：

dependencies:
  flutter_bloc: ^8.0.0

核心概念：

Event：事件
State：状态
Bloc：业务逻辑组件

优点：

清晰的架构
易于测试
适合大型应用
可预测的状态变化

缺点：

代码量多
学习曲线陡
可能过度设计

示例：

import 'package:flutter_bloc/flutter_bloc.dart';

// 定义事件
abstract class CounterEvent {}
class IncrementEvent extends CounterEvent {}
class DecrementEvent extends CounterEvent {}

// 定义状态
class CounterState {
  final int count;
  CounterState(this.count);
}

// 定义 Bloc
class CounterBloc extends Bloc<CounterEvent, CounterState> {
  CounterBloc() : super(CounterState(0)) {
    on<IncrementEvent>((event, emit) {
      emit(CounterState(state.count + 1));
    });
    on<DecrementEvent>((event, emit) {
      emit(CounterState(state.count - 1));
    });
  }
}

// 使用
class CounterWidget extends StatelessWidget {
  const CounterWidget({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return BlocProvider(
      create: (context) => CounterBloc(),
      child: BlocBuilder<CounterBloc, CounterState>(
        builder: (context, state) {
          return Column(
            children: [
              Text('计数: ${state.count}'),
              ElevatedButton(
                onPressed: () => context.read<CounterBloc>().add(IncrementEvent()),
                child: const Text('增加'),
              ),
            ],
          );
        },
      ),
    );
  }
}

方案 6：GetX（全功能方案）

特点：

状态管理 + 路由 + 依赖注入
性能优秀
语法简洁
功能全面

安装：

dependencies:
  get: ^4.6.0

优点：

功能全面
性能好
语法简洁
学习资源丰富

缺点：

与 Flutter 官方方案差异大
可能过度封装

示例：

import 'package:get/get.dart';

// 定义控制器
class CounterController extends GetxController {
  var count = 0.obs; // 响应式变量

  void increment() => count++;
  void decrement() => count--;
}

// 使用
class CounterWidget extends StatelessWidget {
  const CounterWidget({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final controller = Get.put(CounterController());
    
    return Obx(() => Column(
      children: [
        Text('计数: ${controller.count}'),
        ElevatedButton(
          onPressed: controller.increment,
          child: const Text('增加'),
        ),
      ],
    ));
  }
}

五、状态管理方案选择指南

方案	适用场景	复杂度	性能	推荐度
setState()	简单本地状态	⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
InheritedWidget	理解底层机制	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐
Provider	中小型应用	⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐
Riverpod	中大型应用	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
Bloc	大型复杂应用	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
GetX	需要全功能方案	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐

六、状态管理最佳实践

1. 选择合适的方案

小型应用：使用 setState() 或 Provider
中型应用：使用 Provider 或 Riverpod
大型应用：使用 Bloc 或 Riverpod

2. 状态提升原则

将状态提升到最近的共同祖先
避免不必要的状态提升
保持状态尽可能本地化

3. 单一数据源

每个状态只有一个数据源
避免状态重复
使用单一真实来源（Single Source of Truth）

4. 不可变状态

状态应该是不可变的
创建新状态而不是修改旧状态
使用 copyWith 方法

示例：

class UserState {
  final String name;
  final int age;

  UserState({required this.name, required this.age});

  // 使用 copyWith 创建新状态
  UserState copyWith({String? name, int? age}) {
    return UserState(
      name: name ?? this.name,
      age: age ?? this.age,
    );
  }
}

5. 分离业务逻辑

将业务逻辑从 UI 中分离
使用状态管理类处理逻辑
UI 只负责显示

6. 性能优化

只监听需要的状态
使用 Consumer 的 child 参数
使用 Selector 监听特定属性
避免在 build 方法中创建对象

示例：

// ✅ 好的做法：使用 child 参数
Consumer<CounterModel>(
  builder: (context, counter, child) {
    return Column(
      children: [
        Text('计数: ${counter.count}'),
        child!, // 这个 Widget 不会重建
      ],
    );
  },
  child: const ExpensiveWidget(), // 只创建一次
)

// ❌ 避免：每次都重建
Consumer<CounterModel>(
  builder: (context, counter, _) {
    return Column(
      children: [
        Text('计数: ${counter.count}'),
        const ExpensiveWidget(), // 每次都会重建
      ],
    );
  },
)

7. 错误处理

在状态管理中添加错误处理
使用 try-catch 捕获异常
提供错误状态

示例：

class DataModel extends ChangeNotifier {
  List<String>? _data;
  String? _error;

  List<String>? get data => _data;
  String? get error => _error;
  bool get isLoading => _data == null && _error == null;

  Future<void> loadData() async {
    try {
      _error = null;
      notifyListeners();
      
      // 模拟网络请求
      await Future.delayed(const Duration(seconds: 1));
      _data = ['数据1', '数据2', '数据3'];
      _error = null;
    } catch (e) {
      _error = e.toString();
      _data = null;
    }
    notifyListeners();
  }
}

七、状态管理常见模式

1. 单例模式

class AppState {
  static final AppState _instance = AppState._internal();
  factory AppState() => _instance;
  AppState._internal();

  int counter = 0;
}

2. 观察者模式（Provider）

// 使用 ChangeNotifier 实现观察者模式
class Model extends ChangeNotifier {
  int _value = 0;
  int get value => _value;
  
  void updateValue(int newValue) {
    _value = newValue;
    notifyListeners(); // 通知观察者
  }
}

3. 命令模式（Bloc）

// 使用事件和状态实现命令模式
abstract class Event {}
class UpdateEvent extends Event {
  final int value;
  UpdateEvent(this.value);
}

class State {
  final int value;
  State(this.value);
}

八、总结

状态管理是 Flutter 开发的核心：选择合适的方案对应用的成功至关重要
从简单开始：小型应用使用 setState() 或 Provider 即可
根据需求选择：不同方案适合不同的应用场景
保持代码清晰：分离业务逻辑和 UI，使用不可变状态
关注性能：只监听需要的状态，避免不必要的重建

Flutter之状态管理

Flutter之状态管理

一、什么是状态管理？

二、为什么需要状态管理？

三、状态管理的分类

1. 本地状态（Local State）

2. 全局状态（Global State）

四、状态管理方案

方案 1：setState()（基础方案）

方案 2：InheritedWidget（底层方案）

方案 3：Provider（推荐方案）

方案 4：Riverpod（现代化方案）

方案 5：Bloc（事件驱动方案）

方案 6：GetX（全功能方案）

五、状态管理方案选择指南

六、状态管理最佳实践

1. 选择合适的方案

2. 状态提升原则

3. 单一数据源

4. 不可变状态

5. 分离业务逻辑

6. 性能优化

7. 错误处理

七、状态管理常见模式

1. 单例模式

2. 观察者模式（Provider）

3. 命令模式（Bloc）

八、总结

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Flutter之状态管理

一、什么是状态管理？

二、为什么需要状态管理？

三、 状态管理的分类

1. 本地状态（Local State）

2. 全局状态（Global State）

四、状态管理方案

方案 1：setState()（基础方案）

方案 2：InheritedWidget（底层方案）

方案 3：Provider（推荐方案）

方案 4：Riverpod（现代化方案）

方案 5：Bloc（事件驱动方案）

方案 6：GetX（全功能方案）

五、 状态管理方案选择指南

六、状态管理最佳实践

1. 选择合适的方案

2. 状态提升原则

3. 单一数据源

4. 不可变状态

5. 分离业务逻辑

6. 性能优化

7. 错误处理

七、状态管理常见模式

1. 单例模式

2. 观察者模式（Provider）

3. 命令模式（Bloc）

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五、状态管理方案选择指南