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第 12 屆 iThome 鐵人賽
DAY 17
1
自我挑戰組

從零開始的Flutter世界系列 第 17 篇

Day17 Flutter 的狀態管理 BLoC (一)

12th鐵人賽
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Flutter 在一開始其實就提供了一種狀態管理方式，StatefulWidget，然而它僅適合用於在單個Widget 內部維護其狀態，但是專案開發時，可能需要不同的頁面共享變數的狀態，且當這個狀態發生改變時，所有依賴這個狀態的 UI 都需要隨之發生改變，此時StatefulWidget就不太適合，雖然可以透過設置callback在多個widget 之間傳遞狀態，但是當專案複雜度一深，很容易大大增加我們程式碼的耦合度

可參考邦友寫的 高內聚與低耦合

為了解決此問題，官方提供了一些解決方案，網上有各種方式的介紹以及比較，這邊就先以官方推薦的為主來介紹，而之前官方推薦的是 Bloc ，但去年改推薦Provider，我們之後將針對這兩種做介紹

首先，因為Bloc 將會大量使用到Stream ，我們需要先為各位介紹Stream

Stream

官方文件

流 ( Stream )，是一系列非同步的資料佇列 ( 先進先出 (FIFO) )，例如說：介面上使用者觸發的動作 (像是點餐) 等等，可以使用await for ( 非同步的for 迴圈 ) 或 listen()方法來監聽Stream，來處理要接收到的資料

Stream和 Future都是Dart中非同步程式設計的核心內容，Future為一次性取得非同步的資料，Stream為取得多次非同步的資料

建立 Stream

以下我們介紹幾種常見的建立 Stream 方式

  1. 轉換 Steam

    假如已經有了一個Stream，但是它的值不是我們想要的，Stream提供了map()、where()、expand()，以及take()方法，能夠輕鬆將已有的Stream 事件轉化為新的事件

    例如：把整數事件流轉成字串

    import 'dart:async';

Future<String> _intStreamToStringStream(Stream<int> stream) async {
  return await stream.map((event) => event.toString()).join(',');
}

Stream<int> testStream() async* {
  for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    yield i;
  }
}

main() async {
  var test = testStream();
  dynamic result = await _intStreamToStringStream(test);
  print('intStreamToStringStream result：$result'); 
  //印出 intStreamToStringStream result：1,2,3,4,5
}

  2. 使用StreamController創建

    • StreamController有一個入口：sink，能使用add()將資料加入裡
    • StreamController有一個出口：Stream，資料從sink 加入後，經過StreamController 處理，處理完會把結果從stream傳出來
    • 為了能接收stream傳出來的結果，我們需要listen()方法來一直監聽此stream
    import 'dart:async';

main() {
  StreamController anyController = StreamController(); //未定義類型，任意型態皆可的Stream
  anyController.sink.add(123);
  anyController.sink.add("abc");
  anyController.sink.add(3.14);

  StreamController<int> intController = StreamController(); //指定整數型態的Stream
  intController.sink.add(123);

  //透過 listen()，監聽一個Stream，當有事件發出時，即會觸發listener
  anyController.stream.listen((data) => print("anyController：$data"));
  intController.stream.listen((data) => print("intController：$data"));
}
/*印出
anyController：123
intController：123
anyController：abc
anyController：3.14
*/

  3. 使用async*建立Stream

    如果我們有一系列事件需要處理，這時候可以使用async* 以及 yield來生成一個Stream

    範例：

    商品皆為10元 的商店

    import 'dart:async';

Future<int> getTotalPrice(Stream<int> stream) async {
  var totalPrice = 0;

  //透過 await for 使用由建構傳進來的Stream，能夠在此整數事件流中的每個事件到來的時候處理它，當迴圈結束時，函數將暫停，直到下一個事件到達或流完成為止，需搭配 async 使用
  await for (var numbers in stream) { 
    print("數量：$numbers");
    totalPrice = numbers * 10; //收到我們整數事件流的事件
  }
  return totalPrice;
}

/*
商品數量的Stream
async*：創建Stream 的一種方法
yield：在Stream 上發出事件
*/
Stream<int> countStream(int to) async* {
  for (int i = 1; i <= to; i++) {
    yield i;
  }
}

main() async {
  var count = countStream(5);
  var totalPrice = await getTotalPrice(count);
  print('總金額: $totalPrice');
}

/* 印出
數量：1
數量：2
數量：3
數量：4
數量：5
總金額: 50
*/

錯誤事件處理

在某些情況下，流完成之前會發生錯誤；可能是網路從伺服器上取得文件時發生異常，或者創建事件的代碼存在錯誤等等，而流還可以傳遞錯誤事件，就像傳遞一般事件一樣 ( 大多數流將在出現第一個錯誤後就會停止 )

import 'dart:async';

Future<int> getTotalPrice(Stream<int> stream) async {
  var totalPrice = 0;

  try {
    await for (var numbers in stream) {
      print("數量：$numbers");
      totalPrice = numbers * 10;
    }
  } catch (e) {
    return -1;
  }
  return totalPrice;
}

Stream<int> countStream(int to) async* {
  for (int i = 1; i <= to; i++) {
    if (i == 7) {
      throw new Exception(i);
    } else {
      yield i;
    }
  }
}

main() async {
  var count = countStream(10);
  var totalPrice = await getTotalPrice(count);
  print('總金額: $totalPrice');
}
/*印出
數量：1
數量：2
數量：3
數量：4
數量：5
數量：6
總金額: -1
*/

Stream 的種類

Stream 有兩種

  • Single-subscription Streams
  • Broadcast Streams
Single-subscription Streams

單一訂閱流最常見的流包含一系列事件，事件必須以正確的順序傳遞，並且不能丟失任何事件。像是在讀取文件或接收Web請求時獲得的流，它在被監聽之前不會生成事件，並且在取消監聽後它會停止發送事件，這樣的流只能被訂閱監聽一次，即使在第一個訂閱被取消後，也不允許在單個訂閱流上進行兩次監聽

import 'dart:async';

main() {
  StreamController controller = StreamController();

  controller.stream.listen((data) => print(data));
  controller.stream.listen((data) => print(data));

  controller.sink.add("test");
}
//執行後出現異常：Exception: Bad state: Stream has already been listened to.
Broadcast Streams

廣播流允許任意數量的監聽，且不管是否被監聽，它都會生成事件，所以之後才監聽的無法收到之前的事件，不過可以隨時開始監聽這樣的流

如果在Single-subscription Streams想要進行多次監聽，可以使用asBroadcastStream在非廣播流上建立廣播流

import 'dart:async';

main() {
  StreamController controller = StreamController();

  Stream stream = controller.stream.asBroadcastStream();

  stream.listen((data) => print(data));
  stream.listen((data) => print(data));

  controller.sink.add("test");
}
/*印出
test
test
*/

簡單介紹完Stream，我們來介紹一下Bloc 吧

BLoC

版本：bloc 6.0.3

參考文件

全名為Business Logic Component，使我們能把商業邏輯從UI 抽離，降低程式碼彼此之間的耦合性，讓Widget 只需要著重於UI，顯示處理後的結果畫面，這讓我們達成幾項目的：

  1. 因為商業邏輯與UI 相分離，所以當商業邏輯或畫面需要修改時，能讓彼此之間因為修改造成的影響降至最低
  2. 方便我們測試商業邏輯功能
  3. 提高我們程式碼的可重用性

使用

  1. 將bloc、flutter_bloc的包作為依賴項（dependencies) 添加到我们的pubspec.yaml中

    dependencies:
  bloc: ^6.0.3
  flutter_bloc: ^6.0.5

  2. 在要用到bloc 的地方再透過import 引入即可

Cubit

Cubit 是Bloc 運作的基礎 ( Bloc 繼承了Cubit )，Cubit 是一種特殊類型的Stream，可以用來管理任何類型的狀態。

Stream：

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20201002/20118479A351r2b0yi.png

Cubit需要一個初始狀態，是在發出調用之前的狀態，可以通過狀態getter取得cubit 的當前狀態，並可以通過調用帶有新狀態的emit方法來更新cubit 的狀態

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20201002/20118479tpaBRtFNkp.png

當我們調用事先定義的函數，cubit 狀態就會開始更新，這些函數可以使用emit方法輸出新狀態，而每個狀態更改都會調用onChange方法 (其中包含當前狀態和下一個狀態)

實作：

設計一個計數器，初始值為0，並有加法方法，能對值做修改

我們在Android Studio 新建一個全新的專案，記得在pubspec.yaml添加bloc的依賴

建立 CounterCubit 類別，用來管理計數器的 int 狀態：

import 'package:bloc/bloc.dart';

class CounterCubit extends Cubit<int> { // Cubit<int>，管理的狀態為 int 
  //初始值設為0
  CounterCubit() : super(0);

  // 設計一個加法，當此方法被呼叫時，現在的狀態 (int) 就要加一，並透過emit方法更新為新的狀態
  void increase() => emit(state + 1);
}

我們來用用看

main.dart：

import 'CounterCubit.dart';

void main() {
  //建立一個計數器物件
  CounterCubit cubit = CounterCubit();

  // 印出現在計數器的狀態 (CounterCubit 的狀態為 int)
  print(cubit.state); // 印出 0

  // 呼叫計數器的加法，該方法會去將狀態改變 (state + 1)
  cubit.increase();

  print(cubit.state); // 印出 1

  // 使用完把計數器 Cubit 物件關閉
  cubit.close();
}

onChange：可以被覆寫( override )，來處理當Cubit狀態改變時要做的行為

onError：可以被覆寫( override )，來處理當Cubit拋出異常時要做的行為

import 'package:bloc/bloc.dart';

class CounterCubit extends Cubit<int> {
  CounterCubit() : super(0);

  void increase() {
    print("increase");
    emit(state + 1);
  }
  
  void makeError() {
    addError(new Exception("test"));
  }

  @override
  void onChange(Change<int> change) {
    print("onChange：$change");
    super.onChange(change);
  }

  @override
  void onError(Object error, StackTrace stackTrace) {
    print('onError：$error, $stackTrace');
    super.onError(error, stackTrace);
  }
}

main.dart：

import 'CounterCubit.dart';

void main() {

  CounterCubit cubit = CounterCubit();

  print(cubit.state); // 印出 0

  cubit.increase(); 
  /* 印出 
  increase
  onChange：Change { currentState: 0, nextState: 1 }
	*/
  print(cubit.state); // 印出 1

  cubit.makeError(); // 印出 onError：Exception: test, null，並拋出異常
}

若想對每個Cubit發生狀態改變或拋出異常時，都要客製化行為的話，可以使用BlocObserver

建立一個MyBlocObserver：

import 'package:bloc/bloc.dart';

class MyBlocObserver extends BlocObserver {
  @override
  void onChange(Cubit cubit, Change change) {
    print("MyBlocObserver onChange：$cubit, $change");
    super.onChange(cubit, change);
  }

  @override
  void onError(Cubit cubit, Object error, StackTrace stackTrace) {
    print('MyBlocObserver onError：$cubit, $error, $stackTrace');
    super.onError(cubit, error, stackTrace);
  }
}

main.dart：

import 'package:bloc/bloc.dart';

import 'CounterCubit.dart';
import 'MyBlocObserver.dart';

void main() {
  // 設定我們的 observer 
  Bloc.observer = MyBlocObserver();

  CounterCubit cubit = CounterCubit();

  print(cubit.state); // 印出 0

  cubit.increase(); 
  /* 印出 
  increase
  onChange：Change { currentState: 0, nextState: 1 }
  MyBlocObserver onChange：Instance of 'CounterCubit', Change { currentState: 0, nextState: 1 }
	*/
  print(cubit.state); // 印出 1

  cubit.makeError(); 
  /* 印出 
  onError：Exception: test, null
  MyBlocObserver onError：Instance of 'CounterCubit', Exception: test, null
  並拋出異常
  */
}

今天我們先介紹到這，下一篇進一步介紹 Bloc 的觀念以及使用


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  1. 26
    Day26 Flutter 的狀態管理 Provider (五) Firebase Login
  2. 27
    Day27 JSON and serialization
  3. 28
    Day28 Networking & http
  4. 29
    Day29 Flutter Persistence
  5. 30
    Day30 Flutter Camera、播放影片
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