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React Tetris

English introduction

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用React、Redux、Immutable做俄罗斯方块

俄罗斯方块是一直各类程序语言热衷实现的经典游戏，JavsScript的实现版本也有很多，用React 做好俄罗斯方块则成了我一个目标。

戳： https://chvin.github.io/react-tetris/ 玩一玩！

效果预览

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正常速度的录制，体验流畅。

响应式

React Tetris

不仅指屏幕的自适应，而是 在PC使用键盘、在手机使用手指的响应式操作 ：

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数据持久化

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玩单机游戏最怕什么？断电。通过订阅 store.subscribe ，将state储存在localStorage，精确记录所有状态。网页关了刷新了、程序崩溃了、手机没电了，重新打开连接，都可以继续。

Redux 状态预览

React Tetris

Redux设计管理了所有应存的状态，这是上面持久化的保证。

游戏框架使用的是 React + Redux，其中再加入了 Immutable，用它的实例来做来Redux的state。（有关React和Redux的介绍可以看： React入门实例、 Redux中文文档）

1、什么是 Immutable？

Immutable 是一旦创建，就不能再被更改的数据。对 Immutable 对象的任何修改或添加删除操作都会返回一个新的 Immutable 对象。

初识：

让我们看下面一段代码：

function keyLog(touchFn) {
  let data = { key: 'value' };
  f(data);
  console.log(data.key); // 猜猜会打印什么？
}

不查看f，不知道它对 data 做了什么，无法确认会打印什么。但如果 data 是 Immutable，你可以确定打印的是 value ：

function keyLog(touchFn) {
  let data = Immutable.Map({ key: 'value' });
  f(data);
  console.log(data.get('key'));  // value
}

JavaScript 中的 Object 与 Array 等使用的是引用赋值，新的对象简单的引用了原始对象，改变新也将影响旧的：

foo = {a: 1};  bar = foo;  bar.a = 2;
foo.a // 2

虽然这样做可以节约内存，但当应用复杂后，造成了状态不可控，是很大的隐患，节约的内存优点变得得不偿失。

Immutable则不一样，相应的：

foo = Immutable.Map({ a: 1 });  bar = foo.set('a', 2);
foo.get('a') // 1

简洁：

在 Redux 中，它的最优做法是每个 reducer 都返回一个新的对象（数组），所以我们常常会看到这样的代码：

// reducer
...
return [
   ...oldArr.slice(0, 3),
   newValue,
   ...oldArr.slice(4)
];

为了返回新的对象（数组），不得不有上面奇怪的样子，而在使用更深的数据结构时会变的更棘手。让我们看看Immutable的做法：

// reducer
...
return oldArr.set(4, newValue);

是不是很简洁？

关于 “===”：

我们知道对于 Object 与 Array 的 === 比较，是对引用地址的比较而不是“值比较”，如：

{a:1, b:2, c:3} === {a:1, b:2, c:3}; // false
[1, 2, [3, 4]] === [1, 2, [3, 4]]; // false

对于上面只能采用 deepCopy 、 deepCompare 来遍历比较，不仅麻烦且好性能。

我们感受来一下 Immutable 的做法！

map1 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
map2 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
Immutable.is(map1, map2); // true

// List1 = Immutable.List([1, 2, Immutable.List[3, 4]]);
List1 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
List2 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
Immutable.is(List1, List2); // true

似乎有阵清风吹过。

React 做性能优化时有一个 大招 ，就是使用 shouldComponentUpdate() ，但它默认返回 true ，即始终会执行 render() 方法，后面做 Virtual DOM 比较。

在使用原生属性时，为了得出shouldComponentUpdate正确的 true or false ，不得不用deepCopy、deepCompare来算出答案，消耗的性能很不划算。而在有了Immutable之后，使用上面的方法对深层结构的比较就变的易如反掌。

对于「俄罗斯方块」，试想棋盘是一个 二维数组 ，可以移动的方块则是 形状(也是二维数组) + 坐标 。棋盘与方块的叠加则组成了最后的结果 Matrix 。游戏中上面的属性都由 Immutable 构建，通过它的比较方法，可以轻松写好 shouldComponentUpdate 。源代码： /src/components/matrix/index.js#L35

Immutable学习资料：

Immutable.js
Immutable 详解及 React 中实践

2、如何在Redux中使用Immutable

目标：将 state -> Immutable化。关键的库： gajus/redux-immutable 将原来 Redux提供的combineReducers改由上面的库提供：

// rootReduers.js
// import { combineReducers } from 'redux'; // 旧的方法
import { combineReducers } from 'redux-immutable'; // 新的方法

import prop1 from './prop1';
import prop2 from './prop2';
import prop3 from './prop3';

const rootReducer = combineReducers({
  prop1, prop2, prop3,
});


// store.js
// 创建store的方法和常规一样
import { createStore } from 'redux';
import rootReducer from './reducers';

const store = createStore(rootReducer);
export default store;

通过新的 combineReducers 将把store对象转化成Immutable，在container中使用时也会略有不同（但这正是我们想要的）：

const mapStateToProps = (state) => ({
  prop1: state.get('prop1'),
  prop2: state.get('prop2'),
  prop3: state.get('prop3'),
  next: state.get('next'),
});
export default connect(mapStateToProps)(App);

3、Web Audio Api

游戏里有很多不同的音效，而实际上只引用了一个音效文件： /build/music.mp3 。借助 Web Audio Api 能够以毫秒级精确、高频率的播放音效，这是 <audio> 标签所做不到的。在游戏进行中按住方向键移动方块，便可以听到高频率的音效。

React Tetris

WAA 是一套全新的相对独立的接口系统，对音频文件拥有更高的处理权限以及更专业的内置音频效果，是W3C的推荐接口，能专业处理“音速、音量、环境、音色可视化、高频、音向”等需求，下图介绍了WAA的使用流程。

React Tetris

其中Source代表一个音频源，Destination代表最终的输出，多个Source合成出了Destination。源代码： /src/unit/music.js 实现了ajax加载mp3，并转为WAA，控制播放的过程。

WAA 在各个浏览器的最新2个版本下的支持情况（ CanIUse ）

React Tetris

可以看到IE阵营与大部分安卓机不能使用，其他ok。

Web Audio Api 学习资料：

Web API 接口| MDN
Getting Started with Web Audio API

4、游戏在体验上的优化

技术：
- 按下方向键水平移动和竖直移动的触发频率是不同的，游戏可以定义触发频率，代替原生的事件频率，源代码： /src/unit/event.js ；
- 左右移动可以 delay 掉落的速度，但在撞墙移动的时候 delay 的稍小；在速度为6级时通过delay 会保证在一行内水平完整移动一次；
- 对按钮同时注册 touchstart 和 mousedown 事件，以供响应式游戏。当 touchstart 发生时，不会触发 mousedown ，而当 mousedown 发生时，由于鼠标移开事件元素可以不触发 mouseup ，将同时监听 mouseout 模拟 mouseup 。源代码： /src/components/keyboard/index.js ；
- 监听了 visibilitychange 事件，当页面被隐藏/切换的时候，游戏将不会进行，切换回来将继续，这个 focus 状态也被写进了Redux中。所以当用手机玩来 电话 时，游戏进度将保存；PC开着游戏干别的也不会听到gameover，这有点像 ios 应用的切换。
- 在 任意 时刻刷新网页，（比如消除方块时、游戏结束时）也能还原当前状态；
- 游戏中唯一用到的图片是，其他都是CSS；
- 游戏兼容 Chrome、Firefox、IE9+、Edge等；
玩法：
- 可以在游戏未开始时制定初始的棋盘（十个级别）和速度（六个级别）；
- 一次消除1行得100分、2行得300分、3行得700分、4行得1500分；
- 方块掉落速度会随着消除的行数增加（每20行增加一个级别）；

5、开发中的经验梳理

为所有的 component 都编写了 shouldComponentUpdate ，在手机上的性能相对有显著的提升。中大型应用在遇到性能上的问题的时候，写好shouldComponentUpdate 一定会帮你一把。
无状态组件 （ Stateless Functional Components ）是没有生命周期的。而因为上条因素，所有组件都需要生命周期 shouldComponentUpdate，所以未使用无状态组件。
在 webpack.config.js 中的 devServer属性写入 host: '0.0.0.0' ，可以在开发时用ip访问，不局限在localhost；
redux中的 store 并非只能通过connect将方法传递给 container ，可以跳出组件，在别的文件拿出来做流程控制(dispatch)，源代码： /src/control/states.js ；
用 react+redux 做持久化非常的方便，只要将redux状态储存，在每一个reduers做初始化的时候读取就好。
通过配置 .eslintrc.js 与 webpack.config.js ，项目中集成了 ESLint 检验。使用 ESLint 可以使编码按规范编写，有效地控制代码质量。不符规范的代码在开发时（或build时）都能通过IDE与控制台发现错误。参考： Airbnb: React使用规范；

6、总结

作为一个 React 的练手应用，在实现的过程中发现小小的“方块”还是有很多的细节可以优化和打磨，这时就是考验一名前端工程师的细心和功力的时候。
优化的方向既有 React 的本身，比如哪些状态由 Redux存，哪些状态给组件的state就好；而跳出框架又有产品的很多特点可以玩，为了达到你的需求，这些都将自然的推进技术的发展。
一个项目从零开始，功能一点一滴慢慢累积，就会盖成高楼，不要畏难，有想法就敲起来吧。 ^_^