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Excalidraw状态管理方案选择：为何不用Redux？

在构建现代前端应用时，我们常常面临一个看似简单却影响深远的问题：如何管理状态？

对于大多数项目来说，答案可能是 Redux、MobX 或 Zustand。但对于像 Excalidraw 这样追求极致性能与协作实时性的开源白板工具，答案却是——我们不需要 Redux。

这并不是对 Redux 的否定。事实上，在大型企业级应用中，Redux 提供的可预测性、调试能力和团队协作规范仍然无可替代。但当你的产品核心是“流畅的手绘体验”和“毫秒级协同响应”，每一点运行时开销、每一行样板代码都会成为用户体验的负担。

于是，Excalidraw 选择了另一条路：用 React 原生能力 + Immer 构建轻量、高效、贴近业务的状态管理体系。它没有复杂的中间件链，也没有全局 store 的沉重包袱，取而代之的是细粒度控制、局部更新和自然编码习惯。

这条路走得通吗？为什么它比 Redux 更适合这类场景？让我们从实际问题出发，深入剖析其背后的技术逻辑。

状态管理的本质：不是“集中”，而是“可控”

很多人认为状态管理的核心是“把所有状态放在一起”。但这其实是个误解。真正的挑战从来不是存储位置，而是：

• 如何避免不必要的重渲染？
• 如何保证高频交互下的流畅性？
• 如何让多人协作的数据同步既快又一致？
• 如何在不牺牲可维护性的前提下降低开发成本？

Redux 的设计哲学是“单一数据源 + 不可变更新 + 可回溯 action 流”，这套机制确实带来了极强的可调试性。比如你可以用 DevTools 回放用户操作，甚至实现“时间旅行”。

但在 Excalidraw 中，这种能力的代价太高了。

想象一下用户正在画一条自由曲线，鼠标移动每帧都产生一次状态变更。如果每次都要 dispatch 一个 action，经过 reducer 处理整个 state tree，再通知所有订阅者进行比较——哪怕你用了useSelector优化，这个链条本身就带来了额外的函数调用和引用比较开销。

更关键的是，白板类应用的状态并不适合被当作一个整体来处理。元素列表、当前工具、选中状态、远程光标……它们变化频率不同、依赖组件不同、同步需求也不同。强行统一管理，反而会造成耦合和性能瓶颈。

所以 Excalidraw 的思路很明确：不要为了“统一”而牺牲效率。

技术选型背后的工程权衡

为什么不选 Redux？

先来看一组直观对比：

这些差异背后，是两种完全不同的设计哲学。

Redux 强调“约束带来秩序”：必须通过 action 触发变更，必须用纯函数计算新状态。这种方式非常适合需要严格审计流程的企业系统。

但 Excalidraw 更关注“灵活性带来响应力”。它接受一定程度的结构松散，换来的是更高的运行效率和更低的认知负荷。开发者不需要记住十几个 action type，也不需要为每个小功能写一堆 boilerplate。

更重要的是，它的状态结构天生适合网络同步。比如添加一个图形元素，只需要将{ type: 'ADD_ELEMENT', payload }打包发送给服务端即可。接收方可以直接 apply 到本地状态树，无需 replay 整个 action 历史。

相比之下，Redux 的 replay 模式在跨客户端场景下容易出问题：时间戳不一致、ID 冲突、中间件副作用不可重复等。要解决这些问题，往往需要引入 CRDT 或 OT 算法——而这又是一整套新的复杂性。

它是怎么做的？轻量但不失控

Excalidraw 并非完全放弃架构设计，而是采用了更克制的方式组织状态。它的核心模式可以概括为：

模块化分片 + Immer 不可变更新 + Context 分发

以画布元素管理为例，它是这样工作的：

import { useImmerReducer } from 'use-immer'; import { produce } from 'immer'; type Element = { id: string; type: 'rectangle' | 'diamond'; x: number; y: number }; type AppState = { elements: Element[]; selectedId: string | null; currentTool: 'selection' | 'rectangle' | 'diamond'; }; const appStateReducer = produce((draft, action) => { switch (action.type) { case 'ADD_ELEMENT': draft.elements.push(action.payload); break; case 'SET_TOOL': draft.currentTool = action.payload; break; case 'SELECT_ELEMENT': draft.selectedId = action.payload; break; } }); function App() { const [state, dispatch] = useImmerReducer(appStateReducer, { elements: [], selectedId: null, currentTool: 'selection', }); const addRectangle = useCallback(() => { const rect = { id: nanoid(), type: 'rectangle', x: 50, y: 50 }; dispatch({ type: 'ADD_ELEMENT', payload: rect }); }, [dispatch]); return ( <div> <button onClick={addRectangle}>添加矩形</button> <Canvas elements={state.elements} /> </div> ); }

这段代码看起来像是在“修改”原对象，但实际上produce会自动追踪变更路径，生成全新的不可变 state。你获得了 mutable 的书写便利，同时保留了 immutable 的安全特性。

而且由于使用的是useImmerReducer而非全局 store，状态更新天然局限于当前组件树。配合React.memo和useCallback，能有效防止无关组件重渲染。

此外，状态被拆分为多个 context：

• ElementsContext：只负责图形元素增删改
• AppSettingsContext：管理 UI 状态（如网格开关、主题）
• CollaborationContext：处理 WebSocket 连接与远程事件

这种分治策略使得数据流更加清晰，也更容易做性能优化。比如当你调整设置面板时，不会触发画布区域的重新计算。

应对真实世界的挑战

高频输入下的性能优化

白板工具最典型的场景就是连续绘制。用户的每一次鼠标移动都可能触发一次状态更新。如果处理不当，很容易导致卡顿甚至页面无响应。

Redux 在这种场景下面临两个主要问题：

1. 每次 dispatch 都会遍历所有 reducer，即使只有一个小分支发生变化；
2. 默认情况下所有 useSelector 订阅者都会收到通知，必须靠 shallowEqual 才能跳过。

而 Excalidraw 采用了几项关键技术来缓解压力：

• 批量合并更新：利用requestAnimationFrame将短时间内多次更新合并成一次提交，减少 render 次数；
• 局部 context 分发：确保只有真正依赖该状态的组件才会响应变化；
• Immer 的 proxy 机制：仅复制实际修改的部分，避免 deep clone 开销；
• 虚拟化渲染：仅渲染可视区域内的元素，极大减轻 DOM 压力。

这些手段共同作用，使得即便在低端设备上也能保持 60fps 的流畅体验。

多人协作中的数据一致性

另一个关键问题是：如何保证多个用户看到的内容最终一致？

有人可能会说：“Redux 的 action replay 不就能做到吗？” 理论上是可以，但实践中会遇到很多坑：

• Action 的 payload 是否包含客户端本地信息（如临时 ID）？
• 中间件是否有副作用（如日志、分析）？这些能否跨客户端重现？
• 如果两个用户同时操作同一个元素怎么办？

Excalidraw 的做法更务实：放弃 replay，拥抱 patch。

具体来说：

1. 每个元素都有全局唯一 ID（通常使用nanoid()生成）；
2. 状态变更以“差量更新”形式传输，例如：
   json { "type": "ELEMENT_UPDATE", "id": "abc123", "x": 100, "y": 200 }
3. 接收方直接将变更 apply 到本地 state，而不是重新 dispatch；
4. 冲突解决采用“最后写入胜出”（Last Write Wins），简单可靠。

这种方法的优势非常明显：

• 同步消息体积小，网络开销低；
• 不依赖执行环境，适用于各种终端；
• 易于扩展支持离线编辑（只需缓存未同步的 patch）；

虽然失去了“时间旅行”能力，但在协同绘图这类场景中，即时性和一致性远比历史回放重要得多。

工程实践中的关键决策

在实际开发过程中，Excalidraw 团队做出了一些值得借鉴的设计取舍：

1. 拒绝过度抽象

他们没有提前定义通用 action 类型或 middleware，而是坚持“按需开发”。新增功能时，优先考虑最小实现路径，避免为未来可能的需求增加复杂性。

结果是代码库始终保持简洁，新人上手速度快。

2. 局部状态优先

任何只在一个组件内部使用的状态，一律使用useState。只有确需跨层级共享时，才提升到 context。

这条原则大幅减少了不必要的状态传播，降低了调试难度。

3. 类型即文档

借助 TypeScript，所有 state 结构和 action 类型都被明确定义。例如：

type AddElementAction = { type: 'ADD_ELEMENT'; payload: Element }; type SetToolAction = { type: 'SET_TOOL'; payload: 'rectangle' | 'diamond' }; type AppAction = AddElementAction | SetToolAction;

这让 IDE 能提供精准提示，也减少了 runtime error 的可能性。

4. 为未来留门

尽管当前未使用 Redux，但整体架构并未封闭。比如状态更新函数都是纯函数，未来若需接入 CRDT 或更复杂的协同算法，改造成本较低。

最合适的方案，从来不是最流行的

回到最初的问题：Excalidraw 为何不用 Redux？

答案其实很简单：因为它不需要。

Redux 是一把好锤子，但它并不适合每一个钉子。对于需要强审计、多模块协作、复杂异步流的企业系统，它依然是首选。但对于强调性能、简洁性和实时交互的应用，它的重量级模型反而成了累赘。

Excalidraw 的选择告诉我们：

• React 自身提供的useState、useReducer、useContext已足够强大；
• 配合 Immer，可以在不牺牲安全性的前提下极大提升开发效率；
• 状态管理的目标不是“统一”，而是“恰到好处地控制”；
• 技术选型应服务于产品本质，而非追随潮流。

在这个越来越推崇“微前端”、“轻量化”、“边缘计算”的时代，或许我们需要重新思考：是不是有些“最佳实践”，已经变成了思维定式？

Excalidraw 用一行行代码证明了一件事：
最强大的架构，未必是最复杂的；最优雅的解决方案，往往藏在最朴素的选择里。