Flutter冲突解决与数据一致性插件crdt的使用

Conflict-free Replicated Data Types (CRDTs) 是一种用于在分布式系统中实现无冲突复制的数据类型。Dart 的 CRDT 实现为开发者提供了一种简单的方法来处理分布式数据的一致性和冲突解决，尤其是在构建离线优先的应用时。

简介

这个 Dart 的 CRDT 实现受到了 James Long 在 CRTDs for Mortals 演讲的影响，并且包含了基于论文 Logical Physical Clocks and Consistent Snapshots in Globally Distributed Databases 的 Hybrid Local Clocks (HLC) 的 Dart 本地实现。

它具有极少的外部依赖，因此可以在任何支持 Dart 的地方运行。

Crdt 类实现了 CRDT 冲突解析，并作为特定实现的存储无关接口。该包还包含 MapCrdt，这是一个使用 Dart HashMaps 的临时实现。

其他实现包括（目前有）：

• hive_crdt，一个使用Hive作为持久化存储的 no-sql 实现。
• sql_crdt，一个使用关系型数据库作为数据存储后端的抽象实现。
• sqlite_crdt，一个使用 Sqlite 进行存储的实现，适用于移动或小型项目。
• postgres_crdt，一个从 PostgreSQL 的性能和可扩展性中受益的 sql_crdt，旨在用于后端应用程序。

还可以参见 crdt_sync，这是 Crdt 节点实时网络同步的一键式解决方案。

使用方法

最简单的尝试此包的方法是使用提供的 MapCrdt 实现：

import 'package:crdt/map_crdt.dart';

void main() {
  var crdt1 = MapCrdt(['table']);
  var crdt2 = MapCrdt(['table']);

  print('Inserting 2 records in crdt1…');
  crdt1.put('table', 'a', 1);
  crdt1.put('table', 'b', 1);

  print('crdt1: ${crdt1.getMap('table')}');

  print('\nInserting a conflicting record in crdt2…');
  crdt2.put('table', 'a', 2);

  print('crdt2: ${crdt2.getMap('table')}');

  print('\nMerging crdt2 into crdt1…');
  crdt1.merge(crdt2.getChangeset());

  print('crdt1: ${crdt1.getMap('table')}');
}

这段代码展示了如何创建两个 MapCrdt 实例，在每个实例中插入记录，然后合并来自第二个实例的更改到第一个实例中。通过这种方式，即使在不同的实例之间存在冲突，也可以确保数据的一致性。

实现案例

crdt 目前正在帮助构建以下离线优先体验：

• Libra，一个拥有 100 多万安装量的体重管理应用。
• tudo，一个开源的简单待办事项应用 + 后端。

如果你在这个项目中使用了这个包，请告诉我！

特性和问题

请在 issue tracker 上提交功能请求和错误报告。

完整示例 Demo

为了更好地理解 CRDT 在实际项目中的应用，下面是一个更完整的 Flutter 应用程序示例，展示如何在一个简单的待办事项列表中使用 crdt 包。

创建一个新的 Flutter 项目

首先，创建一个新的 Flutter 项目：

flutter create crdt_example
cd crdt_example

添加依赖

在 pubspec.yaml 文件中添加 crdt 依赖：

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  crdt: ^latest_version # 请替换为最新的版本号

然后运行 flutter pub get 来安装依赖。

编写代码

接下来，在 lib/main.dart 中编写如下代码：

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:crdt/map_crdt.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'CRDT Example',
      theme: ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: TodoListScreen(),
    );
  }
}

class TodoListScreen extends StatefulWidget {
  @override
  _TodoListScreenState createState() => _TodoListScreenState();
}

class _TodoListScreenState extends State<TodoListScreen> {
  final MapCrdt _crdt = MapCrdt(['todos']);
  final TextEditingController _controller = TextEditingController();

  void _addTodo(String todoText) {
    if (todoText.isNotEmpty) {
      _crdt.put('todos', DateTime.now().millisecondsSinceEpoch.toString(), todoText);
      setState(() {});
      _controller.clear();
    }
  }

  void _removeTodo(String id) {
    _crdt.remove('todos', id);
    setState(() {});
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('CRDT Todo List'),
      ),
      body: Column(
        children: [
          Padding(
            padding: const EdgeInsets.all(8.0),
            child: Row(
              children: [
                Expanded(
                  child: TextField(
                    controller: _controller,
                    decoration: InputDecoration(hintText: 'Enter a new todo'),
                  ),
                ),
                SizedBox(width: 8),
                ElevatedButton(
                  onPressed: () => _addTodo(_controller.text),
                  child: Text('Add'),
                ),
              ],
            ),
          ),
          Expanded(
            child: ListView.builder(
              itemCount: _crdt.getMap('todos').length,
              itemBuilder: (context, index) {
                final entry = _crdt.getMap('todos').entries.elementAt(index);
                return ListTile(
                  title: Text(entry.value),
                  trailing: IconButton(
                    icon: Icon(Icons.delete),
                    onPressed: () => _removeTodo(entry.key),
                  ),
                );
              },
            ),
          ),
        ],
      ),
    );
  }
}

这段代码创建了一个简单的待办事项列表应用，用户可以添加和删除任务。所有的任务都存储在 MapCrdt 实例中，以确保即使在网络断开的情况下也能保持数据的一致性。

通过这个示例，你可以看到如何将 CRDT 集成到 Flutter 应用中，从而为用户提供更加可靠和一致的用户体验。