摘要：介紹是個的靜態類型檢查工具，由出品的開源碼項目，問世只有一年多，是個相當年輕的項目。現在，提供了另一個新的選項，它是一種強靜態類型的輔助檢查工具。

本章的目標是提供一些Flow工具的介紹與使用建議。Flow本質上也只是個檢查工具，它并不會自動修正代碼中的錯誤，也不會強制說你沒按照它的警告消息修正，就不會讓你運行程序。當然，并沒有要求什么時候一定要用這類的工具，只是這種作法可以讓你的代碼更具強健性與提高閱讀性，也可以直接避去很多不必要的數據類型使用上的問題，這種開發方式目前在許多框架與函數庫項目，或是以JavaScript應用為主的開發團隊中都已經都是必用工具。

注: 本文內容大部份參考自Flow官網，是之前我個人博客文章 - "Flow靜態數據類型的檢查工具，10分鐘快捷入門"的增修版本。
注: 本文內容字數過萬，去除代碼也有數千字，筆誤在所難免，有錯再回饋留言吧。

"奇異博士"說過「使用警語應該要加注在書的最前面」。所以我把注意項目先加在這里。

由于Flow還是個年輕的項目，問題仍然很多，功能也沒你想像中完整，用起來有時候會卡頓是正常的，效能仍須改善。以后用戶愈來愈多就會愈作愈好。

Windows平臺的支持也是幾個月前(2016.8)時的事，Flow只支持64位元的作業系統，32位元就不能用了。

如果你是要學或用React或Vue.js等等，Flow是必學的。不管你要用不用，庫源碼里面都用了。

Flow是個JavaScript的靜態類型檢查工具，由Facebook出品的開源碼項目，問世只有一年多，是個相當年輕的項目。簡單來說，它是對比TypeScript語言的解決方式。

會有這類解決方案，起因是JavaScript是一種弱(動態)數據類型的語言，弱(動態)數據類型代表在代碼中，變量或常量會自動依照賦值變更數據類型，而且類型種類也很少，這是直譯式腳本語言的常見特性，但有可能是優點也是很大的缺點。優點是容易學習與使用，缺點是像開發者經常會因為賦值或傳值的類型錯誤，造成不如預期的結果。有些時候在使用框架或函數庫時，如果沒有仔細看文件，亦或是文件寫得不清不楚，也容易造成誤用的情況。

這個缺點在應用規模化時，會顯得更加嚴重。我們在開發團隊的協同時，一般都是用詳盡的文字說明，來降低這個問題的發生，但JS語言本身無法有效阻止這些問題。而且說明文件也需要花時間額外編寫，其他的開發者閱讀也需要花時間。在現今預先編譯器流行的年代，像TypeScript這樣的強(靜態)類的JavaScript超集語言就開始流行，用嚴格的角度，以JavaScript語言為基底，來重新打造另一套具有強(靜態)類型特性的語言，就如同Java或C#這些語言一樣，這也是為什么TypeScript稱自己是企業級的開發JavaScript解決方案。

注: 強(靜態)類型語言，意思是可以讓變量或常量在聲明(定義)時，就限制好只能使用哪種類型，之后在使用時如果發生類型不相符時，就會發出錯誤警告而不能編譯。但不只這些，語言本身也會拓展了更多的類型與語法。

TypeScript自然有它的市場，但它有一些明顯的問題，首先是JavaScript開發者需要再進一步學習，內容不少，也有一定陡峭的學習曲線，不過這還算小事情。重大的事情是需要把已經在使用的應用代碼，都要整個改用TypeScript代碼語法，才能發揮完整的功用。這對很多已經有內部代碼庫的大型應用開發團隊而言，將會是個重大的決定，因為如果不往全面重構的路走，將無法發揮強(靜態)類型語言的最大效用。

所以許多現行的開源碼函數庫或框架，并不會直接使用TypeScript作為代碼的語言，另一方面當然因為是TypeScript并非普及到一定程度的語言，社群上有熱愛的粉絲也有不是那么支持的反對者。當然，TypeScript也有它的優勢，自從TypeScript提出了DefinitelyTyped的解決方式之后，讓現有的函數庫能額外再定義出里面使用的類型，這也是另一個可以與現有框架與庫相整合的方案，這讓許多函數庫與框架都提交定義檔案，提供了另一種選擇。另一個優勢是，TypeScript也是個活躍的開源碼項目，發展到現在也有一段時間，算是逐漸成熟的項目。它的背后有微軟公司的支持，在最近發布的知名的、全新打造過的Angular2框架中(由Google主導)，也采用了TypeScript作為基礎的開發語言。

現在，Flow提供了另一個新的選項，它是一種強(靜態)類型的輔助檢查工具。Flow的功能是讓現有的JavaScript語法可以事先作類型的聲明(定義)，在開發過程中進行自動檢查，當然在最后編譯時，一樣可以用babel工具來移除這些標記。

相較于TypeScript是另外重新制定一套語言，最后再經過編譯為JavaScript代碼來運行。Flow走的則是非強制與非侵入性的路線。Flow的優點是易學易用，它的學習曲線沒有TypeScript來得高，雖然內容也很多，但大概一天之內學個大概，就可以漸進式地開始使用。而且因為Flow從頭到尾只是個檢查工具，并不是新的程序語言或超集語言，所以它可以與各種現有的JavaScript代碼兼容，如果你哪天不想用了，就去除掉標記就是回到原來的代碼，沒什么負擔。當然，Flow的功用可能無法像TypeScript這么全面性，也不可能改變要作某些事情的語法結構。

總結來說，這兩種方式的目的是有些相似的，各自有優點也有不足之處，青菜蘿卜各有所愛，要選擇哪一種方式就看你的選擇。

這種類型不符的情況在代碼中非常容易發生，例如以下的例子:

function foo(x) {
  return x + 10
}

foo("Hello!")

x這個傳參，我們在函數聲明時希望它是個數字類型，但最后使用調用函數時則用了字符串類型。最后的結果會是什么嗎？ "Hello!10"，這是因為加號(+)在JavaScript語言中，除了作為數字的加運算外，也可以當作字符串的連接運算。想當然這并不是我們想要的結果。

聰明如你應該會想要用類型來當傳參的識別名，容易一眼看出傳參要的是什么類型，像下面這樣:

function foo(number) {
  return number + 10
}

但如果在復合類型的情況，例如這個傳參的類型可以是數字類型也可以是布爾類型，你又要如何寫得清楚？更不用說如果是個復雜的對象類型時，結構又該如何先確定好？另外還有函數的返回類型又該如何來寫？

利用Flow類型的定義方式，來解決這個小案例的問題，可以改寫為像下面的代碼:

// @flow

function foo(x: number): number {
  return x + 10
}

foo("hi")

你有看到在函數的傳參，以及函數的圓括號(())后面的兩個地方，加了: number標記，這代表這個傳參會限定為數字類型，而返回值也只允許是數字類型。

當使用非數字類型的值作為傳入值時，就會出現由Flow工具發出的警告消息，像下面這樣:

message: "[flow] string (This type is incompatible with number See also: function call)"

這消息是說，你這函數的傳參是string(字符串)類型，與你聲明的number(數字)不相符合。

如果是要允許多種類型也是很容易可以加標記的，假使這個函數可以使用布爾與數字類型，但返回可以是數字或字符串，就像下面這樣修改過:

// @flow

function foo(x: number | boolean): number | string {
  if (typeof x === "number") {
    return x + 10
  }
  return "x is boolean"
}

foo(1)
foo(true)
foo(null)  // 這一行有類型錯誤消息

由上面這個小例子你可以想見，如果在多人協同開發某個有規模的JavaScript應用時，這種類型的輸出輸入問題就會很常遇見。如果利用Flow工具的檢查，可以避免掉許多不必要的類型問題。

可能你會認為Flow工具只能運用在小型代碼中，但實際上Facebook會創造出Flow工具，有很大的原因是為了React與React Native。

舉一個我最近正在研究的的函數庫代碼中NavigationExperimental(這網址位置有可能會變，因為是直接連到源碼里)，這里面就預先聲明了所有的對象結構，像下面這樣的代碼:

export type NavigationGestureDirection = "horizontal" | "vertical";

export type NavigationRoute = {
  key: string,
  title?: string
};

export type NavigationState = {
  index: number,
  routes: Array,
};

// ...

Flow具備有像TypeScript語言中，預先定義對象類型的作用。上面代碼的都是這個組件中預先定義的類型，這些類型可以再套用到不同的代碼文檔之中。

export type NavigationGestureDirection = "horizontal" | "vertical";

上面這行類似于列舉(enum)的類型，意思是說要不就是"horizontal"(水平的)，要不然就"vertical"(垂直的)，就這兩種字符串值可使用。

export type NavigationRoute = {
  key: string,
  title?: string
};

這行里面用了一個問號(?)定義在title屬性的后面，這代表這屬性是可選的(Optional)，不過你可能會有點搞混，因為問號(?)可以放在兩個位置，見下面的例子:

export type Test = {
  titleOne?: string,
  titleTwo: ?string
}

titleOne代表的是屬性為可自定義的(可有可無)，但一定是字符串類型。titleTwo代表的是類型可自定義，也就是值的部份除了定義的類型，也可以是null或undefined，不過這屬性是需要的，而且你一定要給它一個值。好的，這有些太細部了，如果有用到再查手冊文檔就可以。

export type NavigationState = {
  index: number,
  routes: Array,
};

上面的代碼可以看到，只要是聲明過的類型(type)，同樣可以拿來拿在其他類型中套用，像這里的Array，就是使用了上面已聲明的NavigationRoute類型。它是一個數組，里面放的成員是NavigationRoute類型，是個對象的結構。

剛已經有說過Flow工具有很大的原因是為了React與React Native所設計，因為Flow本身就內建對PropTypes的檢查功能，也可以正確檢查JSX語法，在這篇官方文檔中有說明，而這在之后介紹React的文檔的例子中就可以看到。

Flow目前可以支持macOS、Linux(64位元)、Windows(64位元)，你可以從以下的四種安裝方式選擇其中一種:

直接從Flow的發布頁面下載可運行檔案，加到計算機中的PATH(路徑)，讓flow指令可以在命令列窗口訪問即可。

透過npm安裝即可，可以安裝在全局(global)或是各別項目中。下面為安裝在項目中的指令:

npm install --save-dev flow-bin

macOS中可以使用homebrew安裝:

brew update
brew install flow

透過OCaml OPAM套裝管理程序打包與安裝，請見Flow的Github頁面。

在你的項目根目錄的用命令列工具輸入下面的指令，這將會創建一個.flowconfig文檔，如果這文檔已經存在就不需要再進行初始化，這個設置檔一樣是可以加入自定義的設置值，請參考Advanced Configuration這里的說明，目前有很多項目里面都已經內附這個設置檔，例如一些React的項目:

flow init

一般都在代碼檔案的最上面一行加入，沒加Flow工具是不會進行檢查的，有兩種格式都可以:

// @flow

或

/* @flow */

目前支持Flow工具插件的代碼編輯工具很多，常見的Atom, Visual Studio Code(VSC), Sublime與WebStorm都有，當有安裝搭配代碼編輯工具的插件時，編輯工具會輔助顯示檢查的訊息。不過有時候會有點卡頓的要等一下，因為檢查速度還不是那么快。

或是直接用下面的命令列指令來進行檢查:

flow check

在Visual Studio Code中因為它內建TypeScript與JavaScript的檢查功能，如果要使用Flow工具來作類型檢查，需要在用戶設置中，加上下面這行設置值以免沖突:

"javascript.validate.enable": false

注: 有些腳手架就已經裝好與設置好這個babel拓展插件，你不用再多安裝了。

在開發的最后階段要將原本有使用Flow標記，或是有類型注釋的代碼，進行清除或轉換。轉換的工作要使用babel編譯器，這也是目前較推薦的方式。

使用babel編譯器如果以命令列工具為主，可以使用下面的指令來安裝在全局中:

npm install -g babel-cli

再來加裝額外移除Flow標記的npm套件babel-plugin-transform-flow-strip-types在你的項目中:

npm install --save-dev babel-plugin-transform-flow-strip-types

然后創建一個.babelrc設置檔案，檔案內容如下:

{
  "plugins": [
    "transform-flow-strip-types"
  ]
}

完成設置后，之后babel在編譯時就會一并轉換Flow標記。

下面的指令則是直接把src目錄的檔案編譯到dist目錄中:

babel src -d dist

當然，babel的使用方式不是只有上面說的這種命令列指令，你可以視項目的使用情況來進行設置。

Flow用起來是的確是簡單，但里面的內容很多，主要原因是是要看實際不同的使用情況作搭配。JavaScript里面的原始數據類型都有支持，而在函數、對象與一些新的ES6中的類，在搭配使用時就會比較復雜，詳細的情況就請到官網文檔中觀看，以下只能提供一些簡單的介紹說明。

Flow支持原始數據類型，如下面的列表:

boolean

number

string

null

void

其中的void類型，它就是JS中的undefined類型。

這里可能要注意的是，在JS中undefined與null的值會相等但類型不同，意思是作值相等比較時，像(undefined == null)時會為true，有時候在一些運行期間的檢查時，可能會用值相等比較而不是嚴格的相等比較，來檢查這兩個類型的值。

所有的類型都可以使用垂直線符號(|)作為聯合使用(也就是 OR 的意思)，例如string | number指的是兩種類型其中一種都可使用，這是一種聯合的類型，稱為"聯合(Union)類型"。

最特別的是可選的(Optional)類型的設計，可選類型代表這個變量或常量的值有可能不存在，也就是允許它除了是某個類型的值外，也可以是null或undefined值。要使用可選類型，就是在類型名稱定義前加上問號(?)，例如?string這樣，下面是一個簡單的例子:

let bar: ?string = null

字面文字類型指的是以真實值作為數據類型，可用的值有三種，即數字、字符串或布爾值。字面文字類型搭配聯合的類型可以作為列舉(enums)來使用，例如以下的一個撲克牌的類型例子:

type Suit =
  | "Diamonds"
  | "Clubs"
  | "Hearts"
  | "Spades";

type Rank =
  | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10
  | "Jack"
  | "Queen"
  | "King"
  | "Ace";

type Card = {
  suit: Suit,
  rank: Rank,
}

注: type是Flow中定義類型別名(Type Alias)的關鍵字，是一種預先聲明的類型，這些聲明的標記一樣只會在開發階段中使用，最后編譯去除。

類型別名(Type Alias)提供了可以預先定義與集中代碼中所需要的類型，一個簡單的例子如下:

type T = Array
var x: T = []
x["Hi"] = 2 //有Flow警告

類型別名(Type Alias)也可以用于復雜的應用情況，詳見Flow官網提供的Type Aliases內容。

在某一些情況可能不需要定義的太過于嚴格，或是還在開發中正在調試時，有一種作為漸進的改善代碼的類型。

Flow提供了兩種特殊的類型可以作為松散的數據類型定義:

any: 相當于不檢查。既是所有類型的超集(supertype)，也是所有類型的子集(subtype)

mixed: 類似于any是所有類型的超集(supertype)，但不同于any的是，它不是所有類型的子集(subtype)

mixed是一個特別的類型，中文是混合的意思，mixed算是any的"啰嗦"進化類型。mixed用在函數的輸入(傳參)與輸出(返回)時，會有不一樣的狀態，例如以下的例子會出現警告:

function foo(x: mixed): string {
  return x + "10"
}

foo("Hello!")
foo(1)

會出現警告消息如下:

[flow] mixed (Cannot be added to string)

這原因是雖然輸入時可以用mixed，但Flow會認為函數中x的值不見得可以與string類型作相加，所以會請求你要在函數中的代碼，要加入檢查對傳入類型在運行期間的類型檢查代碼，例如像下面修改過才能過關:

function foo(x: mixed): string {
  if (typeof x === "number" || typeof x === "string") {
    return x + "10"
  }
  throw new Error("Invalid x type")
}

foo("Hello!")
foo(1)

mixed雖然"啰嗦"，但它是用來漸進替換any使用的，有時候往往開發者健忘或偷懶沒作傳入值在運行期間的類型檢查，結果后面要花更多的時間才能找出錯誤點，這個類型的設計大概是為了提早預防這樣的情況。

注: 從上面的例子可以看到Flow除了對類型會作檢查外，它也會請求對某些類型需要有動態的檢查。在官方的文件可以參考Dynamic Type Tests這個章節。

數組類型使用的是Array，例如Array，會限定數組中的值只能使用數字的數據類型。當然你也可以加入埀直線(|)來定義允許多種類型，例如Array。

對象類型會比較麻煩，主要原因是在JavaScript中所有的數據類型大概都可以算是對象，就算是基礎數據類型也有對應的包裝對象，再加上有個異常的null類型的typeof返回值也是對象。

對象類型在Flow中的使用，基本上要分作兩大部份來說明。

第一種是單指Object這個類型，Flow會判斷所有的基礎數據類不是屬于這個類型的，以下的例子全部都會有警告:

// 以下都有Flow警告

(0: Object);
("": Object);
(true: Object);
(null: Object);
(undefined: Object);

其他的復合式數據類型，除了數組之外，都會認為是對象類型。如下面的例子:

({foo: "foo"}: Object);
(function() {}: Object);
(class {}: Object);
([]: Object); // Flow不認為數組是屬于對象

注意: 上面有兩個特例，typeof null與typeof []都是返回"object"。也就是說在JS的標準定義中，null與數組用typeof檢測都會返回對象類型。所以，Flow工具的檢查會與JS預設并不相同，這一點要注意。
注: typeof在Flow中有一些另外的用途，詳見Typeof的說明。

第二種方式是要定義出完整的對象的字面文字結構，像{ x1: T1; x2: T2; x3: T3;}的語法，用這個結構來檢查，以下為例子:

let object: {foo: string, bar: number} = {foo: "foo", bar: 0};

object.foo = 111; //Flow警告
object.bar = "111"; //Flow警告

上面已經有看到，函數也屬于對象(Object)類型，當然也有自己的Function類型，函數的類型也可以從兩大部份來看。

第一是單指Function這個類型，可以用來定義變量或常量的類型。如下面的代碼例子:

var anyFunction: Function = () => {};

第二指的是函數中的用法，上面已經有看到函數的輸出(返回值)與輸入(傳參)的用法例子。例如以下的例子:

function foo(x: number): number {
  return x + 10;
}

因為函數有很多種不同的使用情況，實際上可能會復雜很多，Flow工具可以支持目前最新的arrow functions、async functions與generator functions，詳見官方的這篇Functions的說明。

類是ES6(ES2015)中新式的特性，類目前仍然只是原型的語法糖，類本身也屬于一種對象(Object)類型。類的使用情況也可能會復雜，尤其是涉及多型與實例的情況，詳見Flow網站提供的Classes內容。

Flow在最近的博客中說明引入了flow-typed的函數庫定義檔("libdefs")，在這個Github存儲庫中將統一存放所有來自社群提供的函數庫定義檔案。這是一種可以讓現有的函數庫與框架，預先寫出里面使用的類型定義。讓項目里面有使用Flow工具與這些函數庫，就可以直接使用這些定義檔，以此結合現有的函數庫與框架來使用。這個作法是參考TypeScript的DefinitelyTyped方式。因為這還是很新的消息(2016.10)，目前加入的函數庫還沒有太多，不過React周邊的一些函數庫或組件都已經開始加入，其他常用的像underscore、backbone或lodash也已經有人在提交或維護。

Flow另一個發展會是在開發工具的自動完成功能的改進，因為如果已經能在撰寫代碼時，就知道變量或常量的類型(靜態類型)，那么在自動完成功能中就可以更準確地給出可用的屬性或方法。這一個功能在Facebook自家的Nuclide開發工具的Flow說明頁中就有看到。Nuclide是基于Atom開發工具之上的工具，計算機硬件如果不夠力是跑不動的，而且它穩定性與運行速度都還需要再努力。這大概是未來可見到的一些新趨向。

本文簡單的說明了Flow工具的功能介紹，以及其中的一些簡要的內容等等。相信看過后你已經對這個Flow工具有一些認識，以我個人學過TypeScript的經驗，相較于TypeScript的學習曲線，Flow大概是等于不用學。Flow雖然是一個很新的工具，但相當的有用，建議每個JavaScript開發者都可以試試，一開始不用學太多，大概這篇文檔看完就可以開始用了。復雜的地方就再查找官方的文件即可。

對于每個正在使用JS開發稍具規模化的應用，或是開發開源碼的函數庫或框架的團隊來說，讓JS具有靜態類型特性，是一個很重要而且必要的決定。以我的觀察，在網絡上一直有很多的超集語言(例如TypeScript)的愛好者，會提出要全面改用TypeScript(或其他超集語言)的聲音，例如Vue.js在很早之前就有討論是不是要全面采用TypeScript的聲音。后來Vue.js只有提交TypeScript的DefinitelyTyped文檔，但在2.0中則采行了Flow工具。在這篇Vue作者于知乎上發表的: Vue 2.0 為什么選用 Flow 進行靜態代碼檢查而不是直接使用 TypeScript？的內容中，你可以看到為何選擇Flow的理由，這可能也是整個開發團隊所認同的最后結果。作者回答的文中可以總結下面這句話:

全部換 TS(TypeScript) 成本過高，短期內并不現實。 相比之下 Flow 對于已有的 ES2015 代碼的遷入/遷出成本都非常低 … 萬一哪天不想用 Flow 了，轉一下，就得到符合規范的 ES。

總之，Flow提供了另一個選擇，要用什么工具就看聰明的你如何選擇了。