一、Why Redux

在說(shuō)為什么用 Redux 之前，讓我們先聊聊組件通信有哪些方式。常見(jiàn)的組件通信方式有以下幾種：

• 父子組件：props、state/callback回調(diào)來(lái)進(jìn)行通信
• 單頁(yè)面應(yīng)用：路由傳值
• 全局事件比如EventEmitter監(jiān)聽(tīng)回調(diào)傳值
• react中跨層級(jí)組件數(shù)據(jù)傳遞Context（上下文）

在小型、不太復(fù)雜的應(yīng)用中，一般用以上幾種組件通信方式基本就足夠了。

但隨著應(yīng)用逐漸復(fù)雜，數(shù)據(jù)狀態(tài)過(guò)多（比如服務(wù)端響應(yīng)數(shù)據(jù)、瀏覽器緩存數(shù)據(jù)、UI狀態(tài)值等）以及狀態(tài)可能會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化的情況下，使用以上組件通信方式會(huì)很復(fù)雜、繁瑣以及很難定位、調(diào)試相關(guān)問(wèn)題。

因此狀態(tài)管理框架（如 Vuex、MobX、Redux等）就顯得十分必要了，而 Redux 就是其中使用最廣、生態(tài)最完善的。

二、Redux Data flow

在一個(gè)使用了 Redux 的 App應(yīng)用里面會(huì)遵循下面四步：

第一步：通過(guò)store.dispatch(action)來(lái)觸發(fā)一個(gè)action，action就是一個(gè)描述將要發(fā)生什么的對(duì)象。如下：

{ type: 'LIKE_ARTICLE', articleId: 42 }
{ type: 'FETCH_USER_SUCCESS', response: { id: 3, name: 'Mary' } }
{ type: 'ADD_TODO', text: '金融前端.' }

第二步：Redux會(huì)調(diào)用你提供的 Reducer函數(shù)。

第三步：根 Reducer 會(huì)將多個(gè)不同的 Reducer 函數(shù)合并到單獨(dú)的狀態(tài)樹(shù)中。

第四步：Redux store會(huì)保存從根 Reducer 函數(shù)返回的完整狀態(tài)樹(shù)。

所謂一圖勝千言，下面我們結(jié)合 Redux 的數(shù)據(jù)流圖來(lái)熟悉這一過(guò)程。

三、Three Principles（三大原則）

1、Single source of truth：?jiǎn)我粩?shù)據(jù)源，整個(gè)應(yīng)用的state被存儲(chǔ)在一個(gè)對(duì)象樹(shù)中，并且只存在于唯一一個(gè)store中。

2、State is read-only：state里面的狀態(tài)是只讀的，不能直接去修改state，只能通過(guò)觸發(fā)action來(lái)返回一個(gè)新的state。

3、Changes are made with pure functions：要使用純函數(shù)來(lái)修改state。

四、Redux源碼解析

Redux 源碼目前有js和ts版本，本文先介紹 js 版本的 Redux 源碼。Redux 源碼行數(shù)不多，所以對(duì)于想提高源碼閱讀能力的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，很值得前期來(lái)學(xué)習(xí)。

Redux源碼主要分為6個(gè)核心js文件和3個(gè)工具js文件，核心js文件分別為index.js、createStore.js、compose.js、combineRuducers.js、bindActionCreators.js和applyMiddleware.js文件。

接下來(lái)我們來(lái)一一學(xué)習(xí)。

4.1、index.js

index.js是入口文件，提供核心的API，如createStore、combineReducers、applyMiddleware等。

export {
  createStore,
  combineReducers,
  bindActionCreators,
  applyMiddleware,
  compose,
  __DO_NOT_USE__ActionTypes
}

4.2、createStore.js

createStore是 Redux 提供的API，用來(lái)生成唯一的store。store提供getState、dispatch、subscibe等方法，Redux 中的store只能通過(guò)dispatch一個(gè)action，通過(guò)action來(lái)找對(duì)應(yīng)的 Reducer函數(shù)來(lái)改變。

export default function createStore(reducer, preloadedState, enhancer) {
...
}

從源碼中可以知道，createStore接收三個(gè)參數(shù)：Reducer、preloadedState、enhancer。

Reducer是action對(duì)應(yīng)的一個(gè)可以修改store中state的純函數(shù)。

preloadedState代表之前state的初始化狀態(tài)。

enhancer是中間件通過(guò)applyMiddleware生成的一個(gè)加強(qiáng)函數(shù)。store中的getState方法是獲取當(dāng)前應(yīng)用中store中的狀態(tài)樹(shù)。

/**
 * Reads the state tree managed by the store.
 *
 * @returns {any} The current state tree of your application.
 */
function getState() {
  if (isDispatching) {
    throw new Error(
      'You may not call store.getState() while the reducer is executing. ' +
        'The reducer has already received the state as an argument. ' +
        'Pass it down from the top reducer instead of reading it from the store.'
    )
  }
  return currentState
}

dispatch方法是用來(lái)分發(fā)一個(gè)action的，這是唯一的一種能觸發(fā)狀態(tài)發(fā)生改變的方法。subscribe是一個(gè)監(jiān)聽(tīng)器，當(dāng)一個(gè)action被dispatch的時(shí)候或者某個(gè)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候會(huì)被調(diào)用。

4.3、combineReducers.js

/**
 * Turns an object whose values are different reducer functions, into a single
 * reducer function. It will call every child reducer, and gather their results
 * into a single state object, whose keys correspond to the keys of the passed
 * reducer functions.
 */
export default function combineReducers(reducers) {
  const reducerKeys = Object.keys(reducers)
     ...
  return function combination(state = {}, action) {
     ...
    let hasChanged = false
    const nextState = {}
    for (let i = 0; i < finalReducerKeys.length; i++) {
      const key = finalReducerKeys[i]
      const reducer = finalReducers[key]
      const previousStateForKey = state[key]
      const nextStateForKey = reducer(previousStateForKey, action)
      if (typeof nextStateForKey === 'undefined') {
        const errorMessage = getUndefinedStateErrorMessage(key, action)
        throw new Error(errorMessage)
      }
      nextState[key] = nextStateForKey
      //判斷state是否發(fā)生改變
      hasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey
    }
    //根據(jù)是否發(fā)生改變，來(lái)決定返回新的state還是老的state
    return hasChanged ? nextState : state
  }
}

從源碼可以知道，入?yún)⑹?Reducers，返回一個(gè)function。combineReducers就是將所有的 Reducer合并成一個(gè)大的 Reducer 函數(shù)。核心關(guān)鍵的地方就是每次 Reducer 返回新的state的時(shí)候會(huì)和老的state進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)生改變，則hasChanged為true，觸發(fā)頁(yè)面更新。反之，則不做處理。

4.4、bindActionCreators.js

/**
 * Turns an object whose values are action creators, into an object with the
 * same keys, but with every function wrapped into a `dispatch` call so they
 * may be invoked directly. This is just a convenience method, as you can call
 * `store.dispatch(MyActionCreators.doSomething())` yourself just fine.
 */
function bindActionCreator(actionCreator, dispatch) {
  return function() {
    return dispatch(actionCreator.apply(this, arguments))
  }
}
 
export default function bindActionCreators(actionCreators, dispatch) {
  if (typeof actionCreators === 'function') {
    return bindActionCreator(actionCreators, dispatch)
  }
    ...
    ...
  const keys = Object.keys(actionCreators)
  const boundActionCreators = {}
  for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
    const key = keys[i]
    const actionCreator = actionCreators[key]
    if (typeof actionCreator === 'function') {
      boundActionCreators[key] = bindActionCreator(actionCreator, dispatch)
    }
  }
  return boundActionCreators
}

bindActionCreator是將單個(gè)actionCreator綁定到dispatch上，bindActionCreators就是將多個(gè)actionCreators綁定到dispatch上。

bindActionCreator就是將發(fā)送actions的過(guò)程簡(jiǎn)化，當(dāng)調(diào)用這個(gè)返回的函數(shù)時(shí)就自動(dòng)調(diào)用dispatch，發(fā)送對(duì)應(yīng)的action。

bindActionCreators根據(jù)不同類型的actionCreators做不同的處理，actionCreators是函數(shù)就返回函數(shù)，是對(duì)象就返回一個(gè)對(duì)象。主要是將actions轉(zhuǎn)化為dispatch(action)格式，方便進(jìn)行actions的分離，并且使代碼更加簡(jiǎn)潔。

4.5、compose.js

/**
 * Composes single-argument functions from right to left. The rightmost
 * function can take multiple arguments as it provides the signature for
 * the resulting composite function.
 *
 * @param {...Function} funcs The functions to compose.
 * @returns {Function} A function obtained by composing the argument functions
 * from right to left. For example, compose(f, g, h) is identical to doing
 * (...args) => f(g(h(...args))).
 */
 
export default function compose(...funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  }
 
  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }
 
  return funcs.reduce((a, b) => (...args) => a(b(...args)))
}

compose是函數(shù)式變成里面非常重要的一個(gè)概念，在介紹compose之前，先來(lái)認(rèn)識(shí)下什么是 Reduce？官方文檔這么定義reduce:reduce()方法對(duì)累加器和數(shù)組中的每個(gè)元素（從左到右）應(yīng)用到一個(gè)函數(shù)，簡(jiǎn)化為某個(gè)值。compose是柯里化函數(shù)，借助于Reduce來(lái)實(shí)現(xiàn)，將多個(gè)函數(shù)合并到一個(gè)函數(shù)返回，主要是在middleware中被使用。

4.6、applyMiddleware.js

/**
 * Creates a store enhancer that applies middleware to the dispatch method
 * of the Redux store. This is handy for a variety of tasks, such as expressing
 * asynchronous actions in a concise manner, or logging every action payload.
 */
export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return createStore => (...args) => {
    const store = createStore(...args)
    ...
    ...
    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}

applyMiddleware.js文件提供了middleware中間件重要的API，middleware中間件主要用來(lái)對(duì)store.dispatch進(jìn)行重寫，來(lái)完善和擴(kuò)展dispatch功能。

那為什么需要中間件呢？

首先得從Reducer說(shuō)起，之前 Redux三大原則里面提到了reducer必須是純函數(shù)，下面給出純函數(shù)的定義：

• 對(duì)于同一參數(shù)，返回同一結(jié)果
• 結(jié)果完全取決于傳入的參數(shù)
• 不產(chǎn)生任何副作用

至于為什么reducer必須是純函數(shù)，可以從以下幾點(diǎn)說(shuō)起？

• 因?yàn)?Redux 是一個(gè)可預(yù)測(cè)的狀態(tài)管理器，純函數(shù)更便于 Redux進(jìn)行調(diào)試，能更方便的跟蹤定位到問(wèn)題，提高開(kāi)發(fā)效率。
• Redux 只通過(guò)比較新舊對(duì)象的地址來(lái)比較兩個(gè)對(duì)象是否相同，也就是通過(guò)淺比較。如果在 Reducer 內(nèi)部直接修改舊的state的屬性值，新舊兩個(gè)對(duì)象都指向同一個(gè)對(duì)象，如果還是通過(guò)淺比較，則會(huì)導(dǎo)致 Redux 認(rèn)為沒(méi)有發(fā)生改變。但要是通過(guò)深比較，會(huì)十分耗費(fèi)性能。最佳的辦法是 Redux返回一個(gè)新對(duì)象，新舊對(duì)象通過(guò)淺比較，這也是 Reducer是純函數(shù)的重要原因。

Reducer是純函數(shù)，但是在應(yīng)用中還是會(huì)需要處理記錄日志/異常、以及異步處理等操作，那該如何解決這些問(wèn)題呢？

這個(gè)問(wèn)題的答案就是中間件。可以通過(guò)中間件增強(qiáng)dispatch的功能，示例（記錄日志和異常）如下：

const store = createStore(reducer);
const next = store.dispatch;
 
// 重寫store.dispatch
store.dispatch = (action) => {
    try {
        console.log('action:', action);
        console.log('current state:', store.getState());
        next(action);
        console.log('next state', store.getState());
    } catch (error){
        console.error('msg:', error);
    }
}

五、從零開(kāi)始實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的Redux

既然是要從零開(kāi)始實(shí)現(xiàn)一個(gè)Redux（簡(jiǎn)易計(jì)數(shù)器），那么在此之前我們先忘記之前提到的store、Reducer、dispatch等各種概念，只需牢記Redux是一個(gè)狀態(tài)管理器。

首先我們來(lái)看下面的代碼：

let state = {
    count : 1
}
//修改之前
console.log (state.count);
//修改count的值為2
state.count = 2；
//修改之后
console.log (state.count);

我們定義了一個(gè)有count字段的state對(duì)象，同時(shí)能輸出修改之前和修改之后的count值。但此時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題？就是其它如果引用了count的地方是不知道count已經(jīng)發(fā)生修改的，因此我們需要通過(guò)訂閱-發(fā)布模式來(lái)監(jiān)聽(tīng)，并通知到其它引用到count的地方。因此我們進(jìn)一步優(yōu)化代碼如下：

let state = {
    count: 1
};
//訂閱
function subscribe (listener) {
    listeners.push(listener);
}
function changeState(count) {
    state.count = count;
    for (let i = 0; i < listeners.length; i++) {
        const listener = listeners[i];
        listener();//監(jiān)聽(tīng)
    }
}

此時(shí)我們對(duì)count進(jìn)行修改，所有的listeners都會(huì)收到通知，并且能做出相應(yīng)的處理。但是目前還會(huì)存在其它問(wèn)題？比如說(shuō)目前state只含有一個(gè)count字段，如果要是有多個(gè)字段是否處理方式一致。同時(shí)還需要考慮到公共代碼需要進(jìn)一步封裝，接下來(lái)我們?cè)龠M(jìn)一步優(yōu)化：

const createStore = function (initState) {
    let state = initState;
    //訂閱
    function subscribe (listener) {
        listeners.push(listener);
    }
    function changeState (count) {
        state.count = count;
        for (let i = 0; i < listeners.length; i++) {
            const listener = listeners[i];
            listener();//通知
        }
    }
    function getState () {
        return state;
    }
    return {
        subscribe,
        changeState,
        getState
    }
}

我們可以從代碼看出，最終我們提供了三個(gè)API，是不是與之前Redux源碼中的核心入口文件index.js比較類似。但是到這里還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Redux，我們需要支持添加多個(gè)字段到state里面，并且要實(shí)現(xiàn)Redux計(jì)數(shù)器。

let initState = {
    counter: {
        count : 0
    },
    info: {
        name: '',
        description: ''
    }
}
let store = createStore(initState);
//輸出count
store.subscribe(()=>{
    let state = store.getState();
    console.log(state.counter.count);
});
//輸出info
store.subscribe(()=>{
    let state = store.getState();
    console.log(`${state.info.name}:${state.info.description}`);
});

通過(guò)測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)目前已經(jīng)支持了state里面存多個(gè)屬性字段，接下來(lái)我們把之前changeState改造一下，讓它能支持自增和自減。

//自增
store.changeState({
    count: store.getState().count + 1
});
//自減
store.changeState({
    count: store.getState().count - 1
});
//隨便改成什么
store.changeState({
    count: 金融
});

我們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)changeState自增、自減或者隨便改，但這其實(shí)不是我們所需要的。我們需要對(duì)修改count做約束，因?yàn)槲覀冊(cè)趯?shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)數(shù)器，肯定是只希望能進(jìn)行加減操作的。所以我們接下來(lái)對(duì)changeState做約束，約定一個(gè)plan方法，根據(jù)type來(lái)做不同的處理。

function plan (state, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      return {
        ...state,
        count: state.count + 1
      }
    case 'DECREMENT':
      return {
        ...state,
        count: state.count - 1
      }
    default:
      return state
  }
}
let store = createStore(plan, initState);
//自增
store.changeState({
    type： 'INCREMENT'
});
//自減
store.changeState({
    type： 'DECREMENT'
});

我們?cè)诖a中已經(jīng)對(duì)不同type做了不同處理，這個(gè)時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)再也不能隨便對(duì)state中的count進(jìn)行修改了，我們已經(jīng)成功對(duì)changeState做了約束。我們把plan方法做為createStore的入?yún)?，在修改state的時(shí)候按照plan方法來(lái)執(zhí)行。到這里，恭喜大家，我們已經(jīng)用Redux實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器了。

這就實(shí)現(xiàn)了 Redux？這怎么和源碼不一樣啊

然后我們?cè)侔裵lan換成reducer，把changeState換成dispatch就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這就是Redux源碼所實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)功能，現(xiàn)在再回過(guò)頭看Redux的數(shù)據(jù)流圖是不是更加清晰了。

六、Redux Devtools

Redux devtools是Redux的調(diào)試工具，可以在Chrome上安裝對(duì)應(yīng)的插件。對(duì)于接入了Redux的應(yīng)用，通過(guò) Redux devtools可以很方便看到每次請(qǐng)求之后所發(fā)生的改變，方便開(kāi)發(fā)同學(xué)知道每次操作后的前因后果，大大提升開(kāi)發(fā)調(diào)試效率。

如上圖所示就是 Redux devtools的可視化界面，左邊操作界面就是當(dāng)前頁(yè)面渲染過(guò)程中執(zhí)行的action，右側(cè)操作界面是State存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，從State切換到action面板，可以查看action對(duì)應(yīng)的 Reducer參數(shù)。切換到Diff面板，可以查看前后兩次操作發(fā)生變化的屬性值。

七、總結(jié)

Redux 是一款優(yōu)秀的狀態(tài)管理器，源碼短小精悍，社區(qū)生態(tài)也十分成熟。如常用的react-redux、dva都是對(duì) Redux 的封裝，目前在大型應(yīng)用中被廣泛使用。這里推薦通過(guò)Redux官網(wǎng)以及源碼來(lái)學(xué)習(xí)它核心的思想，進(jìn)而提升閱讀源碼的能力。

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