快速上手Redux

Redux是 JavaScript 状态容器，提供可预测化的状态管理。Redux是应用状态管理服务。虽然本身受到了Flux很深的影响，但是其核心概念却非常简单，就是 Map/Reduce中的Reduce。

从零开始实现一个 Redux

我们先忘记 Redux 的概念，从一个例子入手，使用 create-react-app 创建一个项目: toredux。

代码目录: myredux/to-redux 中。

将 public/index.html 中 body 修改为如下:

image-20220124222440527

我们要实现的功能如上图所示，在点击按钮时，能够修改整个应用的字体的颜色。

修改 src/index.js 如下(代码: to-redux/src/index1.js):

let state = {  
    color: 'blue'  
}  
//渲染应用  
function renderApp() {  
    renderHeader();  
    renderContent();  
}  
//渲染 title 部分  
function renderHeader() {  
    const header = document.getElementById('header');  
    header.style.color = state.color;  
}  
//渲染内容部分  
function renderContent() {  
    const content = document.getElementById('content');  
    content.style.color = state.color;  
}  
renderApp();  
//点击按钮，更改字体颜色  
document.getElementById('to-blue').onclick = function () {  
    state.color = 'rgb(0, 51, 254)';  
    renderApp();  
}  
document.getElementById('to-pink').onclick = function () {  
    state.color = 'rgb(247, 109, 132)';   
    renderApp();  
} 

这个应用非常简单，但是它有一个问题：state 是共享状态，但是任何人都可以修改它，一旦我们随意修改了这个状态，就可以导致出错，例如，在 renderHeader 里面，设置 state = {}， 容易造成难以预料的错误。

不过很多时候，我们又的确需要共享状态，因此我们可以考虑设置一些门槛，比如，我们约定，不能直接修改全局状态，必须要通过某个途经才能修改。为此我们定义一个 changeState 函数，全局状态的修改均由它负责。

//在 index.js 中继续追加代码  
function changeState(action) {  
    switch(action.type) { 
        case 'CHANGE_COLOR':  
            return {  
                ...state,  
                color: action.color  
            }  
        default:  
            return state;  
    }  
} 

我们约定只能通过 changeState 去修改状态，它接受一个参数 action,包含 type 字段的普通对象，type 字段用于识别你的操作类型(即如何修改状态)。

我们希望点击按钮，可以修改整个应用的字体颜色。

//在 index.js 中继续追加代码  
document.getElementById('to-blue').onclick = function() {  
    let state = changeState({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(0, 51, 254)'  
    });  
    //状态修改完之后，需要重新渲染页面  
    renderApp(state);  
}  
document.getElementById('to-pink').onclick = function() {  
    let state = changeState({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(247, 109, 132)'  
    });  
    renderApp(state);  
} 
抽离 store

尽管现在我们约定了如何修改状态，但是 state 是一个全局变量，我们很容易就可以修改它，因此我们可以考虑将其变成局部变量，将其定义在一个函数内部(createStore)，但是在外部还需要使用 state，因此我们需要提供一个方法 getState()，以便我们在 createStore 获取到 state。

function createStore (state) {  
    const getState = () => state;  
    return {  
        getState  
    }  
} 

现在，我们可以通过 store.getState() 方法去获取状态(这里需要说明的是，state 通常是一个对象，因此这个对象在外部其实是可以被直接修改的，但是如果深拷贝 state 返回，那么在外部就一定修改不了，鉴于 redux 源码中就是直接返回了 state，此处我们也不进行深拷贝，毕竟耗费性能)。

仅仅获取状态是远远不够的，我们还需要有修改状态的方法，现在状态是私有变量，我们必须要将修改状态的方法也放到 createStore 中，并将其暴露给外部使用。

function createStore (state) {  
    const getState = () => state;  
    const changeState = () => {  
        //...changeState 中的 code  
    }  
    return {  
        getState,  
        changeState  
    }  
} 

现在，index.js 中代码变成下面这样(to-redux/src/index2.js):

function createStore() {  
    let state = {  
        color: 'blue'  
    }  
    const getState = () => state;  
    function changeState(action) {  
        switch (action.type) {  
            case 'CHANGE_COLOR':  
                state = {  
                    ...state,  
                    color: action.color  
                }  
                return state;  
            default:  
                return state;  
        }  
    }  
    return {  
        getState,  
        changeState  
    }  
}  
function renderApp(state) {  
    renderHeader(state);  
    renderContent(state);  
}  
function renderHeader(state) {  
    const header = document.getElementById('header');  
    header.style.color = state.color;  
}  
function renderContent(state) {  
    const content = document.getElementById('content');  
    content.style.color = state.color;  
}  
document.getElementById('to-blue').onclick = function () {  
    store.changeState({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(0, 51, 254)'  
    });  
    renderApp(store.getState());  
}  
document.getElementById('to-pink').onclick = function () {  
    store.changeState({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(247, 109, 132)'  
    });  
    renderApp(store.getState());  
}  
const store = createStore();  
renderApp(store.getState()); 

尽管，我们现在抽离了 createStore 方法，但是显然这个方法一点都不通用，state 和 changeState 方法都定义在了 createStore 中。这种情况下，其它应用无法复用此模式。

changeState 的逻辑理应在外部定义，因为每个应用修改状态的逻辑定然是不同的。我们将这部分逻辑剥离到外部，并将其重命名为 reducer (憋问为什么叫 reducer，问就是为了和 redux 保持一致)。reducer 是干嘛的呢，说白了就是根据 action 的类型，计算出新状态。因为它不是在 createStore 内部定义的，无法直接访问 state，因此我们需要将当前状态作为参数传递给它。如下:

function reducer(state, action) {  
    switch(action.type) {  
        case 'CHANGE_COLOR':  
            return {  
                ...state,  
                color: action.color  
            }  
        default:  
            return state;  
    }  
} 
createStore 进化版

function createStore(reducer) {  
    let state = {  
        color: 'blue'  
    }  
    const getState = () => state;  
    //将此处的 changeState 更名为 `dispatch`  
    const dispatch = (action) => {  
        //reducer 接收老状态和action，返回一个新状态  
        state = reducer(state, action);  
    }  
    return {  
        getState,  
        dispatch  
    }  
} 

不同应用的 state 定然是不同的，我们将 state 的值定义在 createStore 内部必然是不合理的。

function createStore(reducer) {  
    let state;  
    const getState = () => state;  
    const dispatch = (action) => {  
        //reducer(state, action) 返回一个新状态  
        state = reducer(state, action);  
    }  
    return {  
        getState,  
        dispatch  
    }  
} 

大家注意 reducer 的定义，在碰到不能识别的动作时，是直接返回旧状态的，现在，我们利用这一点来返回初始状态。

要想 state 有初始状态，其实很简单，咱们将初始的 state 的初始化值作为 reducer 的参数的默认值，然后在 createStore 中派发一个 reducer 看不懂的动作就可以了。这样 getState 首次调用时，可以获取到状态的默认值。

createStore 进化版2.0

function createStore(reducer) {  
    let state;  
    const getState = () => state;  
    //每当 `dispatch` 一个动作的时候，我们需要调用 `reducer` 以返回一个新状态  
    const dispatch = (action) => {  
        //reducer(state, action) 返回一个新状态  
        state = reducer(state, action);  
    }  
    //你要是有个 action 的 type 的值是 `@@redux/__INIT__${Math.random()}`，我敬你是个狠人  
    dispatch({ type: `@@redux/__INIT__${Math.random()}` });  
    return { 
        getState,  
        dispatch  
    }  
} 

现在这个 createStore 已经可以到处使用了, 但是你有没有觉得每次 dispatch 后，都手动 renderApp() 显得很蠢，当前应用中是调用两次，如果需要修改1000次 state 呢，难道手动调用 1000次 renderApp() ？

能不能简化一下呢？每次数据变化的时候，自动调用 renderApp()。当然我们不可能将 renderApp() 写在 createStore() 的 dispatch 中，因为其它的应用中，函数名未必叫 renderApp()，而且有可能不止要触发 renderApp()。这里可以引入 发布订阅模式，当状态变化时，通知所有的订阅者。

createStore 进化版3.0

function createStore(reducer) {  
    let state;  
    let listeners = [];  
    const getState = () => state;  
    //subscribe 每次调用，都会返回一个取消订阅的方法  
    const subscribe = (ln) => {   
        listeners.push(ln);  
        //订阅之后，也要允许取消订阅。  
        //难道我订了某本杂志之后，就不允许我退订吗？可怕~  
        const unsubscribe = () => {  
            listenerslisteners = listeners.filter(listener => ln !== listener);  
        }  
        return unsubscribe;  
    };  
    const dispatch = (action) => {  
        //reducer(state, action) 返回一个新状态  
        state = reducer(state, action);  
        listeners.forEach(ln => ln());    
     }  
    //你要是有个 action 的 type 的值正好和 `@@redux/__INIT__${Math.random()}` 相等，我敬你是个狠人  
    dispatch({ type: `@@redux/__INIT__${Math.random()}` });  
    return {  
        getState,  
        dispatch,  
        subscribe  
    }  
} 

至此，一个最为简单的 redux 已经创建好了，createStore 是 redux 的核心。我们来使用这个精简版的 redux 重写我们的代码，index.js 文件内容更新如下(to-redux/src/index.js):

function createStore() {  
    //code(自行将上面createStore的代码拷贝至此处)  
}  
const initialState = {  
    color: 'blue'  
}  
function reducer(state = initialState, action) {  
    switch (action.type) {  
        case 'CHANGE_COLOR':  
            return {  
                ...state,  
                color: action.color  
            }  
        default:  
            return state;  
    }  
}  
const store = createStore(reducer);  
function renderApp(state) {  
    renderHeader(state);  
    renderContent(state);  
}  
function renderHeader(state) {  
    const header = document.getElementById('header');  
    header.style.color = state.color;  
}  
function renderContent(state) {  
    const content = document.getElementById('content');  
    content.style.color = state.color;  
}  
document.getElementById('to-blue').onclick = function () {  
    store.dispatch({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(0, 51, 254)'  
    });  
}  
document.getElementById('to-pink').onclick = function () {  
    store.dispatch({  
        type: 'CHANGE_COLOR',  
        color: 'rgb(247, 109, 132)'  
    });  
}  
renderApp(store.getState());  
//每次state发生改变时，都重新渲染  
store.subscribe(() => renderApp(store.getState())); 

如果现在我们现在希望在点击完 Pink 之后，字体色不允许修改，那么我们还可以取消订阅:

const unsub = store.subscribe(() => renderApp(store.getState()));  
document.getElementById('to-pink').onclick = function () {  
    //code...  
    unsub(); //取消订阅  
} 

顺便说一句: reducer 是一个纯函数(纯函数的概念如果不了解的话，自行查阅资料)，它接收先前的 state 和 action，并返回新的 state。不要问为什么 action 中一定要有 type 字段，这仅仅是一个约定而已(redux 就是这么设计的)

遗留问题：为什么 reducer 一定要返回一个新的 state，而不是直接修改 state 呢。欢迎在评论区留下你的答案。

前面我们一步一步推演了 redux 的核心代码，现在我们来回顾一下 redux 的设计思想:

Redux 设计思想

Redux 将整个应用状态(state)存储到一个地方(通常我们称其为 store)
当我们需要修改状态时，必须派发(dispatch)一个 action( action 是一个带有 type 字段的对象)
专门的状态处理函数 reducer 接收旧的 state 和 action ，并会返回一个新的 state
通过 subscribe 设置订阅，每次派发动作时，通知所有的订阅者。
咱们现在已经有一个基础版本的 redux 了，但是它还不能满足我们的需求。我们平时的业务开发不会像上面所写的示例那样简单，那么就会有一个问题: reducer 函数可能会非常长，因为 action 的类型会非常多。这样肯定是不利于代码的编写和阅读的。

试想一下，你的业务中有一百种 action 需要处理，把这一百种情况编写在一个 reducer 中，不仅写得人恶心，后期维护代码的同事更是想杀人。

因此，我们最好单独编写 reducer，然后对 reducer 进行合并。有请我们的 combineReducers(和 redux 库的命名保持一致) 闪亮登场~

combineReducers

首先我们需要明确一点：combineReducers 只是一个工具函数，正如我们前面所说，它将多个 reducer 合并为一个 reducer。combineReducers 返回的是 reducer，也就是说它是一个高阶函数。

我们还是以一个示例来说明，尽管 redux 不是非得和 react 配合，不过鉴于其与 react 配合最为适合，此处，以 react 代码为例：

这一次除了上面的展示以外，我们新增了一个计数器功能( 使用 React 重构 ===> to-redux2):

//现在我们的 state 结构如下:  
let state = {  
    theme: {  
        color: 'blue'  
    },  
    counter: {  
        number: 0  
    }  
} 

显然，修改主题和计数器是可以分割开得，由不同的 reducer 去处理是一个更好的选择。

store/reducers/counter.js 
负责处理计数器的state。

import { INCRENENT, DECREMENT } from '../action-types';  
export default counter(state = {number: 0}, action) {  
    switch (action.type) {  
        case INCRENENT:  
            return {  
                ...state,  
                number: state.number + action.number  
            }  
        case DECREMENT:  
            return {  
                ...state,  
                number: state.number - action.number  
            }  
        default:  
            return state; 
    }  
}    
store/reducers/theme.js 

负责处理修改主题色的state。

import { CHANGE_COLOR } from '../action-types';  
export default function theme(state = {color: 'blue'}, action) {  
    switch (action.type) {  
        case CHANGE_COLOR:  
            return {  
                ...state,  
                color: action.color  
            }  
        default:  
            return state;  
    }  
} 

每个 reducer 只负责管理全局 state 中它负责的一部分。每个 reducer 的 state 参数都不同，分别对应它管理的那部分 state 数据。

import counter from './counter';  
import theme from './theme';  
export default function appReducer(state={}, action) {  
    return {  
        theme: theme(state.theme, action),  
        counter: counter(state.counter, action)  
    }  
} 

appReducer 即是合并之后的 reducer，但是当 reducer 较多时，这样写也显得繁琐，因此我们编写一个工具函数来生成这样的 appReducer，我们把这个工具函数命名为 combineReducers。

我们来尝试一下编写这个工具函数 combineReducers:

思路：

 combineReducers 返回 reducer
 combineReducers 的入参是多个 reducer 组成的对象
 每个 reducer 只处理全局 state 中自己负责的部分 
//reducers 是一个对象，属性值是每一个拆分的 reducer  
export default function combineReducers(reducers) {  
    return function combination(state={}, action) {  
        //reducer 的返回值是新的 state  
        let newState = {};  
        for(var key in reducers) {  
            newState[key] = reducers[key](state[key], action);  
        }  
        return newState;  
    }  
} 

reducer 将负责返回 state 的默认值。比如本例中，createStore 中 dispatch({type:@@redux/INIT${Math.random()}})，而传递给 createStore 的是 combineReducers(reducers) 返回的函数 combination。

根据 state=reducer(state,action)，newState.theme=theme(undefined, action), newState.counter=counter(undefined, action)，counter 和 theme 两个子 reducer 分别返回 newState.theme 和 newState.counter 的初始值。

利用此 combineReducers 可以重写 store/reducers/index.js

import counter from './counter';  
import theme from './theme';  
import { combineReducers } from '../redux';  
//明显简洁了许多~  
export default combineReducers({  
    counter,  
    theme  
}); 

我们写的 combineReducers 虽然看起来已经能够满足我们的需求，但是其有一个缺点，即每次都会返回一个新的 state 对象，这会导致在数据没有变化时进行无意义的重新渲染。因此我们可以对数据进行判断，在数据没有变化时，返回原本的 state 即可。

combineReducers 进化版

//代码中省略了一些判断，默认传递的参数均是符合要求的，有兴趣可以查看源码中对参数合法性的判断及处理  
export default function combineReducers(reducers) {  
    return function combination(state={}, action) {  
        let nextState = {};  
        let hasChanged = false; //状态是否改变  
        for(let key in reducers) {  
            const previousStateForKey = state[key];  
            const nextStateForKey = reducers[key](previousStateForKey, action);  
            nextState[key] = nextStateForKey;  
            //只有所有的 nextStateForKey 均与 previousStateForKey 相等时，hasChanged 的值才是 false  
            hasChangedhasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey;  
        }  
        //state 没有改变时，返回原对象  
        return hasChanged ? nextState : state;  
    }  
} 
applyMiddleware

官方文档中，关于 applyMiddleware 的解释很清楚，下面的内容也参考了官方文档的内容:

日志记录

考虑一个小小的问题，如果我们希望每次状态改变前能够在控制台中打印出 state，那么我们要怎么做呢？

最简单的即是:

当然，这种方式肯定是不可取的，如果我们代码中派发100次，我们不可能这样写一百次。既然是状态改变时打印 state，也是说是在 dispatch 之前打印 state, 那么我们可以重写 store.dispatch 方法，在派发前打印 state 即可。

let store = createStore(reducer);  
const next = store.dispatch; //next 的命令是为了和中间件的源码一致  
store.dispatch = action => {  
    console.log(store.getState());  
    next(action);  
} 

崩溃信息

假设我们不仅仅需要打印 state，还需要在派发异常出错时，打印出错误信息。

const next = store.dispatch; //next 的命名是为了和中间件的源码一致  
store.dispatch = action => {  
    try{  
        console.log(store.getState());  
        next(action);  
    } catct(err) {  
        console.error(err);  
    }  
} 

而如果我们还有其他的需求，那么就需要不停的修改 store.dispatch 方法，最后导致这个这部分代码难以维护。

因此我们需要分离 loggerMiddleware 和 exceptionMiddleware.

let store = createStore(reducer);  
const next = store.dispatch; //next 的命名是为了和中间件的源码一致  
const loggerMiddleware = action => {  
    console.log(store.getState());  
    next(action);  
}  
const exceptionMiddleware = action => {  
    try{  
        loggerMiddleware(action);  
    }catch(err) {  
        console.error(err);  
    }  
}  
store.dispatch = exceptionMiddleware; 

我们知道，很多 middleware 都是第三方提供的，那么 store 肯定是需要作为参数传递给 middleware ，进一步改写:

const loggerMiddleware = store => action => {  
    const next = store.dispatch;  
    console.log(store.getState());  
    next(action);  
}  
const exceptionMiddleware = store => action => {  
    try{  
        loggerMiddleware(store)(action);  
    }catch(err) {  
        console.error(err);  
    }  
}  
//使用  
store.dispatch = exceptionMiddleware(store)(action); 

现在还有一个小小的问题，exceptionMiddleware 中的 loggerMiddleware 是写死的，这肯定是不合理的，我们希望这是一个参数，这样使用起来才灵活，没道理只有 exceptionMiddleware 需要灵活，而不管 loggerMiddleware，进一步改写如下：

const loggerMiddleware = store => next => action => {  
    console.log(store.getState());  
    return next(action);  
}  
const exceptionMiddleware = store => next => action => {  
    try{  
        return next(action);  
    }catch(err) {  
        console.error(err);  
    }  
}  
//使用  
const next = store.dispatch;  
const logger = loggerMiddleware(store);  
store.dispatch = exceptionMiddleware(store)(logger(next)); 

现在，我们已经有了通用 middleware 的编写格式了。

middleware 接收了一个 next() 的 dispatch 函数，并返回一个 dispatch 函数，返回的函数会被作为下一个 middleware 的 next()

但是有一个小小的问题，当中间件很多的时候，使用中间件的代码会变得很繁琐。为此，redux 提供了一个 applyMiddleware 的工具函数。

上面我们能够看出，其实我们最终要改变的就是 dispatch，因此我们需要重写 store，返回修改了 dispatch 方法之后的 store.

所以，我们可以明确以下几点:

 applyMiddleware 返回值是 store
 applyMiddleware 肯定要接受 middleware 作为参数
 applyMiddleware 要接受 store 作为入参，不过 redux 源码中入参是 createStore 和 createStore 的入参，想想也是，没有必要在外部创建出 store，毕竟在外部创建出的 store 除了作为参数传递进函数，也没有其它作用，不如把 createStore 和 createStore 需要使用的参数传递进来。 
//applyMiddleWare 返回 store.  
const applyMiddleware = middleware => createStore => (...args) => {  
    let store = createStore(...args);  
    let middle = loggerMiddleware(store);  
    let dispatch = middle(store.dispatch); //新的dispatch方法  
    //返回一个新的store---重写了dispatch方法  
    return {  
        ...store,  
        dispatch  
    }  
} 

以上是一个 middleware 的情况，但是我们知道，middleware 可能是一个或者是多个，而且我们主要是要解决多个 middleware 的问题，进一步改写。

//applyMiddleware 返回 store.  
const applyMiddleware = (...middlewares) => createStore => (...args) => {  
    let store = createStore(...args);  
    //顺便说一句: redux 源码中没有直接把 store 传递过去，而是把 getState 和 dispatch 传递给了 middleware  
    let middles = middlewares.map(middleware => middleware(store));  
    //现在我们有多个 middleware，需要多次增强 dispatch  
    let dispatch = middles.reduceRight((prev, current) => prev(current), store.dispatch);  
    return {  
        ...store,  
        dispatch  
    }  
} 

不知道大家是不是理解了上面的 middles.reduceRight，下面为大家细致说明一下：

/*三个中间件*/  
let logger1 = store => dispatch => action => {  
    console.log('111');  
    dispatch(action);  
    console.log('444');  
}  
let logger2 = store => dispatch => action => {  
    console.log('222');  
    dispatch(action);  
    console.log('555')  
}  
let logger3 = store => dispatch => action => {  
    console.log('333');  
    dispatch(action);  
    console.log('666');  
}  
let middle1 = logger1(store);  
let middle2 = logger2(store);  
let middle3 = logger3(store);  
//applyMiddleware(logger1,logger3,logger3)(createStore)(reducer)  
//如果直接替换  
store.dispatch = middle1(middle2(middle3(store.dispatch))); 

观察上面的 middle1(middle2(middle3(store.dispatch)))，如果我们把 middle1,middle2,middle3 看成是数组的每一项，如果对数组的API比较熟悉的话，可以想到 reduce，如果你还不熟悉 reduce，可以查看MDN文档。

//applyMiddleware(logger1,logger3,logger3)(createStore)(reducer)  
//reduceRight 从右到左执行  
middles.reduceRight((prev, current) => current(prev), store.dispatch);  
//第一次 prev: store.dispatch    current: middle3    
//第二次 prev: middle3(store.dispatch) current: middle2  
//第三次 prev: middle2(middle3(store.dispatch))  current: middle1  
//结果 middle1(middle2(middle3(store.dispatch))) 

阅读过 redux 的源码的同学，可能知道源码中是提供了一个 compose 函数，而 compose 函数中没有使用 reduceRight，而是使用的 reduce，因而代

新闻名称：快速上手Redux
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