解读redux工作原理

原文地址：https://segmentfault.com/a/1190000004236064?utm_source=Weibo

1. 前言

随着WEB应用变得越来越复杂，再加上node前后端分离越来越流行，那么对数据流动的控制就显得越发重要。redux是在flux的基础上产生的，基本思想是保证数据的单向流动，同时便于控制、使用、测试。

redux不依赖于任意框架(库)，只要subscribe相应框架(库)的内部方法，就可以使用该应用框架保证数据流动的一致性。

那么如何使用redux呢？下面一步步进行解析，并带有源码说明，不仅做到知其然，还要做到知其所以然。

2. 主干逻辑介绍(createStore)

2.1 简单demo入门

先来一个直观的认识：

// 首先定义一个改变数据的plain函数，成为reducerfunction count (state, action) {    var defaultState = {        year: 2015,      };    state = state || defaultState;    switch (action.type) {        case 'add':            return {                year: state.year + 1            };        case 'sub':            return {                year: state.year - 1            }        default :            return state;    }}// store的创建var createStore = require('redux').createStore;var store = createStore(count);// store里面的数据发生改变时，触发的回调函数store.subscribe(function () {      console.log('the year is: ', store.getState().year);});// action: 触发state改变的唯一方法(按照redux的设计思路)var action1 = { type: 'add' };var action2 = { type: 'add' };var action3 = { type: 'sub' };// 改变store里面的方法store.dispatch(action1); // 'the year is: 2016store.dispatch(action2); // 'the year is: 2017store.dispatch(action3); // 'the year is: 2016

2.2 挖掘createStore实现

为了说明主要问题，仅列出其中的关键代码，全部代码，可以点击这里阅读。

a 首先看createStore到底都返回的内容:

export default function createStore(reducer, initialState) {    ...    return {        dispatch,        subscribe,        getState,        replaceReducer    }}

每个属性的含义是:

• dispatch: 用于action的分发，改变store里面的state

• subscribe: 注册listener，store里面state发生改变后，执行该listener

• getState: 读取store里面的state

• replaceReducer: 替换reducer，改变state修改的逻辑

b 关键代码解析

export default function createStore(reducer, initialState) {    // 这些都是闭包变量    var currentReducer = reducer    var currentState = initialState    var listeners = []    var isDispatching = false;    // 返回当前的state    function getState() {        return currentState    }    // 注册listener，同时返回一个取消事件注册的方法    function subscribe(listener) {        listeners.push(listener)        var isSubscribed = true        return function unsubscribe() {            if (!isSubscribed) {                return            }            isSubscribed = false            var index = listeners.indexOf(listener)            listeners.splice(index, 1)        }    }    // 通过action该改变state，然后执行subscribe注册的方法    function dispatch(action) {        try {          isDispatching = true              currentState = currentReducer(currentState, action)        } finally {              isDispatching = false        }        listeners.slice().forEach(listener => listener())        return action    }    // 替换reducer，修改state变化的逻辑    function replaceReducer(nextReducer) {           currentReducer = nextReducer           dispatch({ type: ActionTypes.INIT })       }       // 初始化时，执行内部一个dispatch，得到初始state       dispatch({ type: ActionTypes.INIT })}

如果还按照2.1的方式进行开发，那跟flux没有什么大的区别，需要手动解决很多问题，那redux如何将整个流程模板化(Boilerplate)呢?

3. 保证store的唯一性

随着应用越来越大，一方面，不能把所有的数据都放到一个reducer里面，另一方面，为每个reducer创建一个store，后续store的维护就显得比较麻烦。如何将二者统一起来呢？

3.1 demo入手

通过combineReducers将多个reducer合并成一个rootReducer:

// 创建两个reducer: count yearfunction count (state, action) {  state = state || {count: 1}  switch (action.type) {    default:      return state;  }}function year (state, action) {  state = state || {year: 2015}  switch (action.type) {    default:      return state;  }}// 将多个reducer合并成一个var combineReducers = require('./').combineReducers;var rootReducer = combineReducers({  count: count,  year: year,});// 创建store，跟2.1没有任何区别var createStore = require('./').createStore;var store = createStore(rootReducer);var util = require('util');console.log(util.inspect(store));//输出的结果，跟2.1的store在结构上不存在区别// { dispatch: [Function: dispatch],//   subscribe: [Function: subscribe],//   getState: [Function: getState],//   replaceReducer: [Function: replaceReducer]// }

3.2 源码解析combineReducers

// 高阶函数，最后返回一个reducerexport default function combineReducers(reducers) {    // 提出不合法的reducers, finalReducers就是一个闭包变量    var finalReducers = pick(reducers, (val) => typeof val === 'function')    // 将各个reducer的初始state均设置为undefined    var defaultState = mapValues(finalReducers, () => undefined)    // 一个总reducer，内部包含子reducer    return function combination(state = defaultState, action) {        var finalState = mapValues(finalReducers, (reducer, key) => {            var previousStateForKey = state[key]            var nextStateForKey = reducer(previousStateForKey, action)            hasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey            return nextStateForKey        }    }    return hasChanged ? finalState : state}

4. 自动实现dispatch

4.1 demo介绍

在2.1中，要执行state的改变，需要手动dispatch:

var action = { type: '***', payload: '***'};dispatch(action);

手动dispatch就显得啰嗦了，那么如何自动完成呢?

var bindActionCreators = require('redux').bindActionCreators;// 可以在具体的应用框架隐式进行该过程(例如react-redux的connect组件中)bindActionCreators(action)

4.2 源码解析

// 隐式实现dispatchfunction bindActionCreator(actionCreator, dispatch) {  return (...args) => dispatch(actionCreator(...args))}export default function bindActionCreators(actionCreators, dispatch) {    if (typeof actionCreators === 'function') {        return bindActionCreator(actionCreators, dispatch)    }    return mapValues(actionCreators, actionCreator =>        bindAQctionCreator(actionCreator, dispatch)    )}

5. 支持插件 - 对dispatch的改造

5.1 插件使用demo

一个action可以是同步的，也可能是异步的，这是两种不同的情况， dispatch执行的时机是不一样的:

// 同步的action creator, store可以默认实现dispatchfunction add() {    return { tyle: 'add' }}dispatch(add());// 异步的action creator，因为异步完成的时间不确定，只能手工dispatchfunction fetchDataAsync() {    return function (dispatch) {        requst(url).end(function (err, res) {            if (err) return dispatch({ type: 'SET_ERR', payload: err});            if (res.status === 'success') {                dispatch({ type: 'FETCH_SUCCESS', payload: res.data });            }        })    }}

下面的问题就变成了，如何根据实际情况实现不同的dispatch方法，也即是根据需要实现不同的moddleware:

// 普通的dispatch创建方法var store = createStore(reducer, initialState);console.log(store.dispatch);// 定制化的dispatchvar applyMiddleware = require('redux').applyMiddleware;// 实现action异步的middlewarevar thunk = requre('redux-thunk');var store = applyMiddleware([thunk])(createStore);// 经过处理的dispatch方法console.log(store.dispatch);

5.2 源码解析

// next: 其实就是createStoreexport default function applyMiddleware(...middlewares) {  return (next) => (reducer, initialState) => {    var store = next(reducer, initialState)    var dispatch = store.dispatch    var chain = []    var middlewareAPI = {      getState: store.getState,      dispatch: (action) => dispatch(action)    }    chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)    return {      ...store,      dispatch // 实现新的dispatch方法    }  }}// 再看看redux-thunk的实现, next就是store里面的上一个dispatchfunction thunkMiddleware({ dispatch, getState }) {    return function(next) {        return function(action) {            typeof action === 'function' ?            action(dispatch, getState) :            next(action);        }    }  return next => action =>    typeof action === 'function' ?      action(dispatch, getState) :      next(action);}

6. 与react框架的结合

6.1 基本使用

目前已经有现成的工具react-redux来实现二者的结合:

var rootReducers = combineReducers(reducers);var store = createStore(rootReducers);var Provider = require('react-redux').Provider;// App 为上层的Componentclass App extend React.Component{    render() {        return (            <Provier store={store}>                <Container />            </Provider>        );    }}// Container作用: 1. 获取store中的数据; 2.将dispatch与actionCreator结合起来var connect = require('react-redux').connect;var actionCreators = require('...');// MyComponent是与redux无关的组件var MyComponent = require('...');function select(state) {    return {        count: state.count    }}export default connect(select, actionCreators)(MyComponent)

6.2 Provider -- 提供store

React通过Context属性，可以将属性(props)直接给子孙component，无须通过props层层传递, Provider仅仅起到获得store，然后将其传递给子孙元素而已:

export default class Provider extends Component {  getChildContext() { // getChildContext: 将store传递给子孙component    return { store: this.store }  }  constructor(props, context) {    super(props, context)    this.store = props.store  }  componentWillReceiveProps(nextProps) {    const { store } = this    const { store: nextStore } = nextProps    if (store !== nextStore) {      warnAboutReceivingStore()    }  }  render() {    let { children } = this.props    return Children.only(children)  }}

6.3 connect -- 获得store及dispatch(actionCreator)

connect是一个高阶函数，首先传入mapStateToProps、mapDispatchToProps，然后返回一个生产Component的函数(wrapWithConnect)，然后再将真正的Component作为参数传入wrapWithConnect(MyComponent)，这样就生产出一个经过包裹的Connect组件，该组件具有如下特点:

• 通过this.context获取祖先Component的store

• props包括stateProps、dispatchProps、parentProps,合并在一起得到nextState，作为props传给真正的Component

• componentDidMount时，添加事件this.store.subscribe(this.handleChange)，实现页面交互

• shouldComponentUpdate时判断是否有避免进行渲染，提升页面性能，并得到nextState

• componentWillUnmount时移除注册的事件this.handleChange

• 在非生产环境下，带有热重载功能

  // 主要的代码逻辑
  export default function connect(mapStateToProps, mapDispatchToProps, mergeProps, options = {}) {

     return function wrapWithConnect(WrappedComponent) {     class Connect extends Component {           constructor(props, context) {               // 从祖先Component处获得store               this.store = props.store || context.store               this.stateProps = computeStateProps(this.store, props)               this.dispatchProps = computeDispatchProps(this.store, props)               this.state = { storeState: null }               // 对stateProps、dispatchProps、parentProps进行合并                     this.updateState()           }           shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {               // 进行判断，当数据发生改变时，Component重新渲染               if (propsChanged || mapStateProducedChange || dispatchPropsChanged) {                 this.updateState(nextProps)                 return true               }           }           componentDidMount() {               // 改变Component的state             this.store.subscribe(() = {                 this.setState({                   storeState: this.store.getState()                 })             })           }           render() {               // 生成包裹组件Connect             return (               <WrappedComponent {...this.nextState} />             )           }       }       Connect.contextTypes = {         store: storeShape       }       return Connect;   }

  }

7. redux与react-redux关系图