深入学习 Redux 之基础用法

一、设计思想

① Web 应用是一个状态机，视图与状态是一一对应的。
② 所有的状态，保存在一个对象里面。

二、基本概念和 API

1、Store

Store 是保存数据的地方，可以把它看成一个容器。整个应用只能有一个 Store。

Redux 提供 createStore 这个函数来生成 Store：

import { createStore } from 'redux'
const store = createStore(fn)

上面代码中，createStore 函数接受另一个函数作为参数，返回新生成的 Store 对象。

2、State

Store 对象包含所有数据，如果想得到某个时点的数据，可以通过 store.getState() 拿到，这里的 State 就是该时点 Store 的数据集合。

import { createStore } from 'redux'
const store = createStore(fn)

const state = store.getState()

3、Action

State 的变化，会导致 View 的变化。但用户接触不到 State，只能接触到 View。所以，State 的变化必须是 View 导致的。Action 就是 View 发出的通知，表示 State 应该要发生变化了。

Action 是一个对象。其中的 type 属性是必须的，表示 Action 的名称。其他属性可以自由设置，社区有一个规范可以参考。

const action = {
  type: 'ADD_TODO',
  payload: 'Learn Redux'
}

上面代码中，Action 的名称是 ADD_TODO，它携带的信息是字符串 Learn Redux。

可以这样理解，Action 描述当前发生的事情。改变 State 的唯一办法，就是使用 Action。它会运送数据到 Store。

4、Action Creator

View 要发送多少种消息，就会有多少种 Action。如果都手写，会很麻烦。可以定义一个函数来生成 Action，这个函数就叫 Action Creator。

const ADD_TODO = '添加 TODO'

function addTodo(text) {
  return {
    type: ADD_TODO,
    text
  }
}

const action = addTodo('Learn Redux')

上面代码中，addTodo函数就是一个 Action Creator。

5、store.dispatch()

store.dispatch() 是 View 发出 Action 的唯一方法。

import { createStore } from 'redux'
const store = createStore(fn)

store.dispatch({
  type: 'ADD_TODO',
  payload: 'Learn Redux'
})

上面代码中，store.dispatch 接受一个 Action 对象作为参数，将它发送出去。

结合 Action Creator，这段代码可以改写如下。

store.dispatch(addTodo('Learn Redux'))

6、Reducer

Store 收到 Action 以后，必须给出一个新的 State，这样 View 才会发生变化。这种 State 的计算过程就叫做 Reducer。

Reducer 是一个函数，它接受 Action 和当前 State 作为参数，返回一个新的 State。

const reducer = function (state, action) {
  // ...
  return new_state
}

整个应用的初始状态，可以作为 State 的默认值。下面是一个实际的例子。

const defaultState = 0
const reducer = (state = defaultState, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'ADD':
      return state + action.payload
    default:
      return state
  }
}

const state = reducer(1, {
  type: 'ADD',
  payload: 2
})

上面代码中，reducer 函数收到名为 ADD 的 Action 以后，就返回一个新的 State，作为加法的计算结果。其他运算的逻辑（比如减法），也可以根据 Action 的不同来实现。

实际应用中，Reducer 函数不用像上面这样手动调用，store.dispatch 方法会触发 Reducer 的自动执行。为此，Store 需要知道 Reducer 函数，做法就是在生成 Store 的时候，将 Reducer 传入 createStore 方法。

import { createStore } from 'redux'
const store = createStore(reducer)

上面代码中，createStore 接受 Reducer 作为参数，生成一个新的 Store。以后每当 store.dispatch 发送过来一个新的 Action，就会自动调用 Reducer，得到新的 State。

7、纯函数

Reducer 函数最重要的特征是，它是一个纯函数。也就是说，只要是同样的输入，必定得到同样的输出。

纯函数是函数式编程的概念，必须遵守以下一些约束：

• 不得改写参数
• 不能调用系统 I/O 的 API
• 不能调用 Date.now() 或者 Math.random() 等不纯的方法，因为每次会得到不一样的结果

由于 Reducer 是纯函数，就可以保证同样的 State，必定得到同样的 View。但也正因为这一点，Reducer 函数里面不能改变 State，必须返回一个全新的对象，参考下面写法：

// State 是一个对象
function reducer(state, action) {
  return Object.assign({}, state, { thingToChange })
  // 或者
  return { ...state, ...newState }
}

// State 是一个数组
function reducer(state, action) {
  return [...state, newItem]
}

最好把 State 对象设成只读，无法改变，要得到新的 State，唯一办法就是生成一个新对象。这样的好处是，任何时候，与某个 View 对应的 State 总是一个不变的对象。

8、store.subscribe()

Store 允许使用 store.subscribe 方法设置监听函数，一旦 State 发生变化，就自动执行这个函数。

import { createStore } from 'redux'
const store = createStore(reducer)

store.subscribe(listener)

显然，只要把 View 的更新函数（对于 React 项目，就是组件的 render 方法或 setState 方法）放入 listen，就会实现 View 的自动渲染。

store.subscribe 方法返回一个函数，调用这个函数就可以解除监听。

let unsubscribe = store.subscribe(() =>
  console.log(store.getState())
)

unsubscribe()

三、Store 的实现

上一节总结了 Store 提供的三个方法：

• store.getState()
• store.dispatch()
• store.subscribe()

import { createStore } from 'redux'
let { subscribe, dispatch, getState } = createStore(reducer)

createStore 方法还可以接受第二个参数，表示 State 的最初状态。这通常是服务器给出的。

let store = createStore(todoApp, window.STATE_FROM_SERVER)

上面代码中，window.STATE_FROM_SERVER 就是整个应用的状态初始值。注意，如果提供了这个参数，它会覆盖 Reducer 函数的默认初始值。

下面是 createStore 方法的一个简单实现，可以了解一下 Store 是怎么生成的：

const createStore = (reducer) => {
  let state
  let listeners = []

  const getState = () => state

  const dispatch = (action) => {
    state = reducer(state, action)
    listeners.forEach((listener) => listener())
  }

  const subscribe = (listener) => {
    listeners.push(listener)
    return () => {
      listeners = listeners.filter((l) => l !== listener)
    }
  }

  dispatch({})

  return { getState, dispatch, subscribe }
}

四、Reducer 的拆分

Reducer 函数负责生成 State。由于整个应用只有一个 State 对象，包含所有数据，对于大型应用来说，这个 State 必然十分庞大，导致 Reducer 函数也十分庞大。

举个例子：

const chatReducer = (state = defaultState, action = {}) => {
  const { type, payload } = action
  switch (type) {
    case ADD_CHAT:
      return Object.assign({}, state, {
        chatLog: state.chatLog.concat(payload)
      })
    case CHANGE_STATUS:
      return Object.assign({}, state, {
        statusMessage: payload
      })
    case CHANGE_USERNAME:
      return Object.assign({}, state, {
        userName: payload
      })
    default:
      return state
  }
}

上面代码中，三种 Action 分别改变 State 的三个属性：

• ADD_CHAT：chatLog 属性
• CHANGE_STATUS：statusMessage 属性
• CHANGE_USERNAME：userName 属性

这三个属性之间没有联系，这提示我们可以把 Reducer 函数拆分。不同的函数负责处理不同属性，最终把它们合并成一个大的 Reducer 即可。

const chatReducer = (state = defaultState, action = {}) => {
  return {
    chatLog: chatLog(state.chatLog, action),
    statusMessage: statusMessage(state.statusMessage, action),
    userName: userName(state.userName, action)
  }
}

上面代码中，Reducer 函数被拆成了三个小函数，每一个负责生成对应的属性。

这样一拆，Reducer 就易读易写多了。而且，这种拆分与 React 应用的结构相吻合：一个 React 根组件由很多子组件构成。这就是说，子组件与子 Reducer 完全可以对应。

Redux 提供了一个 combineReducers 方法，用于 Reducer 的拆分。只要定义各个子 Reducer 函数，然后用这个方法，将它们合成一个大的 Reducer。

import { combineReducers } from 'redux'

const chatReducer = combineReducers({
  chatLog,
  statusMessage,
  userName
})

export default todoApp

上面的代码通过 combineReducers 方法将三个子 Reducer 合并成一个大的函数。

这种写法有一个前提，就是 State 的属性名必须与子 Reducer 同名。如果不同名，就要采用下面的写法。

const reducer = combineReducers({
  a: doSomethingWithA,
  b: processB,
  c: c
})

// 等同于
function reducer(state = {}, action) {
  return {
    a: doSomethingWithA(state.a, action),
    b: processB(state.b, action),
    c: c(state.c, action)
  }
}

总之，combineReducers() 做的就是产生一个整体的 Reducer 函数。该函数根据 State 的 key 去执行相应的子 Reducer，并将返回结果合并成一个大的 State 对象。

下面是 combineReducer 的简单实现：

const combineReducers = (reducers) => {
  return (state = {}, action) => {
    return Object.keys(reducers).reduce((nextState, key) => {
      nextState[key] = reducers[key](state[key], action)
      return nextState
    }, {})
  }
}

可以把所有子 Reducer 放在一个文件里面，然后统一引入：

import { combineReducers } from 'redux'
import * as reducers from './reducers'

const reducer = combineReducers(reducers)

五、工作流程

• 首先，用户发出 Action：

store.dispatch(action)

• 然后，Store 自动调用 Reducer，并且传入两个参数：当前 State 和收到的 Action。 Reducer 会返回新的 State：

let nextState = todoApp(previousState, action)

• State 一旦有变化，Store 就会调用监听函数：

// 设置监听函数
store.subscribe(listener)

• listener 可以通过 store.getState() 得到当前状态。如果使用的是 React，这时可以触发重新渲染 View：

function listerner() {
  let newState = store.getState()
  component.setState(newState)
}

六、实例：计数器

const Counter = ({ value }) => <h1>{value}</h1>

const render = () => {
  ReactDOM.render(
    <Counter value={store.getState()} />,
    document.getElementById('root')
  )
}

store.subscribe(render)
render()

上面是一个简单的计数器，唯一的作用就是把参数 value 的值，显示在网页上。Store 的监听函数设置为 render，每次 State 的变化都会导致网页重新渲染。

下面加入一点变化，为 Counter 添加递增和递减的 Action。

const Counter = ({ value, onIncrement, onDecrement }) => (
  <div>
    <h1>{value}</h1>
    <button onClick={onIncrement}>+</button>
    <button onClick={onDecrement}>-</button>
  </div>
)

const reducer = (state = 0, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      return state + 1
    case 'DECREMENT':
      return state - 1
    default:
      return state
  }
}

const store = createStore(reducer)

const render = () => {
  ReactDOM.render(
    <Counter
      value={store.getState()}
      onIncrement={() => store.dispatch({ type: 'INCREMENT' })}
      onDecrement={() => store.dispatch({ type: 'DECREMENT' })}
    />,
    document.getElementById('root')
  )
}

render()
store.subscribe(render)