Redux的核心概念，实现代码与应用示例

Redux是一种JavaScript的状态管理容器，是一个独立的状态管理库，可配合其它框架使用，比如React。引入Redux主要为了使JavaScript中数据管理的方便，易追踪，避免在大型的JavaScript应用中数据状态的使用混乱情况。Redux 试图让 state 的变化变得可预测，为此做了一些行为限制约定，这些限制条件反映在 Redux 的三大原则中。

本文会介绍Redux的几个基本概念和坚持的三大原则，以及完整的回路一下Redux中的数据流。在了解以上这些概念之后，用自己的代码来实现一个简版的Redux，并且用自己实现的Redux结合React框架，做一个简单的TodoList应用示例。希望本文对于初识Redux的同学有一个清晰，全面的认识。

Redux的几个基本概念

一、数据存储 - state

Redux就是用来管理状态数据，所以第一个概念就是状态数据，state就是存放数据的地方，根据应用需要，一般定义成一个对象，比如：

{
    todos: [],
    showType: 'ALL',
    lastUpdate: '2019-10-30 11:56:11'
}

二、行为触发 - action

web应用，所有的数据状态变更，都是由一个行为触发的，比如用户点击，网络加载完成，或者定时事件。在简单应用里面，我们一般都是在行为触发的时候，直接修改对应的数据状态，但是在大型复杂的应用里面，修改同一数据的地方可能很多，每个地方直接修改，会造成数据状态不可维护。

Redux引入了action的概念，每个要改变数据状态的行为，都定义成一个action对象，用一个type来标志是什么行为，行为附带的数据，也都直接放在action对象，比如一个用户输入的行为：

{
    type: 'INPUT_TEXT',
    text: '今天下午6点活动碰头会议'
}

然后通过dispatch触发这个action，dispatch(action)

三、行为响应 - reducer

状态，action的概念了解了，当action触发的时候，肯定要修改state数据，在讲解action的时候有说过，不能直接修改state，我们需要定义一个reducer来修改数据，这个reducer就是一个行为响应函数，他接收当前state，和对应的action对象，根据不同的action，做相应的逻辑判断和数据处理，然后返回一个新的state。

注意，一定是返回一个新的state，不能直接修改参数传入的原state，这是redux的原则之一，后面会讲到。

function reducer ( state = [], action ) {
    switch ( action.type ) {
        case 'INPUT_TEXT':
            return [...state, {text: action.text, id: Math.random() }]
        default:
            return state;
    }
}

四、数据监听 - subscribe

数据的更新已经在reducer中完成了，在一些响应式的web应用中，我们往往需要监听数据状态的变化，这个时候就可以用subscribe了

redux内部保存一个监听队列，listeners，可以调用subscribe来往listeners里面增加新的监听函数，每次reducer修改完state之后，会逐个执行监听函数，而监听函数可以获取已经更新过的state数据了

listeners = [];
subscrible( listener ) {
    listeners.push( listener );
    return function () {
        let index = listeners.index( listener );
        listeners.splice( index, 1 );
    }
}
dispatch( action ) // 触发 action
reducer(state, action)

listeners.map( ( listener ) => {
    listener()
} )

Redux的几大原则

一、单一数据原则

整个应用的数据都在state，并且只有这一个state，这么做的目的是方便管理，整个应用的数据就这一份，调试方便，开发也方便，可以在开发的时候用本地的数据。而且开发同构应用也很方便，比如服务端渲染，把服务端的数据全部放在state，作为web端初始化时候的数据

二、state只读

state的数据对外只读，不能直接修改state，唯一可以修改的方式是触发action，然后通过reducer来处理。

因为所有的修改都被集中化处理，且严格按照一个接一个的顺序执行，因此不用担心竞态条件（race condition）的出现。 Action 就是普通对象而已，因此它们可以被日志打印、序列化、储存、后期调试或测试时回放出来。

三、使用纯函数

先说明下什么是纯函数，纯函数指的是函数内部不修改传入的参数，无副作用，在传参一定的情况下，返回的结果也是一定的。Redux中的Reducer需要设计成存函数，不能直接操作传入的state，需要把改变的数据以一个新的state方式返回。

Redux中的数据流

其实上面讲Redux基本概念的时候已经大概的说了下数据流向方式了，就是： view->action->reducer->state->view，用文字来表述就是，首先由于页面上的某些事件会触发action，通过dispatch(action)来实现，然后通过reducer处理，reducer(state, action)返回一个新的state，完成state的更新，当然对于响应式的应用，会触发listener()，在listener里面获取最新的state状态，完成对应视图(view)的更新。这就是整个redux中的数据流描述，如下图所示：

Redux的实现代码（非官方）

在对Redux的基本概念和几大原则熟悉了之后，可以实现一个自己的Redux了，当然我们一般都直接用官方的npm包，这里自己实现的比较简单，没有做什么入参验证，异常处理之类的，主要是加深下对Redux的理解。下面直接贴代码了，对应的概念都有注释。

// redux.js
// 创建state的函数
// 传入reducer 和初始化的state
function createStore( reducer, initState ) {
    let ref = {};
    let listeners = [];
    let currentState = initState;

    // dispath函数，用来触发action
    function dispatch ( action ) {
        // 触发的action，通过reducer处理
        currentState = reducer( currentState, action )

        // 处理完成后，通知listeners
        for ( let i in listeners ) {
            let listener = listener[ i ];
            listener();
        }
        return action;
    }

    // 返回当前的state
    function getState () {
        return currentState;
    }

    // 订阅state变化， 传入listener，返回取消订阅的function
    function subscribe ( listener ) {
        listeners.push( listener );
        return function () {
            let index = listeners.indexOf( listener );
            if ( index > -1 ) {
                listeners.splice( index, 1 );
            }
        }
    }
    
    ref = {
        dispatch: dispatch,
        subscribe: subscribe,
        getState: getState
    };
    return ref;
}

function combineReducers( reducers ) {
    return function ( state, action ) {
        let finalState = {};
        let hasChanged = false;
        for ( let key in reducers ) {
            let reducer = reducers[ key ]
            if ( typeof reducer === 'function' ) {
                let keyState = reducer( state && state[ key ], action );
                hasChanged = hasChanged || keyState !== state[ key ];
                finalState[ key ] = keyState;
            }
        }
        return hasChanged ? finalState : state;
    }
}

export { createStore, combineReducers }

是不是觉得怎么才这么点代码，就是这么点代码，而且还包含了一个combineReducers辅助函数，下面再贴一点使用示例代码

// reducer函数，用于处理action
function reducer( state = [], action ) {
    switch( action.type ) {
        case 'INPUT_TEXT':
            return [ ...state, { text: action.text, key: Math.random(), isDo: false }];
        case 'TOGGLE_TODO':
            return state.map( ( item ) => {
                if ( item.key === action.id ) {
                    return {...item, isDo: !item.isDo };
                }
            } );
        default:
            return state;
    }
}

let store = createStore( reducer );

// 在用户输入一条Todo时候
console.log(store.getState());
store.dispatch( { type: 'INPUT_TEXT', text: '这里是一条待办事项' } );
console.log(store.getState());

//在用户点击一条Todo Item的时候，切换完成状态
console.log(store.getState());
store.dispatch( { type: 'TOGGLE_TODO', id: item.key } )
console.log(store.getState());

Redux与React的结合应用示例

下面，利用Redux结合React开发一个简单的Todo工具，页面主要功能点

1、可以添加Todo事项

2、点击事项会切换事项的完成状态

3、可以切换展示全部/已完成/待完成事项

这个实例是基于react，react-redux完成的，项目搭建用的是create-react-app，利用react-redux提供的接口，将redux中的state和action集成到组件中，需要读者熟悉create-react-app的使用，以及react-redux的主要接口功能，以下贴出主要代码，感兴趣的同学可以自己搭建实现

首先定义好state数据结构和action以及对应的reducer

state包含两部分，一是todos，待办事项列表，二是showType，展示类型

action包含这么三种，一是添加新的Todo，二是切换事项完成状态，三是切换展示类型，分别定义好

actions.js

// actions.js
let nextTodoId = 0

export const addTodo = text => {
    return {
        type: 'ADD_TODO',
        id: nextTodoId++,
        text
    };
};

export const setShowType = showType => {
    return {
        type: "SET_SHOW_TYPE",
        showType
    };
};

export const toggleTodo = id => {
    return {
        type: 'TOGGLE_TODO',
        id
    };
};

reducers.js

const todos = ( state = [], action ) => {
    switch ( action.type ) {
        case 'ADD_TODO':
            return [
                ...state,
                {
                    id: action.id,
                    text: action.text,
                    isDo: false
                }
            ];
        case 'TOGGLE_TODO':
            return state.map( todo => {
                return todo.id === action.id ? {...todo, isDo: !todo.isDo } : todo;
            } );
        default:
            return state;
    }
}

const showType = ( state = 'SHOW_ALL', action ) => {
    switch ( action.type ) {
        case 'SET_SHOW_TYPE':
            return action.showType;
        default:
            return state;
    }
}

const todoList = combineReducers({
    todos,
    showType
})
export { todoList }

至此，数据状态redux部分算完成了，接下来实现对应的Component和入口文件了，准备分这么几个组件

1、待办事项Todo

2、输入框 AddTodo

3、待办事项列表TodoList

4、底部展示类型切换Tab

// component.js
import { connnect } from 'react-redux';
import { addTodo, setShowType, toggleTodo } from './actions'

const Todo = ( { onClick, completed, text } ) => (
    <li onClick={onClick} style={{ textDecoration: completed ? 'line-through' : 'none' }}>
        {text}
    </li>
)

const AddTodo = ( { dispatch } ) => {
    let input;
    return (
        <div>
            <form
                onSubmit={ e => {
                    e.preventDefault()
                    if ( !input.value.trim() ) {
                        return;
                    }
                    dispatch( addTodo( input.value ) )
                    input.value = ''
                }}
            >
                <input ref={ node => {input = node } } />
                <button type='submit'>Add Todo</button>
            </form>
        </div>
    )
}
AddTodo = connect()( AddTodo );

const TodoList =  ( { todos, onTodoClick } ) => {
    return (
        <ul>
            {todos.map( todo => (
                <Todo key={todo.id} {...todo} onClick={ () => onTodoClick( todo.id ) } />
            ) )}
        </ul>
    ) };
    
const getShowTodoList = ( todos, showType ) => {
    switch( showType ) {
        case 'SHOW_ISDO':
            return todos.filter( item => item.isDo );
        case 'SHOW_ACTIVE':
            return todos.filter( item => !item.isDo );
        case 'SHOW_ALL':
        default :
            return todos;
    }
}

const mapStateToProps = state => {
    return {
        todos: getShowTodoList ( state.todos, state.showType)
    };
};

const mapDispatchToProps = dispatch => {
    return {
        onTodoClick: id => {
            dispatch( toggleTodo( id ) );
        }
    };
}

const ShowTodoList = connect(
    mapStateToProps,
    mapDispatchToProps
)( TodoList );
   
 const Tab = () => (
    <p>
        Show: { ' ' }
        <FilterLink filter='SHOW_ALL'>ALL</FilterLink>
        { ', ' }
        <FilterLink filter='SHOW_ACTIVE'>ACTIVE</FilterLink>
        { ', ' }
        <FilterLink filter='SHOW_ISDO'>ISDO</FilterLink>
    </p>
)

export { AddTodo, ShowTodoList, Tab }

入口文件 index.js

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import { Provider } from 'react-redux';
import { createStore } from './redux';
import todoList from './reducers'
import {AddTodo, ShowTodoList, Tab } from './component'

let store = createStore( todoApp );

ReactDOM.render(
    <Provider store={store}>
        <div>
            <AddTodo />
            <ShowTodoList />
            <Tab />
        </div>
    </Provider>
    , document.getElementById('root'));

主要代码完成，npm start 运行，功能截图如下