理解redux

摘要：假如说是士兵的话那么就是将军，来管理士兵的状态。对于来说，也就是一个最外层的容器，全部作为该容器组件的类似于，这样一来发生变化，就会重新渲染整个页面，从而达到更新的效果。得益于，每次并不用更新整个树。规定，对外不暴露任何修改数据的接口。

以react来说，state可以包含内部的状态以及业务数据，对于一个复杂的应用来说，state非常难以管理，一个model的变化可能引起另一个model的变化...依次下去，造成了难以维护的情况，别人很难一下子摸透你的state到底是怎么变得？所以需要引入一个东西来做数据管理，使数据变化变得清晰，redux做的就是这件事情。假如说react是士兵的话那么redux就是将军，来管理士兵的状态。

Flux是facebook提出的一种架构思想，与react一样，强调的是单向数据流，由三大部分组成：

store来保存数据，一个数据对应一个store，每一个store有一个监听器

dispatcher，含有两个方法：

register，注册事件

dispatch，分发一个action使store变化

view，与flux搭配不仅仅是react还可以是vue等，为当前页面数据的一个展现，与数据保持一致

flux并不是一个mvc框架，flux没有明确的contoller，但是却有着一个controller-view，类似于mvvm中的vm（view=vm(model))。对于react来说，也就是一个最外层的容器，store全部作为该容器组件的state（类似于），这样一来state发生变化，就会重新渲染整个页面，从而达到更新view的效果。得益于virtual dom，每次并不用更新整个dom树。（每次触发重绘会先在内存中对新的dom树和老的dom树进行diff，把变化放入到patches中，最后统一更改）。

flux规定store，store对外不暴露任何修改数据的接口。

facebook提供的flux包基本只有一个dispatcher的实现，意味着我们需要为对每一个store进行一次定义并且创建一个dispatcher实例，需要register一次，dispatch时也需要区分不同的store（听着就麻烦）。基于flux思想的redux为我们做了简化。

redux提倡的是单一数据源，也就是一个应用就有一个store，包含着许多的reducer，reducer根据传入的action来决定怎么改变当前状态。关于redux，大家可以直接去看文档，说的很清楚详细，下面来看一下redux的源码：

index.js为redux的入口文件，暴露出来了redux所提供的API：

export {
  createStore,           // 创建store
  combineReducers,       // 合并reducer
  bindActionCreators,   
  applyMiddleware,
  compose
}

其中还有一个isCrushed函数，其作用就是做环境的检测，假如在非生产环境中使用了压缩的redux，则提出警告，判断方式也很简单：

isCrushed.name !== "isCrushed"  // 压缩后函数名字会变短

下面来一个一个的看redux暴露出API的实现：

compose源自于函数式编程，redux将其用于用于store的增强，将传入的函数从右到左的执行，避免了层层嵌套，举个例子：

const x = 10,
    add = x => x + 10,
    sub = x => x - 20,
    sup = x => x * 10;
// 原生方式嵌套实现
add(
    sup(
        sub(
            add(x)
        )
    )
);
// 利用compose改进
const fn = compose(add, sup, sub, add);
fn(x);

对比上面代码，利用compose会使代码变得清晰，compose就是函数式编程中的组合：

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))
        )
    );
};

redux强调的是单一数据源，把所有的state放入到一棵object tree中，这棵树只能唯一的存在于一个store中，也就是说redux强调整个应用只有一个store。store可以包含

该模块依赖了lodash的isPlainObject，该函数用来判断对象是否继承了自定义类，实现起来非常简单：

function isPlainObject(val) {
    // 非对象的情况直接返回false
    if (!isObjectLike(value) || baseGetTag(value) != "[object Object]") {
        return false
      }
      const proto = Object.getPrototypeOf(value)
      // 针对Object.create(null)创建出来的对象
      if (proto === null) {
        return true
      }
      const Ctor = hasOwnProperty.call(proto, "constructor") && proto.constructor
      // prototype.constructor === Object
      return typeof Ctor == "function" && Ctor instanceof Ctor &&
        funcToString.call(Ctor) == objectCtorString
}    

// 内部的action,用于reset
export const ActionTypes = {
  INIT: "@@redux/INIT"
};

/*
 * 创建store
 * reducer        reducer函数
 * preloadedState 初始状态
 * enhancer       增强函数,对createStoren能力进行增强,如devtools
 */
export default function createStore(reducer, preloadedState, enhancer) {
    // 参数修正
    if (typeof preloadedState === "function" && typeof enhancer === "undefined") {
        enhancer = preloadedState;
        preloadedState = undefined;
    }
    if (typeof enhancer !== "undefined") {
        if (typeof enhancer !== "function") {
            throw new Error("Expected the enhancer to be a function.");
        }
        // 返回已经增强后的store
        return enhancer(createStore)(reducer, preloadedState);
    }
    if (typeof reducer !== "function") {
        throw new Error("Expected the reducer to be a function.");
    }
    // 记录当前值
    let currentReducer = reducer;
    let currentState = preloadedState;
    // 监听store变化的监听器(一些回调函数)
    let currentListeners = [];
    let nextListeners = currentListeners;
    // 是否处于dispatch的过程中
    let isDispatching = false;

    /**** 看下面文字解释 ****/
    function ensureCanMutateNextListeners() {
        if (nextListeners === currentListeners) {
            nextListeners = currentListeners.slice();
        }
    }
    // 给store新增一个监听器
    function subscribe(listener) {
        if (typeof listener !== "function") {
            throw new Error("Expected listener to be a function.");
        }
        let isSubscribed = true;

        ensureCanMutateNextListeners();
        nextListeners.push(listener);
        // 返回一个卸载方法
        return function unsubscribe() {
            if (!isSubscribed) {
                return
            }
            isSubscribed = false;

            ensureCanMutateNextListeners();
            const index = nextListeners.index(listener);
            nextListeners.splice(index, 1);
        };
    }

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

    function dispatch(action) {
        // 一些类型检测
        if (!isPlainObject(action)) {
          throw new Error(
            "Actions must be plain objects. " +
            "Use custom middleware for async actions."
          )
        }
        if (typeof action.type === "undefined") {
              throw new Error(
                "Actions may not have an undefined "type" property. " +
                "Have you misspelled a constant?"
              )
        }

        if (isDispatching) {
              throw new Error("Reducers may not dispatch actions.")
        }

        try {
            isDispatching = true;
            // 根据recuder来更新当前状态
            currentState = currentReducer(currentState, action);
        } finally {
            isDispatching = false;
        }

        const listeners = currentListeners = nextListeners;
        
        // 发布事件
        for (let i = 0; i < listeners.length; i++) {
            const listener = listeners;
            listener();
        }
        return action;
    }
    // 更新当前reducer,重置store
    function replaceReducer(nextReducer) {
        if (typeof nextReducer !== "function") {
            throw new Error("Expected the nextReducer to be a function.");
        }

        currentReducer = nextReducer;
        dispatch({ type: ActionTypes.INIT });
    }

    // 初始化store
    dispatch({ type: ActionTypes.INIT });

    // 与Rxjs这种交互,根本看不懂--
    function observable() { ... }
    return {
        getState,
        subscribe,
        dispatch,
        replaceReducer,
        [$$observable]: observable
    };    
};

需要注意的有以下几点：

为什么需要两个数组来保存监听函数

观察源码可以发现，currentListeners与nextListeners存储的都是监听函数，这样做的目的是保证dispatch的过程不发生错误，加入使用一个队列的话，当执行过程中有监听函数被移除时，则会发生错误，如：当前监听函数队列为：[a, b, c]，当执行回调函数a后将其移除，则队列发生改变[b, c]，而利用for循环来执行回调，执行到i = 2时会抛出错误。

为什么不用forEach

forEach比for差在：

ie8不兼容forEach (ie8 is out)

forEach不能提前终止，但是在dispatch中无此问题

性能，这是forEach最大的问题，for要比forEach快的多的多（差不多一倍左右），查看v8代码也可以感觉出，forEach本质上做的还是for循环，每次loop进行一次判断和函数调用，自然速度会慢。

中间件，express与koa也就中间件，express中的中间件处理的请求到响应的这一过程，redux中的中间件处理的是从action发出到reducer接收到action这一过程，在这个过程中可以利用中间件进行写日志，处理异步操作等过程，作用就是来增强createStore，给其添加更多的功能。先来看下下面这个简化的例子：

const calc = (obj) => obj.value + 20;

// 简单的模拟下stroe
const obj = { calc };

// 加强fn函数
function applyMiddleware(fn, middlewares) {
    middlewares = middlewares.slice();
    middlewares.reverse();
    // 每次改变fn,一次扩展一个功能
    let { calc } = obj;
    middlewares.forEach(
        middleware => calc = middleware(obj)(calc)
    );
    return calc;
}

// arrow function is cool!!!
const logger = obj => next => num => {
    console.log(`num is ${num.value}`);
    let result = next(num);
    console.log(`finish calc, result is ${result}`);
    return result;
};

const check = obj => next => num => {
    console.log(`typeof num.value is ${typeof num.value}`);
    let result = next(num);
    return result;
};

const fn = applyMiddleware(obj, [check, logger]);

fn({ value: 50 });

在上面简单的例子中为calc做了两个功能扩展，执行起来就是一个高阶函数check->logger->calc，理解了这个再来看看redux的applyMiddleware的实现：

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
    // 利用闭包保存下来了middlewares
    return (createStore) => (reducer, preloadadState, enhancer) => {
        const store = createStore(reducer, preloadadState, enhancer);
        let dispatch = store.dispatch;
        let chain = [];

        // middleware不会改变store,利用闭包保存
        const middlewareAPI = {
            getState: store.getState,
            dispatch: (action) => dispatch(action)
        };

        // chain中的元素仍未函数
        // 接受的参数为`next`    =>     下一个中间件
        chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI)); 

        // 本身的dispatch放在最后执行
        // dispatch仍未函数,接受的参数为`action`
        // 返回的是一个高阶函数,需要注意的是中间件并不会改变原本的action
        // dispatch变成了一个升级版
        dispatch = compose(...chain)(store.dispatch);

        return {
            ...store,
            dispatch
        };                                                                                                                                                                                                                                     
    };
};

附一张图：

applyMiddleware代码虽少，但是却是最难理解的部分

redux-thunk是一个十分剪短有用的中间件，尤其是在异步应用中，利用redux-thunk可以使action变为一个函数，而不仅仅是一个对象，并且在该函数中仍然可以触发dispatch：

// 让action可以成为函数
function createThunkMiddleware(extraArgument) {
  return ({ dispatch, getState }) => next => action => {
    // action为函数类型,执行action,dispatch结束
    if (typeof action === "function") {
      return action(dispatch, getState, extraArgument);
    }

    return next(action);
  };
}

combineReducers用来合并多个reducer：

利用createStore文件中定义的ActionTypes来进行初始化state，也就是定义的reducer会在一开始执行一遍，而后对得到state进行检测，为undefined抛出异常，同时利用随机字符串测试，防止其处理type为@@redux/INIT而未处理default的情况。

将我们所写的reducer进行合并，返回一个函数，每次dispatch时，执行函数，遍历所有的reducer，计算出最终的state：

export default function combineReducers(reducers) {
    const reducerKeys = Object.keys(reducers)
    const finalReducers = {}     // 有效reducer集合
    // 验证reducer,必须是纯函数才有效
    for (let i = 0; i < reducerKeys.length; i++) {
        const key = reducerKeys[i]

        if (NODE_ENV !== "production") {
            if (typeof reducers[key] === "undefined") {
                warning(`No reducer provided for key "${key}"`)
            }
        }

        if (typeof reducers[key] === "function") {
            finalReducers[key] = reducers[key]
        }
    }
    const finalReducerKeys = Object.keys(finalReducers)

    let unexpectedKeyCache
    if (NODE_ENV !== "production") {
        unexpectedKeyCache = {}
    }

    let sanityError
    try {
        // 检测reducer
        assertReducerSanity(finalReducers)
    } catch (e) {
        sanityError = e
    }

    return function combination(state = {}, action) {
        if (sanityError) {
            throw sanityError
        }
        // getUnexpectedStateShapeWarningMessage
        // 检测state类型是否为0继承对象
        // 用于找出多余的redcuer并给出警告
        if (NODE_ENV !== "production") {
            const warningMessage = getUnexpectedStateShapeWarningMessage(state, finalReducers, action, unexpectedKeyCache)
            if (warningMessage) {
                warning(warningMessage)
            }
        }

        let hasChanged = false
        const nextState = {}
        // 每次发出一个action会遍历所有的reducer
        for (let i = 0; i < finalReducerKeys.length; i++) {
            const key = finalReducerKeys[i]
            // 保留之前的state与新生成的state做对比
            const reducer = finalReducers[key]
            const previousStateForKey = state[key]
            const next     StateForKey = reducer(previousStateForKey, action)
            // state为undefined抛出异常
            if (typeof nextStateForKey === "undefined") {
                const errorMessage = getUndefinedStateErrorMessage(key, action)
                throw new Error(errorMessage)
            }
            nextState[key] = nextStateForKey
            // 比较是否数据发生变化
            hasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey
        }
        // 未发生变化返回之前的数据
        return hasChanged ? nextState : state
    }
}

这个基本上的作用不大，唯一运用的情况就是将其作为props传入子组件，对于子组件来说可以全然不知redux的存在。如果利用UI库的组件来操作页面状态，bindActionCreators是一个很好的选择，实现很简单：

function bindActionCreator(actionCreator, dispatch) {
    return (...args) => dispatch(actionCreator(...args))
}

bindActionCreators仅仅是遍历所有的actions返回一个键值对。