Store Note

Redux 入门教程（一）：基本用法

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作者： 阮一峰 (opens new window)

日期： 2016年9月18日 (opens new window)

一年半前，我写了《React 入门实例教程》 (opens new window)，介绍了 React 的基本用法。

React 只是 DOM 的一个抽象层，并不是 Web 应用的完整解决方案。有两个方面，它没涉及。

  • 代码结构
  • 组件之间的通信

对于大型的复杂应用来说，这两方面恰恰是最关键的。因此，只用 React 没法写大型应用。

为了解决这个问题，2014年 Facebook 提出了 Flux (opens new window) 架构的概念，引发了很多的实现。2015年，Redux (opens new window) 出现，将 Flux 与函数式编程结合一起，很短时间内就成为了最热门的前端架构。

本文详细介绍 Redux 架构，由于内容较多，全文分成三个部分。今天是第一部分，介绍基本概念和用法。

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# 零、你可能不需要 Redux

首先明确一点，Redux 是一个有用的架构，但不是非用不可。事实上，大多数情况，你可以不用它，只用 React 就够了。

曾经有人说过这样一句话。

"如果你不知道是否需要 Redux，那就是不需要它。"

Redux 的创造者 Dan Abramov 又补充了一句。

"只有遇到 React 实在解决不了的问题，你才需要 Redux 。"

简单说，如果你的UI层非常简单，没有很多互动，Redux 就是不必要的，用了反而增加复杂性。

  • 用户的使用方式非常简单
  • 用户之间没有协作
  • 不需要与服务器大量交互，也没有使用 WebSocket
  • 视图层（View）只从单一来源获取数据

上面这些情况，都不需要使用 Redux。

  • 用户的使用方式复杂
  • 不同身份的用户有不同的使用方式（比如普通用户和管理员）
  • 多个用户之间可以协作
  • 与服务器大量交互，或者使用了WebSocket
  • View要从多个来源获取数据

上面这些情况才是 Redux 的适用场景：多交互、多数据源。

从组件角度看，如果你的应用有以下场景，可以考虑使用 Redux。

  • 某个组件的状态，需要共享
  • 某个状态需要在任何地方都可以拿到
  • 一个组件需要改变全局状态
  • 一个组件需要改变另一个组件的状态

发生上面情况时，如果不使用 Redux 或者其他状态管理工具，不按照一定规律处理状态的读写，代码很快就会变成一团乱麻。你需要一种机制，可以在同一个地方查询状态、改变状态、传播状态的变化。

总之，不要把 Redux 当作万灵丹，如果你的应用没那么复杂，就没必要用它。另一方面，Redux 只是 Web 架构的一种解决方案，也可以选择其他方案。

# 一、预备知识

阅读本文，你只需要懂 React。如果还懂 Flux，就更好了，会比较容易理解一些概念，但不是必需的。

Redux 有很好的文档 (opens new window)，还有配套的小视频（前30集 (opens new window)，后30集 (opens new window)）。你可以先阅读本文，再去官方材料详细研究。

我的目标是，提供一个简洁易懂的、全面的入门级参考文档。

# 二、设计思想

Redux 的设计思想很简单，就两句话。

（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。

请务必记住这两句话，下面就是详细解释。

# 三、基本概念和 API

# 3.1 Store

Store 就是保存数据的地方，你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，用来生成 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。

# 3.2 State

Store对象包含所有数据。如果想得到某个时点的数据，就要对 Store 生成快照。这种时点的数据集合，就叫做 State。

当前时刻的 State，可以通过store.getState()拿到。

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

const state = store.getState();

Redux 规定， 一个 State 对应一个 View。只要 State 相同，View 就相同。你知道 State，就知道 View 是什么样，反之亦然。

# 3.3 Action

State 的变化，会导致 View 的变化。但是，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 (opens new window)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。

# 3.4 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。

# 3.5 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'));

# 3.6 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。

为什么这个函数叫做 Reducer 呢？因为它可以作为数组的reduce方法的参数。请看下面的例子，一系列 Action 对象按照顺序作为一个数组。

const actions = [
  { type: 'ADD', payload: 0 },
  { type: 'ADD', payload: 1 },
  { type: 'ADD', payload: 2 }
];

const total = actions.reduce(reducer, 0); // 3

上面代码中，数组actions表示依次有三个 Action，分别是加0、加1和加2。数组的reduce方法接受 Reducer 函数作为参数，就可以直接得到最终的状态3。

# 3.7 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，请参考下面的写法。

// 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。你没法改变它，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。

# 3.8 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();

# 四、Store 的实现

上一节介绍了 Redux 涉及的基本概念，可以发现 Store 提供了三个方法。

  • 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 };
};

# 五、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。

请看下面的例子。

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。你只要定义各个子 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;
      },
      {} 
    );
  };
};

你可以把所有子 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)

# 六、工作流程

本节对 Redux 的工作流程，做一个梳理。

img

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);   
}

# 七、实例：计数器

下面我们来看一个最简单的实例。

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);

完整的代码请看这里 (opens new window)。

Redux 的基本用法就介绍到这里，下一次 (opens new window)介绍它的高级用法：中间件和异步操作。

（完）

文档信息

上次更新: 2021-02-11 15:06

二、中间件与异步操作