帶着問題看redux源碼

前言

做爲前端狀態管理器，這個比較跨時代的工具庫redux有不少實現和思想值得咱們思考。在深刻源碼以前，咱們能夠相關注下一些常見問題，這樣帶着問題去看實現，也能更加清晰的瞭解。

常見問題

大概看了下主要有這麼幾個：

1. redux三大原則
   這個能夠直接參考官方文檔
2. redux 的優缺點。 關於優缺點，太主觀了你們見仁見智。
3. redux中間件相關，洋蔥模型是什麼，常見中間件。

背景

有關acton，reducer相關的部分能夠看我前面的文章。咱們主要關注針對store和中間件相關的部分來解讀。

store的建立

做爲維護和管理數據的部分，store在redux中的做用十分重要。在action發出指令，reduxer進行數據更新以後，監聽數據變化和同步數據更新的操做都要藉助store來實現。

createStore 輸入和輸出

首先看下createStore的使用,即常見的就是接受通過combineReducers處理以後的reducer和初始的state

import reducer from './reducers'
const store = createStore(reducer,initialState)

此外還能夠接受第三個參數enhancer(加強器,通常就是applyMiddleware)

/**
 * 建立管理state 樹的Redux store
 * 應用中只能存在一個store，爲了區分不一樣action對應的reducer，
 * 能夠經過combineReducers來關聯不一樣的reducer
 * @param {Function} reducer   combineReducers關聯以後的reducer
 * @param {Object} preloadedState 初始state
 * @param {Function} enhancer 能夠加強store功能的函數，例如中間件等。惟一適合
 * @returns 返回一個Store 以維護state和監聽變化  
 */
export default function createStore(reducer, preloadedState, enhancer) {
  // 若是第二個參數爲func，redux認爲忽略了初始state，而是
  if (typeof preloadedState === 'function' && typeof enhancer === 'undefined') {
    // enhancer加強劑，即利用中間件等來加強redux能力
    enhancer = preloadedState
    preloadedState = undefined
  }
  // 返回具備dispatch等屬性的對象 即store
  return {
    dispatch,
    subscribe,
    getState,
    replaceReducer,
    [$$observable]: observable
  }
 }

按照通常的執行順序，咱們先看下對於參數的處理(平時你們也是同樣，一個函數，執行以前儘可能判斷入參是否符合預期，避免直接處理形成的錯誤)

入參處理

對於三個參數，後兩個是非必填的，但若是第二個參數是function，reduxe認爲其實encher，否則初始狀態是個函數不符合redux的預期，只能這樣處理了。

// 若是第二個參數爲func，redux認爲忽略了初始state，而是
  if (typeof preloadedState === 'function' && typeof enhancer === 'undefined') {
    // enhancer加強劑，即利用中間件等來加強redux能力
    enhancer = preloadedState
    preloadedState = undefined
  }

  if (typeof enhancer !== 'undefined') {
    if (typeof enhancer !== 'function') {
      throw new Error('Expected the enhancer to be a function.')
    }
    // 對於存在的enhancer,高階函數函數的用法，
    // 接受createStore返回一個增長功能以後的函數，而後再傳入相關reducer獲得store。
    return enhancer(createStore)(reducer, preloadedState)
  }

  if (typeof reducer !== 'function') {
    throw new Error('Expected the reducer to be a function.')
  }
  // 一切符合預期，沒有 enhancer，那麼初始賦值
  let currentReducer = reducer
  let currentState = preloadedState
  let currentListeners = []
  // 監聽隊列
  let nextListeners = currentListeners
  // dispatch標識
  let isDispatching = false
  
  // 初始狀態更新以後，聲明init狀態完成。
  dispatch({ type: ActionTypes.INIT })

dispatch的實現

dispatch的做用就是根據action，執行對應reducer以更新state。並執行監聽隊列。
下面就來看dispatch的用法和實現。
常見使用：

// redux要求 參數必須爲純對象
dispatch({ type: ActionTypes.INIT })

那麼對於純對象，redux作了些什麼呢

/**
   * 通知方法，參數爲純的js對象，標明更新內容
   * @param {Object} action 
   */
  function dispatch(action) {
    // 是否知足純淨對象
    if (!isPlainObject(action)) {
      throw new Error(
        '省略'
      )
    }
    // 必須的type是否存在 
    if (typeof action.type === 'undefined') {
      throw new Error(
        '省略'
      )
    }
    // 判斷是否處於某個action的dispatch中，你們一塊兒dispatch可能死循環
    if (isDispatching) {
      throw new Error('Reducers may not dispatch actions.')
    }

    try {
      // 開始dispatch，加鎖，標明狀態
      isDispatching = true
      // 將當前狀態和更新action，傳給當前reducer處理
      // 這裏能夠回想下咱們reducer中的兩個參數，state和action 對應的是什麼
      /**
       * const todos = (state = [], action) => {
       */
      currentState = currentReducer(currentState, action)
    } finally {
      // 有異常，鎖置爲false，不影響別的dispatch
      isDispatching = false
    }
    // 執行dispatch，而且更新當前監聽隊列爲 最新隊列
    const listeners = (currentListeners = nextListeners)
    // 依次執行，監聽器
    for (let i = 0; i < listeners.length; i++) {
      const listener = listeners[i]
      listener()
    }

    return action
  }

createStore初始化完成以後會執行dispatch({ type: ActionTypes.INIT })，此時執行初始化操做。

咱們要關注下currentState的計算，
將currentState，action傳給reducer處理，而後更新currentState。

針對初始化來講currentState其實就是initState：

// 初始化狀態
let currentState = preloadedState
/****省略***/
// 這裏能夠回想下咱們reducer中的兩個參數，state和action對應的值
currentState = currentReducer(currentState, action)

reducer示例：

const todos = (state = [], action) => {
switch (action.type) {
    case 'ADD_TODO':
      return [
        ...state,
        {
          id: action.id,
          text: action.text,
          completed: false
        }
      ]
    }

getSate實現

getState就是得到store的state。這個比較簡單。當結合react-redux使用時，其會幫咱們進行操做。咱們就不用自行調用這個方法了，因此不要疑惑從哪裏獲取的state。

/**
   * 返回應用當前狀態
   * 不過須要看下當前是否有更新正在進行，是的話則提示
   */
  function getState() {
    // 判斷是否isDispatching 中
    if (isDispatching) {
      throw new Error('省略')
    }
    return currentState
  }

subscribe

subscribe是比較重要的一個方法，用來供咱們監聽狀態的變化，以執行相關操做。
例如react-redux中的handleChange 會對是否pure組件及state進行對比，以提高渲染效率。

示例：

this.unsubscribe = this.store.subscribe(this.handleChange.bind(this))

實現：
返回的是一個函數，能夠進行unsubscribe操做。

/** 
   * 訂閱通知
   */
  function subscribe(listener) {
    if (typeof listener !== 'function') {
      throw new Error('Expected the listener to be a function.')
    }

    if (isDispatching) {
      throw new Error(
        '省略'
      )
    }
    // 是否已經監聽過
    let isSubscribed = true
    // 監聽隊列是否相同，區分開，操做nextListeners
    ensureCanMutateNextListeners()
    // 新增監聽事件
    nextListeners.push(listener)

    return function unsubscribe() {
      if (!isSubscribed) {
        return
      }

      if (isDispatching) {
        throw new Error(
          '省略'
        )
      }
      // 註冊完成，能夠進行取消操做
      isSubscribed = false
      // 保持事件隊列 同步
      ensureCanMutateNextListeners()
      const index = nextListeners.indexOf(listener)
      // 刪除監聽事件
      nextListeners.splice(index, 1)
    }
  }

replaceReducer

這個開發比較少用，用於熱更新

// 用於reducer的熱替換，開發中通常不會直接使用
  function replaceReducer(nextReducer) {
    if (typeof nextReducer !== 'function') {
      throw new Error('Expected the nextReducer to be a function.')
    }

    currentReducer = nextReducer
    // 更新值以後，進行dispatch。
    dispatch({ type: ActionTypes.REPLACE })
  }

到這裏createStore已經解析完成了，你們應該瞭解該方法到底作了些什麼操做吧。
簡單歸納一下就是：接收reducer和initState，返回一個store 對象。該對象提供了監聽、分發等功能，以實現數據的更新。

實際使用中的問題

通過上面的解讀以後,對於redux的常規應用應該有所瞭解了。不過實際使用中可能會遇到些問題。
例如action要求是純對象，而咱們獲取數據通常是異步的，這就須要藉助redux-thunk這個中間件了。
actionCreater返回一個函數。以下：

export function func1() {
  return dispatch => {
      dispatch({
      type:'test',
      data:'a'
      })
  }
}

在瞭解如何實現以前，須要先看下redux中間件的原理。
由於reducer更多的關注的是數據的操做，對於一些公共的方法，須要抽離出來，不過這些方法在什麼時候使用呢，redux爲咱們提供了中間件來知足需求。

redux中間件原理

redux 借鑑了 Koa裏 middleware 的思想，即鼎鼎大名的洋蔥模型。

不過這裏請求對應的是dispatch的過程。

每次dispatch的過程當中，都要依次將中間件執行一遍。
遇到阻塞或者操做完成，執行下箇中間件，直到執行完成，以便咱們事先日誌，監控、異常上報等功能。
那麼redux 又是如何支持中間件的呢。這就離不開applyMiddleware了。
這裏前面的

applyMiddleware實現思路

實現思想比較簡單,經過科裏化和compose，爲符合規範的中間件分配訪問dispatch和store的途徑，以便在不一樣階段來自定義數據更新。
例如異步操做，返回的不是對象，那麼就執行返回的函數，而後調用下一個中間件。等異步請求結束，再次dispatch 對應的action。

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return createStore => (...args) => {
    const store = createStore(...args)
    let dispatch = () => {
      throw new Error(
        `Dispatching while constructing your middleware is not allowed. ` +
          `Other middleware would not be applied to this dispatch.`
      )
    }
    // 賦予每一箇中間件訪問store的能力。
    const middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      // 箭頭函數保存dispatch，保證其的同步更新
      dispatch: (...args) => dispatch(...args)
    }
    // 串聯中間件，並賦予每一箇中間件訪問dispatch的能力。
    const chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))
    // 關聯dispatch與中間件，組合調用以後獲得相似下面的新對象
    // dispatch = f1(f2(f3(store.dispatch))));
    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
    

    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}

這樣執行以後返回的，對象就是加強以後的store了。

compose的實現

redux中compose是柯里化函數的一個示例，目的是將函數串聯起來。

/**
 * 函數組合，科裏化的串聯
 */
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)))
}

結合redux-thunk示例

redux-thunk源碼，實現也很優雅，對於返回的function，將dispatch等參數傳遞進去，而後執行，等待回調異步完成再dispatch。對於正常對象則進行下一步。

function createThunkMiddleware(extraArgument) {
  return ({ dispatch, getState }) => next => action => {
    // 每次dispatch的時候都會進行判斷，若是是個函數，那就執行函數，再也不進行下一步吧，這樣就避免了，函數不知足action要求的問題
    if (typeof action === 'function') {
      return action(dispatch, getState, extraArgument);
    }

    return next(action);
  };
}

const thunk = createThunkMiddleware();
thunk.withExtraArgument = createThunkMiddleware;

export default thunk;

那麼實際使用時,在createStore時加入該中間件便可：

import { createStore, applyMiddleware } from 'redux'
import thunk from 'redux-thunk';
const store = createStore(
  reducer,
  applyMiddleware({
  ...middleware,
  thunk})
)

那麼到這裏對於redux的中間件 也就是問題2，我想你們也比較清楚了。
對於常見中間件能夠參考

結束語

參考文章

redux中文文檔
深刻React技術棧
加上重讀redux源碼一和帶着問題看 react-redux 源碼實現總算將redux及react-redux重讀了一遍。可能有人會說道這些源碼，看完也會忘，有這個必要嗎。我感受分狀況來看，若是咱們只是使用，那麼看官方文檔就能夠了，當遇到某些疑問好像找不到貼切解釋的時候，不放一看。 此外也是學習大佬們的設計思路和實現方式，有的放矢才能開卷有益。