Redux 入门

作者: 6ed7563919d4 | 来源:发表于2016-07-09 14:31 被阅读2962次

    系列文章:

    1. Redux 入门(本文)
    2. Redux 进阶
    3. 番外篇: Vuex — The core of Vue application

    状态管理,第一次听到这个词要追溯到去年年底。那时,Flux 红透半边天,而 Reflux 也是风华正茂。然而,前一阵一直在忙其他的事,一直没时间学学这两个库,到现在 Redux 似乎又有一统天下的趋势。

    那就来看看,Redux 是凭借什么做到异军突起的。

    What's Redux

    Redux 是一个 JavaScript 应用状态管理的库,它帮助你编写行为一致,并易于测试的代码,而且它非常迷你,只有 2KB。

    Redux 有一点和别的前端库或框架不同,它不单单是一套类库,它更是一套方法论,告诉你如何去构建一个状态可预测的应用。

    Why using Redux

    随着单页应用变得越来越复杂,前端代码需要管理各种各样的状态,它可以是服务器的响应,也可能是前端界面的状态。当这个状态变得任意可变,那么你就可能在某个时间点失去对整个应用状态的控制。

    Redux 就是为了解决这个问题而诞生的。

    简短地说,Redux 为整个应用创建并管理一棵状态树,并通过限制更新发生的时间和方式,而使得整个应用状态的变化变得可以被预测。

    除此之外,Redux 有着一整套丰富的生态圈,包括教程、中间件、开发者工具及文档,这些都可以在官方文档中找到。

    How to use Redux

    三大原则

    在使用 Redux 之前,你必须要谨记它的三大原则:单一数据源、state 是只读的和使用纯函数执行修改。

    • 单一数据源

      整个应用的 state 都被储存在一棵树中,并且这棵状态树只存在于唯一一个 store 中。

      这使得来自服务端的 state 可以轻易地注入到客户端中;并且,由于是单一的 state 树,代码调试、以及“撤销/重做”这类功能的实现也变得轻而易举。

    • 只读的 state

      唯一改变 state 的方法就是触发 actionaction 是一个用于描述已发生事件的普通对象。

      这就表示无论是用户操作或是请求数据都不能直接修改 state,相反它们只能通过触发 action 来变更当前应用状态。其次,action 就是普通对象,因此它们可以被日志打印、序列化、储存,以及用于调试或测试的后期回放。

    • 使用纯函数执行修改

      为每个 action纯函数编写 reducer 来描述如何修改 state

      或许你是第一次听到纯函数这个概念,但它是函数话编程的基础。

      纯函数在维基百科上的解释简单来说是满足以下两项:

      1. 函数在有相同的输入值时,产生相同的输出
      2. 函数中不包含任何会产生副作用的语句

      在这里,reducer 要做到只要传入参数相同,返回计算得到的下一个 state 就一定相同。没有特殊情况、没有副作用,没有 API 请求、没有变量修改,只进行单纯执行计算。

    知道了三大原则之后,那就可以开始了解如何创建一个基于 Redux 的应用。

    Action

    就如之前提到的,action 是一个描述事件的简单对象,它是改变 storestate 的唯一方法,它通过 store.dispatch() 方法来将 action 传到 store 中。

    下面就是一个 action 的例子,它表示添加一个新的 todo 项。

    const ADD_TODO = 'ADD_TODO'
    // action
    {
      type: ADD_TODO,
      text: 'Build my first Redux app'
    }
    

    可以看到 action 就是一个简单的 JavaScript 对象。

    用一个字符串类型的 type 字段来表示将要执行的动作,type 最好用常量来定义,当应用扩大时,可以使用单独的模块来存放 action

    除了 type 字段外,action 对象的结构完全由你自己决定(也可以借鉴 flux-standard-action 来构建你的 action)。

    在现实场景中,action 所传递的值很少会是一个固定的值,都是动态产生的。所以,要为每个 action 创建它的工厂方法,工厂方法返回一个 action 对象。

    上面的那个例子就会变为:

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

    Action 的创建工厂可以是异步非纯函数。牵扯到异步的问题内容就比较多,放到下一篇再分享了。

    Reducer

    Action 只是一个描述事件的简单对象,并没有告诉应用该如何更新 state,而这正是 reducer 的工作。

    在 Redux 应用中,所有的 state 都被保存在一个单一对象中。所以,建议在写代码前先确定这个对象的结构。如何才能以最简的形式把应用的 state 用对象描述出来?

    在设计过程中,你会发现你有时需要在 state 中存储一些如 UI 的 state,尽量将应用数据和 UI state 分开存放。

    {
      todos: [
        {
          text: 'Consider using Redux',
          completed: true,
        },
        {
          text: 'Keep all state in a single tree',
          completed: false
        }
      ]
    }
    

    注意:在处理复杂应用时,建议尽可能地把 state 范式化,把所有数据放到一个对象里,每个数据以 ID 为主键,不同实体或列表间通过 ID 相互引用数据,这种方法在 normalizr 文档里有详细阐述。

    现在我们已经确定了 state 对象的结构,就可以开始开发 reducerreducer 是一个纯函数,它接收旧的 stateaction,返回新的 state,就像这样

    (previousState, action) => newState
    

    还记不记得三大原则

    没错,最后一点使用纯函数进行修改,所以,永远不要reducer 里做这些操作:

    • 修改传入的参数(即之前的 stateaction 对象)
    • 执行有副作用的操作,如 API 请求或路由跳转
    • 调用非纯函数,如 Date.now()Math.random()

    将这些铭记于心后,就能创建对应之前 actionreducer 了。

    const initialState = {
      todos: []
    }
    
    function todoApp(state = initialState, action) {
      switch (action.type) {
        case ADD_TODO:
          return {
            ...state,
            todos: [
              ...state.todos,
              {
                text: action.text,
                completed: false
              }
            ]
          }
        default:
          return state
      }
    }
    

    注意:

    1. 不要修改传入的 state,否则它就不是个纯函数
    2. 在遇到未知 action type 的时候,默认返回之前的 state

    这样一个 reducer 就创建好了,是不是很简单?多个 action 也是如此,我们再来添加一个

    case TOGGLE_TODO:
      return {
        ...state,
        todos: state.todos.map((todo, index) => {
          if (index === action.index) {
            return {
              ...todo,
              completed: !todo.completed
            } // 时刻谨记不要修改 state,保证 reducer 是纯函数
          }
          return todo
        })
      }
    

    从例子中可以发现,当对 state 的一部分进行操作时,不会影响 state 的其他部分,但仍需复制 state 树的其他部分。当项目的规模成长时,state 树的层次也会随之增长,对树深层节点的操作将会带来大量的复制。

    此时,我们就可以将这些相互独立的 reducer 拆分开来,我们之前的例子就可以改成这样(官网的例子更能体现这一点,为了缩减篇幅我这里省略了另一个 reducer)。

    // todos reducer
    function todos(state = [], action) {
      switch (action.type) {
        case ADD_TODO:
          return [
            ...state,
            {
              text: action.text,
              completed: false
            }
          ]
        case TOGGLE_TODO:
          return state.map((todo, index) => {
            if (index === action.index) {
              return {
                ...todo,
                completed: !todo.completed
              } // 时刻谨记不要修改 state,保证 reducer 是纯函数
            }
            return todo
          })
        default:
          return state
      }
    }
    
    // main reducer
    function todoApp(state = initialState, action) {
      switch (action.type) {
        case ADD_TODO:
        case TOGGLE_TODO:
          return {
            ...state,
            todos: todos(state.todos, action)
          }
       default:
          return state
      }
    }
    

    这就是所谓的 reducer 合成,它是开发 Redux 应用的基础。

    注意:每个 reducer 应当只负责管理全局 state 中它负责的一部分;并且,每个 reducerstate 参数分别对应它管理的那部分 state

    由于,每个 reducer 应当只负责管理全局 state 中它负责的一部分,那么上面的 main reducer 就能改为

    // main reducer
    function todoApp(state = initialState, action) {
      return {
        todos: todos(state.todos, action)
      }
    }
    

    最后,Redux 提供了 combineReducers() 工具类,它能帮我们减少很多重复的模板代码。

    combineReducers() 就像一个工厂,它根据传入对象的 key 来筛选出 state 中 key 所对应的值传给对应的 reducer,最终它返回一个符合规范的 reducer 函数。

    最终,我们的 main reducer 就变为

    // main reducer
    const todoApp = combineReducers({
      todos // 等价于 todos: todos(state.todos, action)
    })
    

    随着应用的膨胀,你可以将拆分后的 reducer 放到不同的文件中, 以保持其独立性。然后,你的代码就可以变成这样...

    import { combineReducers } from 'redux'
    import * as reducers from './reducers'
    
    const todoApp = combineReducers(reducers)
    
    export default todoApp
    

    Store

    Store 用来存放整个应用的 state,并将 actionreducer 联系起来。它主要有以下几个职能:

    • 存储整个应用的 state
    • 提供 getState() 方法获取 state
    • 提供 dispatch(action) 方法更新 state
    • 提供 subscribe(listener) 来注册、取消监听器

    根据已有的 reducer 来创建 store 非常容易,只需将 reducer 作为参数传递给 createStore() 方法。

    import { createStore } from 'redux'
    import todoApp from './reducers'
    let store = createStore(todoApp)
    

    这样,整个应用的 store 就创建完成了。虽然还没有界面,但我们已经可以测试数据处理逻辑了。

    import { addTodo, toggleTodo } from './actions'
    
    // 打印初始状态
    console.log(store.getState())
    
    // 注册监听器,在每次 state 更新时,打印日志
    const unsubscribe = store.subscribe(() =>
      console.log(store.getState())
    )
    
    // 发起 actions
    store.dispatch(addTodo('Learn about actions'))
    store.dispatch(addTodo('Learn about reducers'))
    store.dispatch(addTodo('Learn about store'))
    store.dispatch(actions.toggleTodo(0))
    store.dispatch(actions.toggleTodo(1))
    
    // 停止监听
    unsubscribe();
    

    运行代码,控制台中就能看到下面的输出。

    控制台输出

    Data flow

    时刻谨记一点:严格的单向数据流是 Redux 架构的设计核心

    也就是说,对 state 树的任何修改都该通过 action 发起,然后经过一系列 reducer 组合的处理,最后返回一个新的 state 对象。

    Take a try with Angular

    之前的举例已经将 redux 最基本的一套生命周期处理展示完毕了,但没有个界面显示总是不那么令人信服。Redux 官网的例子是将 Redux 同 React 一起使用,但如同一开始说的,Redux 更是一套方法论,它不单可以和 React 一同使用,也可以和 Angular 等其他框架一同使用。

    虽然,同官网用的是不同的框架,但概念是相通的。

    首先,页面都是由组件构成,组件又分为两大类:容器组件(Smart/Container Components)展示组件(Dumb/Presentational Components)

    容器组件 展示组件
    目的 数据处理,state 更新 界面展示
    受 redux 影响
    数据来源 store.subscribe() 组件属性传递
    修改数据 store.dispatch() 调用通过组件属性传递的方法

    简单来说,容器组件就是通过 store.subscribe() 这个方法监听 storestate 的变化,而展示组件,就是平常使用的普通的组件,只有一点需要注意的是,所有数据修改都是通过父组件中传递下来的 store.dispatch() 方法来修改。

    可以说,容器组件是整个界面显示的核心。

    // todos/index.js
    import angular from 'angular'
    import template from './todos.html'
    import controller from './todos'
    
    const todoContainer = {
        controller,
        template
    }
    
    export default angular.module('todoContainer', [])
        .component('todoContainer', todoContainer)
        .name
        
    // todos/todos.js
    import store from '../../store'
    import actions from '../../actions'
    
    export default class TodosContainController {
    
        $onInit() {
            // 注册监听器,在每次 state 更新时,更新页面绑定内容
            this.unsubscribe = store.subscribe(() => {
                    console.log(store.getState())
                    this.todos = store.getState().todos
            })
        }
    
        addTodoItem(text) {
            store.dispatch(actions.addTodo(text))
        }
    
        toggleTodoItem(index) {
            store.dispatch(actions.toggleTodo(index))
        }
    
        $onDistory() {
            // 销毁监听器
            this.unsubscribe()
        }
    }   
    
    // todos/todos.html
    <div>
        <add-todo add-todo-fn="$ctrl.addTodoItem(text)"></add-todo>
        <todo-list todo-list="$ctrl.todos" toggle-todo-fn="$ctrl.toggleTodoItem(index)"></todo-list>
    </div>
    

    Redux 官网并不建议直接这样使用 store.subscribe() 来监听数据的变化,而是调用 React Redux 库的 connect() 方法,因为 connect 方法做了许多性能上的优化。相对于 Angular,也有 ng-reduxng2-redux 提供了相同的方法。

    鉴于展示组件与 redux 并没有太大的相关,就不在这里赘述了,有兴趣可以去 github 上查看。

    至此,一个简单的基于 Angular 并运用 Redux 的 todo MVC 应用就完成了。

    最后

    如果你熟悉 Flux,那么这篇图文并茂的文章获取会对你有很大的帮助。

    如果你是和我一样直接接触 Redux,那官方文档是你的首选。

    当然,你一定得看看 Redux 作者 Dan Abramov 自己录制的视频,它会对你理解 Redux 有极大的帮助。

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