什么是 Redux

这里借用官方的一句描述： A Predictable State Container for JS Apps 。其本质就是一个状态管理的扩展包，由 Facebook于 2015 年提出并开源，类似 Vue 生态下的 vuex。它本身和 React 没有直接关系，只是在 React 生态的长期发展过程中，Redux 赢得了开发者的喜爱，并且和 React 师出同门，可能是最受欢迎的状态管理包。

解决什么问题

React 的推出大大提高了前端程序员的开发效率。其组件化的设计思想，高效的 JSX 语法，以及活跃的技术社区，迅速让 React 成为当年的前端热门框架。但是由于其本身只是采用虚拟 DOM 的方式来构建前端界面，所以对于企业级应用中组件之间如何交互，并没有提供一套完整的解决方案，其中最核心的两个问题是：

数据如何共享：比如全局应用状态，用户登陆信息等
模块如何通信：父子级组件，完全独立的多个组件之间

为了解决上述问题，Facebook 官方推出了 Redux，提供了一套标准且严格的状态管理方案，为企业级的应用开发注入了新的 Buff。

技术架构

在谈论 Redux 的技术架构前，我们需要先了解一些周边知识，方便我们对 Redux 的核心思想有更深一步的理解。

设计思想

响应式编程：Rx-Programming
- 面向数据流和变化传播的编程范式，旨在简化事件驱动应用的实现。响应式编程专注于如何创建依赖于变更的数据流并对变化做出响应。简单理解为：你给我一个变化，我做出一个反馈。
- 场景模拟：自然界就属于一个响应式编程方式的场景。
发布订阅模式：Pub-Sub（event-sourcing& CQRS）
- 通过将一个对象在全生命周期期间所参与的事件进行存储，方便回溯和审计。
- 命令查询职责分离
观察者模式：Observer-Pattern
- 当一个对象方式变化时，所有依赖它的对象都会发生变化。

设计架构

Redux 是基于单向数据流（one-way data flow）的，如下图所示：用户操作 View 层，会触发一个 Action，随后这个 Action 会更新 State（返回新的 State，而不是直接修改原先的 State），新的 State 会直接作用到 View 层，从而展示出来。

one-way-data-flow

为了实现上图的效果，结合 Redux，这里罗列了如下几个重要概念：

Store
- 全局唯一，是整个应用存放全部 State 的唯一地方；
- 将 Action 和 Reducer 进行关联
- 通过 subscribe 来订阅 State 发生变化时的回调
- 通过 unSubscribe 来取消订阅回调
Action
- 只描述要干什么事情，不描述如何干这件事情（更新 State ）
- 本质是一个包含 type 属性的 JS 对象
- 通过 store.dispatch 来进行发送
- 通过 ActionCreator 可以将多个 Action 合并到一起
State
- 数据 State，界面 State，应用 State
- 具有不变性，不能被修改，只能被更新
Reducer
- 纯函数，用于响应发送过来的 Action
- 接收两个参数，第一个是初始化时的 State，第二个是接收到的 Action
- 必须要有返回值（新的 State）
Selector
- 定义了一系列方便组件使用的扩展方法

如何使用

通过展示一个示例，我们将一个函数组件的功能改为使用 Redux 来实现

// src/Features/counter/Counter.js

import { useState } from "react";

function Counter() {
  const [counter, setCounter] = useState(0);

  return (
    <div>
      Value: {counter}
      <button onClick={() => setCounter(counter + 10)}>Withdrow</button>
      <button onClick={() => setCounter(counter - 10)}>Deposit</button>
    </div>
  );
}

export default Counter;

// src/App.js

import Counter from "./features/counter/Counter";
function App() {
  return (
    <div className="App">
      <Counter/>
    </div>
  );
}

export default App;

安装

# Redux + Plain JS template
npx create-react-app my-app --template redux

# Redux + TypeScript template
npx create-react-app my-app --template redux-typescript

# If you use npm:
npm install react-redux

# Or if you use Yarn:
yarn add react-redux

install devtools for dev 
npm install --save-dev redux-devtools

自定义 Reducer 包装类

// src/store/createReducer.js

const createReducer =
  (originalState, handlers) =>
  (state = originalState, action) => {
    if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(handlers, action.intent)) {
      return handlers[action.intent](state, action);
    }
    return state;
  };
export default createReducer;

自定义全局 Store 包装类

// src/store/Store.js

class Store {
  constructor(reducer) {
    this.reducer = reducer;
    this.subscribers = [];
    this.state = this.reducer(undefined, {});
  }
  
  unsubscribeAll = () => {
    this.subscribers = [];
  };

  subscribe = (subscriber) => {
    this.subscribers.push(subscriber);
    subscriber(this.state);

    const unsubscribe = () => {
      this.subscribers = this.subscribers.filter((item) => item !== subscriber);
    };
    return unsubscribe;
  };

  dispatch = (action) => {
    this.state = this.reducer(this.state, action);
    this.subscribers.forEach((subscriber) => {
      subscriber(this.state);
    });
  };

  getState = () => this.state;
}

export default Store;

定义模块 Reducer

// src/features/counter/CounterIntents.js

export const COUNTER_INCREMENT = Symbol("counter Deposit");
export const COUNTER_DECREMENT = Symbol("counter Withdrow");

// src/features/counter/CounterReducer.js

import { COUNTER_DECREMENT, COUNTER_INCREMENT } from "./CounterIntents";
import createReducer from "../../store/createReducer";

const getDefaultState = () => ({
  value: 100,
});

const increment = (state, { payload }) => ({
  ...state,
  value: state.value + payload,
});

const decrement = (state, { payload }) => ({
  ...state,
  value: state.value - payload,
});

const handlers = {
  [COUNTER_INCREMENT]: increment,
  [COUNTER_DECREMENT]: decrement,
};

const CounterReducer = createReducer(getDefaultState(), handlers);
export default CounterReducer;

定义模块 Dispatcher

// src/features/counter/createCounterDispatcher.js

import { COUNTER_DECREMENT, COUNTER_INCREMENT } from "./CounterIntents";

const createCounterDispatcher = (store) => ({
  increment: (payload) => {
    const intent = COUNTER_INCREMENT;
    store.dispatch({ intent, payload });
  },
  decrement: (payload) => {
    const intent = COUNTER_DECREMENT;
    store.dispatch({ intent, payload });
  },
});

export default createCounterDispatcher;

UI 界面构建

// src/features/counter/components/Counter.js

//定义函数组件
const Counter = (props) => {
  //函数参数解构
  const { value, increment, decrement } = { ...props };
  return (
    <div>
      Value: {value}
      <button onClick={increment.bind(this, 10)}>Deposit</button>
      <button onClick={decrement.bind(this, 5)}>Withdrow</button>
    </div>
  );
};

export default Counter;


// src/features/counter/CounterModule.js

import React from "react";
import { Provider } from "react-redux";
import Store from "../../store/Store";
import CounterReducer from "./CounterReducer";
import createCounterDispatcher from "./createCounterDispatcher";
import Counter from "./components/Counter";

// 定义类组件
class CounterModule extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);

    this.store = new Store(CounterReducer);
    this.dispatcher = createCounterDispatcher(this.store);
    this.unsubscribeFromStore = () => {
      this.store.unsubscribeAll();
    };
    this.store.subscribe(() => {
      this.setState(this.store.getState());
    });
  }

  render() {
    return (
      <Provider store={this.store}>
        <Counter
          value={this.store.getState().value}
          increment={this.dispatcher.increment}
          decrement={this.dispatcher.decrement}
        ></Counter>
      </Provider>
    );
  }
}

export default CounterModule;

自此，我们已经将一个简单的添加和删除通过 Redux 来实现了，我也是按照如下这个状态图来进行一步步改造的，可以将代码和动图结合多看几遍。

reduxdataflowdiagram

优缺点和适用场景

优点
- Predictable：可预测的（践行纯函数的思想，不变性）
- Centralized：将应用的状态进行集中化管理（发布-订阅模式）
- Debuggable：配合 Redux DevTools 进行高效调试数据状态
- Flexible：可与任何UI 层框架搭配使用
缺点（可能）
- 有一定的学习曲线，并不适合小型项目
- 存在大量模式代码
- 在观察者模式下，如果观察者和被观察者之间存在依赖，则有可能产生调用死循环
- 所有的状态都在内存维护，如果应用意外崩溃则会导致状态全部丢失了
- 参数传递有些麻烦，需要一层层传（感觉有点违背了 Pub - Sub 的本身思想，但是如果不这样做又会让整个项目太混乱难于维护）

适用场景：由于 Redux 具有严格的状态管理机制，所以当你对组件之间的维护感到吃力时，可以考虑使用 Redux；不要一上来就用，否则是给自己找麻烦。Redux 本身不直接修改状态，只是提供了一种更新状态的方案而已。

2024-09-16 13:10:44 #Redux