【THE LAST TIME】从 Redux 源码中学习它的范式

THE LAST TIME

The last time, I have learned

【THE LAST TIME】 一直是我想写的一个系列，旨在厚积薄发，重温前端。

也是给自己的查缺补漏和技术分享。

笔者文章集合详见：

• GitHub 地址：Nealyang/personalBlog
• 公众号：全栈前端精选

TLT往期

• 彻底吃透 JavaScript 执行机制
• this：call、apply、bind
• 一文吃透所有JS原型相关知识点
• 深入浅出 JavaScript 模块化
• TypeScript进阶 之 重难点梳理

前言

范式概念是库恩范式理论的核心，而范式从本质上讲是一种理论体系。库恩指出：按既定的用法，范式就是一种公认的模型或模式。

而学习 Redux，也并非它的源码有多么复杂，而是他状态管理的思想，着实值得我们学习。

讲真，标题真的是不好取，因为本文是我写的 redux 的下一篇。两篇凑到一起，才是完整的 Redux。

上篇：从 Redux 设计理念到源码分析

本文续上篇，接着看 combineReducers、applyMiddleware和 compose 的设计与源码实现

至于手写，其实也是非常简单，说白了，去掉源码中严谨的校验，就是市面上手写了。当然，本文，我也尽量以手写演进的形式，去展开剩下几个 api 的写法介绍。

combineReducers

从上一篇中我们知道，newState 是在 dispatch 的函数中，通过 currentReducer(currentState,action)拿到的。所以 state 的最终组织的样子，完全的依赖于我们传入的 reducer。而随着应用的不断扩大，state 愈发复杂，redux 就想到了分而治之(我寄几想的词儿)。虽然最终还是一个根，但是每一个枝放到不同的文件 or func 中处理，然后再来组织合并。（模块化有么有）

combineReducers 并不是 redux 的核心，或者说这是一个辅助函数而已。但是我个人还是喜欢这个功能的。它的作用就是把一个由多个不同 reducer 函数作为 value 的 object，合并成一个最终的 reducer 函数。

进化过程

比如我们现在需要管理这么一个"庞大"的 state：

let state={
    name:'Nealyang',
    baseInfo:{
        age:'25',
        gender:'man'
    },
    other:{
        github:'https://github.com/Nealyang',
        WeChatOfficialAccount:'全栈前端精选'
    }
}

因为太庞大了，写到一个 reducer 里面去维护太难了。所以我拆分成三个 reducer。

function nameReducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case "UPDATE":
      return action.name;
    default:
      return state;
  }
}

function baseInfoReducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case "UPDATE_AGE":
      return {
        ...state,
        age: action.age,
      };
    case "UPDATE_GENDER":
      return {
        ...state,
        age: action.gender,
      };

    default:
      return state;
  }
}


function otherReducer(state,action){...}

为了他这个组成一个我们上文看到的 reducer，我们需要搞个这个函数

const reducer = combineReducers({
  name:nameReducer,
  baseInfo:baseInfoReducer,
  other:otherReducer
})

所以，我们现在自己写一个 combineReducers

function combineReducers(reducers){
    const reducerKeys = Object.keys(reducers);

    return function (state={},action){
        const nextState = {};

        for(let i = 0,keyLen = reducerKeys.length;i<keyLen;i++){
            // 拿出 reducers 的 key，也就是 name、baseInfo、other
            const key = reducerKeys[i];
            // 拿出如上的对应的 reducer： nameReducer、baseInfoReducer、otherReducer
            const reducer = reducers[key];
            // 去除需要传递给对应 reducer 的初始 state
            const preStateKey = state[key];
            // 拿到对应 reducer 处理后的 state
            const nextStateKey = reducer(preStateKey,action);
            // 赋值给新 state 的对应的 key 下面
            nextState[key] = nextStateKey;
        }
        return nextState;
    }
}

基本如上，我们就完事了。

关于 reducer 更多的组合、拆分、使用的，可以参照我 github 开源的前后端博客的 Demo：React-Express-Blog-Demo

源码

export type Reducer<S = any, A extends Action = AnyAction> = (
  state: S | undefined,
  action: A
) => S

export type ReducersMapObject<S = any, A extends Action = Action> = {
  [K in keyof S]: Reducer<S[K], A>
}

定义了一个需要传递给 combineReducers 函数的参数类型。也就是我们上面的

{
  name:nameReducer,
  baseInfo:baseInfoReducer,
  other:otherReducer
}

其实就是变了一个 state 的 key，然后 key 对应的值是这个 Reducer，这个 Reducer 的 state 是前面取出这个 key 的state 下的值。

export default function combineReducers(reducers: ReducersMapObject) {
  //获取所有的 key，也就是未来 state 的 key，同时也是此时 reducer 对应的 key
  const reducerKeys = Object.keys(reducers)
  // 过滤一遍 reducers 对应的 reducer 确保 kv 格式么有什么毛病
  const finalReducers: ReducersMapObject = {}
  for (let i = 0; i < reducerKeys.length; i++) {
    const key = reducerKeys[i]
    
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (typeof reducers[key] === 'undefined') {
        warning(`No reducer provided for key "${key}"`)
      }
    }

    if (typeof reducers[key] === 'function') {
      finalReducers[key] = reducers[key]
    }
  }
  // 再次拿到确切的 keyArray
  const finalReducerKeys = Object.keys(finalReducers)

  // This is used to make sure we don't warn about the same
  // keys multiple times.
  let unexpectedKeyCache: { [key: string]: true }
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    unexpectedKeyCache = {}
  }

  let shapeAssertionError: Error
  try {
    // 校验自定义的 reducer 一些基本的写法
    assertReducerShape(finalReducers)
  } catch (e) {
    shapeAssertionError = e
  }
  // 重点是这个函数
  return function combination(
    state: StateFromReducersMapObject<typeof reducers> = {},
    action: AnyAction
  ) {
    if (shapeAssertionError) {
      throw shapeAssertionError
    }

    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      const warningMessage = getUnexpectedStateShapeWarningMessage(
        state,
        finalReducers,
        action,
        unexpectedKeyCache
      )
      if (warningMessage) {
        warning(warningMessage)
      }
    }
    
    let hasChanged = false
    const nextState: StateFromReducersMapObject<typeof reducers> = {}
    for (let i = 0; i < finalReducerKeys.length; i++) {
      const key = finalReducerKeys[i]
      const reducer = finalReducers[key]
      const previousStateForKey = state[key]
      const nextStateForKey = reducer(previousStateForKey, action)
      // 上面的部分都是我们之前手写内容，nextStateForKey 是返回的一个newState，判断不能为 undefined
      if (typeof nextStateForKey === 'undefined') {
        const errorMessage = getUndefinedStateErrorMessage(key, action)
        throw new Error(errorMessage)
      }
      nextState[key] = nextStateForKey
      // 判断是否改变，这里其实我还是很疑惑
      // 理论上，reducer 后的 newState 无论怎么样，都不会等于 preState 的
      hasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey
    }
    hasChanged =
      hasChanged || finalReducerKeys.length !== Object.keys(state).length
    return hasChanged ? nextState : state
  }
}

combineReducers 代码其实非常简单，核心代码也就是我们上面缩写的那样。但是我是真的喜欢这个功能。

applyMiddleware

说 applyMiddleware 这个方法，其实不得不说，redux 中的 Middleware。中间件的概念不是 redux 独有的。Express、Koa等框架，也都有这个概念。只是为解决不同的问题而存在罢了。

Redux 的 Middleware 说白了就是对 dispatch 的扩展，或者说重写，增强 dispatch 的功能！ 一般我们常用的可以记录日志、错误采集、异步调用等。

其实关于Redux 的 Middleware， 我觉得中文文档说的就已经非常棒了，这里我简单介绍下。感兴趣的可以查看详细的介绍：Redux 中文文档

Middleware 演化过程

记录日志的功能增强

• 需求：在每次修改 state 的时候，记录下来 修改前的 state ，为什么修改了，以及修改后的 state。
• Action：每次修改都是 dispatch 发起的，所以这里我只要在 dispatch 加一层处理就一劳永逸了。

const store = createStore(reducer);
const next = store.dispatch;

/*重写了store.dispatch*/
store.dispatch = (action) => {
  console.log('this state', store.getState());
  console.log('action', action);
  next(action);
  console.log('next state', store.getState());
}

如上，在我们每一次修改 dispatch 的时候都可以记录下来日志。因为我们是重写了 dispatch 不是。

增加个错误监控的增强

const store = createStore(reducer);
const next = store.dispatch;

store.dispatch = (action) => {
  try {
    next(action);
  } catch (err) {
    console.error('错误报告: ', err)
  }
}

所以如上，我们也完成了这个需求。

但是，回头看看，这两个需求如何才能够同时实现，并且能够很好地解耦呢？

想一想，既然我们是增强 dispatch。那么是不是我们可以将 dispatch 作为形参传入到我们增强函数。

多文件增强

const exceptionMiddleware = (next) => (action) => {
  try {
    /*loggerMiddleware(action);*/
    next(action);
  } catch (err) {
    console.error('错误报告: ', err)
  } 
}
/*loggerMiddleware 变成参数传进去*/
store.dispatch = exceptionMiddleware(loggerMiddleware);

// 这里额 next 就是最纯的 store.dispatch 了
const loggerMiddleware = (next) => (action) => {
  console.log('this state', store.getState());
  console.log('action', action);
  next(action);
  console.log('next state', store.getState());
}

所以最终使用的时候就如下了

const store = createStore(reducer);
const next = store.dispatch;

const loggerMiddleware = (next) => (action) => {
  console.log('this state', store.getState());
  console.log('action', action);
  next(action);
  console.log('next state', store.getState());
}

const exceptionMiddleware = (next) => (action) => {
  try {
    next(action);
  } catch (err) {
    console.error('错误报告: ', err)
  }
}

store.dispatch = exceptionMiddleware(loggerMiddleware(next));

但是如上的代码，我们又不能将 Middleware 独立到文件里面去，因为依赖外部的 store。所以我们再把 store 传入进去！

const store = createStore(reducer);
const next  = store.dispatch;

const loggerMiddleware = (store) => (next) => (action) => {
  console.log('this state', store.getState());
  console.log('action', action);
  next(action);
  console.log('next state', store.getState());
}

const exceptionMiddleware = (store) => (next) => (action) => {
  try {
    next(action);
  } catch (err) {
    console.error('错误报告: ', err)
  }
}

const logger = loggerMiddleware(store);
const exception = exceptionMiddleware(store);
store.dispatch = exception(logger(next));

以上其实就是我们写的一个 Middleware，理论上，这么写已经可以满足了。但是！是不是有点不美观呢？且阅读起来非常的不直观呢？

如果我需要在增加个中间件，调用就成为了

store.dispatch = exception(time(logger(action(xxxMid(next)))))

这也就是 applyMiddleware 的作用所在了。

我们只需要知道有多少个中间件，然后在内部顺序调用就可以了不是

const newCreateStore = applyMiddleware(exceptionMiddleware, timeMiddleware, loggerMiddleware)(createStore);
const store = newCreateStore(reducer)

手写 applyMiddleware

const applyMiddleware = function (...middlewares) {
  // 重写createStore 方法，其实就是返回一个带有增强版（应用了 Middleware ）的 dispatch 的 store
  return function rewriteCreateStoreFunc(oldCreateStore) {
  // 返回一个 createStore 供外部调用
    return function newCreateStore(reducer, initState) {
      // 把原版的 store 先取出来
      const store = oldCreateStore(reducer, initState);
      // const chain = [exception, time, logger] 注意这里已经传给 Middleware store 了，有了第一次调用
      const chain = middlewares.map(middleware => middleware(store));
      // 取出原先的 dispatch
      let dispatch = store.dispatch;
      // 中间件调用时←，但是数组是→。所以 reverse。然后在传入 dispatch 进行第二次调用。最后一个就是 dispatch func 了（回忆 Middleware 是不是三个括号~~~）
      chain.reverse().map(middleware => {
        dispatch = middleware(dispatch);
      });
      store.dispatch = dispatch;
      return store;
    }
  }
}

解释全在代码上了

其实源码里面也是这么个逻辑，但是源码实现更加的优雅。他利用了函数式编程的 compose 方法。在看 applyMiddleware 的源码之前呢，先介绍下 compose 的方法吧。

compose

其实 compose 函数做的事就是把 var a = fn1(fn2(fn3(fn4(x)))) 这种嵌套的调用方式改成 var a = compose(fn1,fn2,fn3,fn4)(x) 的方式调用。

compose的运行结果是一个函数，调用这个函数所传递的参数将会作为compose最后一个参数的参数，从而像'洋葱圈'似的，由内向外，逐步调用。

export default function compose(...funcs: Function[]) {
  if (funcs.length === 0) {
    // infer the argument type so it is usable in inference down the line
    return <T>(arg: T) => arg
  }

  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }

  return funcs.reduce((a, b) => (...args: any) => a(b(...args)))
}

哦豁！有点蒙有么有~ 函数式编程就是烧脑?且直接。所以爱的人非常爱。

compose是函数式编程中常用的一种组合函数的方式。

方法很简单，传入的形参是 func[],如果只有一个，那么直接返回调用结果。如果是多个，则funcs.reduce((a, b) => (...args: any) => a(b(...args))).

我们直接啃最后一行吧

import {componse} from 'redux'
function add1(str) {
    return 1 + str;
}
function add2(str) {
    return 2 + str;
}
function add3(a, b) {
    return a + b;
}
let str = compose(add1,add2,add3)('x','y')
console.log(str)
//输出结果 '12xy'

dispatch = compose<typeof dispatch>(...chain)(store.dispatch) applyMiddleware 的源码最后一行是这个。其实即使我们上面手写的 reverse 部分。

reduce 是 es5 的数组方法了，对累加器和数组中的每个元素（从左到右）应用一个函数，将其减少为单个值。函数签名为：arr.reduce(callback[, initialValue])

所以如若我们这么看：

[func1,func2,func3].reduce(function(a,b){
  return function(...args){
    return a(b(...args))
  }
})

所以其实就非常好理解了，每一次 reduce 的时候，callback 的a，就是一个a(b(...args))的 function，当然，第一次是 a 是 func1。后面就是无限的叠罗汉了。最终拿到的是一个 func1(func2(func3(...args)))的 function。

总结

所以回头看看，redux 其实就这么些东西，第一篇算是 redux 的核心，关于状态管理的思想和方式。第二篇可以理解为 redux 的自带的一些小生态。全部的代码不过两三百行。但是这种状态管理的范式，还是非常指的我们再去思考、借鉴和学习的。

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