【React的作弊模式】理解useReducer的优势和高级用法

或许你已经知道，“当多个state需要一起更新时，就应该考虑使用useReducer”；或许你也已经听说过，“使用useReducer能够提高应用的性能”。但是篇文章希望帮助你理解：为什么useReducer能提高代码的可读性和性能，以及如何在reducer中读取props的值。

由于useReducer造就的解耦模式以及高级用法，React团队的Dan Abramov将useReducer描述为"React的作弊模式"。

useReducer的优势

举一个例子：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const [step, setStep] = useState(1);

  useEffect(() => {
    const id = setInterval(() => {
      setCount(c => c + step); // 依赖其他state来更新
    }, 1000);
    return () => clearInterval(id);
    // 为了保证setCount中的step是最新的，
    // 我们还需要在deps数组中指定step
  }, [step]);

  return (
    <>
      <h1>{count}</h1>
      <input value={step} onChange={e => setStep(Number(e.target.value))} />
    </>
  );
}

这段代码能够正常工作，但是随着相互依赖的状态变多，setState中的逻辑会变得很复杂，useEffect的deps数组也会变得更复杂，降低可读性的同时，useEffect重新执行时机变得更加难以预料。

使用useReducer替代useState以后：

function Counter() {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
  const { count, step } = state;

  useEffect(() => {
    const id = setInterval(() => {
      dispatch({ type: 'tick' });
      }, 1000);
    return () => clearInterval(id);
  }, []); // deps数组不需要包含step

  return (
    <>
      <h1>{count}</h1>
      <input value={step} onChange={e => setStep(Number(e.target.value))} />
    </>
  )
}

现在组件只需要发出action，而无需知道如何更新状态。也就是将What to do与How to do解耦。彻底解耦的标志就是：useReducer总是返回相同的dispatch函数（发出action的渠道），不管reducer（状态更新的逻辑）如何变化。

这是useReducer的逆天之处之一，下面会详述

另一方面，step的更新不会造成useEffect的失效、重执行。因为现在useEffect依赖于dispatch，而不依赖于状态值（得益于上面的解耦模式）。这是一个重要的模式，能用来避免useEffect、useMemo、useCallback需要频繁重执行的问题。

以下是state的定义，其中reducer封装了“如何更新状态”的逻辑：

const initialState = {
  count: 0,
  step: 1,
};

function reducer(state, action) {
  const { count, step } = state;
  if (action.type === 'tick') {
    return { count: count + step, step };
  } else if (action.type === 'step') {
    return { count, step: action.step };
  } else {
    throw new Error();
  }
}

总结：

• 当状态更新逻辑比较复杂的时候，就应该考虑使用useReducer。因为：

  • reducer比setState更加擅长描述“如何更新状态”。比如，reducer能够读取相关的状态、同时更新多个状态。
  • 【组件负责发出action，reducer负责更新状态】的解耦模式，使得代码逻辑变得更加清晰，代码行为更加可预测(比如useEffect的更新时机更加稳定)。
  • 简单来记，就是每当编写setState(prevState => newState)的时候，就应该考虑是否值得将它换成useReducer。

• 通过传递useReducer的dispatch，可以减少状态值的传递。

  • useReducer总是返回相同的dispatch函数，这是彻底解耦的标志：状态更新逻辑可以任意变化，而发起actions的渠道始终不变
  • 得益于前面的解耦模式，useEffect函数体、callback function只需要使用dispatch来发出action，而无需直接依赖状态值。因此在useEffect、useCallback、useMemo的deps数组中无需包含状态值，也减少了它们更新的需要。不但能提高可读性，而且能提升性能（useCallback、useMemo的更新往往会造成子组件的刷新）。

高级用法：内联reducer

你可以将reducer声明在组件内部，从而能够通过闭包访问props、以及前面的hooks结果：

const initialState = {
  count: 0
};

function Counter() {
  const [step, setStep] = useState(1);

  console.log("before useReducer");
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
  console.log("after useReducer", state);

  function reducer(prevState, action) {
    // reducer will read the value from the latest render
    console.log("reducer", step);
    const { count: prevCount } = prevState;
    if (action.type === "add") {
      return { count: prevCount + step };
    } else if (action.type === "add-current-step") {
      return { count: prevCount + action.step };
    } else {
      throw new Error();
    }
  }

  return (
    <div>
      <h1>{state.count}</h1>
      <div>
        <button
          onClick={() => {
            // this two state updates will be batched
            console.log("before dispatch");
            dispatch({
              type: "add"
            });
            console.log("after dispatch");
            setStep((v) => v + 1);
          }}
        >
          add latest step
        </button>

        <button
          onClick={() => {
            // this two state updates will be batched
            console.log("before dispatch");
            dispatch({
              type: "add-current-step",
              step
            });
            console.log("after dispatch");
            setStep((v) => v + 1);
          }}
        >
          add current step
        </button>
      </div>
    </div>
  );
}

在线查看demo。在demo中可以对比“使用dispatch时的props”与“使用下次渲染的props”的区别。

这个能力可能会出乎很多人的意料。因为大部分人对reducer的触发时机的理解是错误的（包括以前的我）。我以前理解的触发时机是这样：

1. 某个button被用户点击，它的onClick被调用，其中执行了dispatch({type:'add'})，React框架安排一次更新
2. React框架处理刚才安排的更新，调用reducer(prevState, {type:'add'})，得到新的状态 （注意此时还没有发生重新渲染）
3. React框架用新的状态来重新渲染组件树，执行到Counter组件的useReducer时，返回上一步得到的新状态即可

但是实际上，React会在下次渲染的时候，会同步地调用reducer来处理队列中的action：

1. 某个button被用户点击，它的onClick被调用，其中执行了dispatch({type:'add'})，React框架安排一次更新
2. React框架处理刚才安排的更新，开始重渲染组件树 （注意此时还不知道最新的reducer状态）
3. React框架重新渲染组件树，执行到Counter组件的useReducer时，调用reducer(prevState, {type:'add'}) ，得到新的状态

重要的区别在于，reducer是在重新渲染的时候被调用的，它的闭包捕获到了下次渲染的闭包（包括props以及前面的hooks结果）。

如果按照上面的错误理解，reducer是在重新渲染之前被调用的，它的闭包捕获到上次渲染的props，那么点击“add latest step”按钮的结果应该是数字变成1。

事实上，上面的例子使用了console.log来打印执行顺序，会发现reducer会在新渲染执行useReducer的时候被同步执行的：

  console.log("before useReducer");
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
  console.log("after useReducer", state);

调用点击按钮以后的输出包括：

before useReducer
reducer 2
after useReducer {count: 2}

证明reducer确实被useReducer同步地调用来获取新的state。
并且，如果按照上面所说的错误理解，在reducer中打印的step值应该是1。但实际打印的是2（本次渲染的step值），而不是1（上一次渲染的step值），说明它拿到了最新的闭包值。

坑点

内联reducer的用法要小心地使用，否则很容易踩坑。比如，dispatch的action会一直在队列中等待，直到下次渲染的时候将它们全部释放，这可能会出乎你的意料：
https://github.com/facebook/r...

参考资料

• Decoupling Updates from Actions
• React团队的Dan Abramov将useReducer描述为"React的作弊模式"