一文带你看懂状态管理库Redux原理

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Redux目录

• • 1. 对 Redux 的理解，主要解决什么问题
  • 2. Redux 原理及工作流程
  • 3. Redux 中异步的请求怎么处理
  • 4. Redux 怎么实现属性传递，介绍下原理
  • 5. Redux 中间件是什么？接受几个参数？柯里化函数两端的参数具体是什么？
  • 6. Redux 请求中间件如何处理并发
  • 7. Redux 状态管理器和变量挂载到 window 中有什么区别
  • 8. mobox 和 redux 有什么区别？
  • 9. Redux 和 Vuex 有什么区别，它们的共同思想
  • 10. Redux 中间件是怎么拿到store 和 action? 然后怎么处理?
  • 11. Redux中的connect有什么作用

1. 对 Redux 的理解，主要解决什么问题

React是视图层框架。Redux是一个用来管理数据状态和UI状态的JavaScript应用工具。随着JavaScript单页应用（SPA）开发日趋复杂， JavaScript需要管理比任何时候都要多的state（状态）， Redux就是降低管理难度的。（Redux支持React、Angular、jQuery甚至纯JavaScript）。

在 React 中，UI 以组件的形式来搭建，组件之间可以嵌套组合。但 React 中组件间通信的数据流是单向的，顶层组件可以通过 props 属性向下层组件传递数据，而下层组件不能向上层组件传递数据，兄弟组件之间同样不能。这样简单的单向数据流支撑起了 React 中的数据可控性。

当项目越来越大的时候，管理数据的事件或回调函数将越来越多，也将越来越不好管理。管理不断变化的 state 非常困难。如果一个 model 的变化会引起另一个 model 变化，那么当 view 变化时，就可能引起对应 model 以及另一个 model 的变化，依次地，可能会引起另一个 view 的变化。直至你搞不清楚到底发生了什么。state 在什么时候，由于什么原因，如何变化已然不受控制。 当系统变得错综复杂的时候，想重现问题或者添加新功能就会变得举步维艰。如果这还不够糟糕，考虑一些来自前端开发领域的新需求，如更新调优、服务端渲染、路由跳转前请求数据等。state 的管理在大项目中相当复杂。

Redux 提供了一个叫 store 的统一仓储库，组件通过 dispatch 将 state 直接传入store，不用通过其他的组件。并且组件通过 subscribe 从 store获取到 state 的改变。使用了 Redux，所有的组件都可以从 store 中获取到所需的 state，他们也能从store 获取到 state 的改变。这比组件之间互相传递数据清晰明朗的多。

主要解决的问题：
单纯的Redux只是一个状态机，是没有UI呈现的，react- redux作用是将Redux的状态机和React的UI呈现绑定在一起，当你dispatch action改变state的时候，会自动更新页面。

2. Redux 原理及工作流程

（1）原理
Redux源码主要分为以下几个模块文件

• compose.js 提供从右到左进行函数式编程
• createStore.js 提供作为生成唯一store的函数
• combineReducers.js 提供合并多个reducer的函数，保证store的唯一性
• bindActionCreators.js 可以让开发者在不直接接触dispacth的前提下进行更改state的操作
• applyMiddleware.js 这个方法通过中间件来增强dispatch的功能

const actionTypes = {
    ADD: 'ADD',
    CHANGEINFO: 'CHANGEINFO',
}

const initState = {
    info: '初始化',
}

export default function initReducer(state=initState, action) {
    switch(action.type) {
        case actionTypes.CHANGEINFO:
            return {
                ...state,
                info: action.preload.info || '',
            }
        default:
            return { ...state };
    }
}

export default function createStore(reducer, initialState, middleFunc) {

    if (initialState && typeof initialState === 'function') {
        middleFunc = initialState;
        initialState = undefined;
    }

    let currentState = initialState;

    const listeners = [];

    if (middleFunc && typeof middleFunc === 'function') {
        // 封装dispatch 
        return middleFunc(createStore)(reducer, initialState);
    }

    const getState = () => {
        return currentState;
    }

    const dispatch = (action) => {
        currentState = reducer(currentState, action);

        listeners.forEach(listener => {
            listener();
        })
    }

    const subscribe = (listener) => {
        listeners.push(listener);
    }

    return {
        getState,
        dispatch,
        subscribe
    }
}

（2）工作流程

• const store= createStore（fn）生成数据;
• action: {type: Symble('action01), payload:‘payload’ }定义行为;
• dispatch发起action：store.dispatch(doSomething(‘action001’));
• reducer：处理action，返回新的state;

通俗点解释：

• 首先，用户（通过View）发出Action，发出方式就用到了dispatch方法
• 然后，Store自动调用Reducer，并且传入两个参数：当前State和收到的Action，Reducer会返回新的State
• State—旦有变化，Store就会调用监听函数，来更新View

以 store 为核心，可以把它看成数据存储中心，但是他要更改数据的时候不能直接修改，数据修改更新的角色由Reducers来担任，store只做存储，中间人，当Reducers的更新完成以后会通过store的订阅来通知react component，组件把新的状态重新获取渲染，组件中也能主动发送action，创建action后这个动作是不会执行的，所以要dispatch这个action，让store通过reducers去做更新React Component 就是react的每个组件。

3. Redux 中异步的请求怎么处理

可以在 componentDidmount 中直接进⾏请求⽆须借助redux。但是在⼀定规模的项⽬中,上述⽅法很难进⾏异步流的管理,通常情况下我们会借助redux的异步中间件进⾏异步处理。redux异步流中间件其实有很多，当下主流的异步中间件有两种redux-thunk、redux-saga。

（1）使用react-thunk中间件

redux-thunk优点:

• 体积⼩: redux-thunk的实现⽅式很简单,只有不到20⾏代码
• 使⽤简单: redux-thunk没有引⼊像redux-saga或者redux-observable额外的范式,上⼿简单

redux-thunk缺陷:

• 样板代码过多: 与redux本身⼀样,通常⼀个请求需要⼤量的代码,⽽且很多都是重复性质的
• 耦合严重: 异步操作与redux的action偶合在⼀起,不⽅便管理
• 功能孱弱: 有⼀些实际开发中常⽤的功能需要⾃⼰进⾏封装

使用步骤：

• 配置中间件，在store的创建中配置

import {createStore, applyMiddleware, compose} from 'redux';
import reducer from './reducer';
import thunk from 'redux-thunk'

// 设置调试工具
const composeEnhancers = window.__REDUX_DEVTOOLS_EXTENSION_COMPOSE__ ? window.__REDUX_DEVTOOLS_EXTENSION_COMPOSE__({}) : compose;
// 设置中间件
const enhancer = composeEnhancers(
  applyMiddleware(thunk)
);

const store = createStore(reducer, enhancer);

export default store;

• 添加一个返回函数的actionCreator，将异步请求逻辑放在里面

/**
  发送get请求，并生成相应action，更新store的函数
  @param url {string} 请求地址
  @param func {function} 真正需要生成的action对应的actionCreator
  @return {function} 
*/
// dispatch为自动接收的store.dispatch函数 
export const getHttpAction = (url, func) => (dispatch) => {
    axios.get(url).then(function(res){
        const action = func(res.data)
        dispatch(action)
    })
}

• 生成action，并发送action

componentDidMount(){
    var action = getHttpAction('/getData', getInitTodoItemAction)
    // 发送函数类型的action时，该action的函数体会自动执行
    store.dispatch(action)
}

（2）使用redux-saga中间件

redux-saga优点:

• 异步解耦: 异步操作被被转移到单独 saga.js 中，不再是掺杂在 action.js 或 component.js 中
• action摆脱thunk function: dispatch 的参数依然是⼀个纯粹的 action (FSA)，⽽不是充满 “⿊魔法” thunk function
• 异常处理: 受益于 generator function 的 saga 实现，代码异常/请求失败 都可以直接通过 try/catch 语法直接捕获处理
• 功能强⼤: redux-saga提供了⼤量的Saga 辅助函数和Effect 创建器供开发者使⽤,开发者⽆须封装或者简单封装即可使⽤
• 灵活: redux-saga可以将多个Saga可以串⾏/并⾏组合起来,形成⼀个⾮常实⽤的异步flow
• 易测试，提供了各种case的测试⽅案，包括mock task，分⽀覆盖等等

redux-saga缺陷:

• 额外的学习成本: redux-saga不仅在使⽤难以理解的 generator function,⽽且有数⼗个API,学习成本远超redux-thunk,最重要的是你的额外学习成本是只服务于这个库的,与redux-observable不同,redux-observable虽然也有额外学习成本但是背后是rxjs和⼀整套思想
• 体积庞⼤: 体积略⼤,代码近2000⾏，min版25KB左右
• 功能过剩: 实际上并发控制等功能很难⽤到,但是我们依然需要引⼊这些代码
• ts⽀持不友好: yield⽆法返回TS类型

redux-saga可以捕获action，然后执行一个函数，那么可以把异步代码放在这个函数中，使用步骤如下：

• 配置中间件

import {createStore, applyMiddleware, compose} from 'redux';
import reducer from './reducer';
import createSagaMiddleware from 'redux-saga'
import TodoListSaga from './sagas'

const composeEnhancers = window.__REDUX_DEVTOOLS_EXTENSION_COMPOSE__ ? window.__REDUX_DEVTOOLS_EXTENSION_COMPOSE__({}) : compose;
const sagaMiddleware = createSagaMiddleware()

const enhancer = composeEnhancers(
  applyMiddleware(sagaMiddleware)
);

const store = createStore(reducer, enhancer);
sagaMiddleware.run(TodoListSaga)

export default store;

• 将异步请求放在sagas.js中

import {takeEvery, put} from 'redux-saga/effects'
import {initTodoList} from './actionCreator'
import {GET_INIT_ITEM} from './actionTypes'
import axios from 'axios'

function* func(){
    try{
        // 可以获取异步返回数据
        const res = yield axios.get('/getData')
        const action = initTodoList(res.data)
        // 将action发送到reducer
        yield put(action)
    }catch(e){
        console.log('网络请求失败')
    }
}

function* mySaga(){
    // 自动捕获GET_INIT_ITEM类型的action，并执行func
    yield takeEvery(GET_INIT_ITEM, func)
}

export default mySaga

• 发送action

componentDidMount(){
  const action = getInitTodoItemAction()
  store.dispatch(action)
}

4. Redux 怎么实现属性传递，介绍下原理

react-redux 数据传输∶ view–>action–>reducer–>store–>view。看下点击事件的数据是如何通过redux传到view上：

• view 上的AddClick 事件通过mapDispatchToProps 把数据传到action —> click:()=>dispatch(ADD)
• action 的ADD 传到reducer上
• reducer传到store上 const store = createStore(reducer);
• store再通过 mapStateToProps 映射穿到view上text:State.text

代码示例∶

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import { createStore } from 'redux';
import { Provider, connect } from 'react-redux';
class App extends React.Component{
    render(){
        let { text, click, clickR } = this.props;
        return(
            <div>
                <div>数据:已有人{text}</div>
                <div onClick={click}>加人</div>
                <div onClick={clickR}>减人</div>
            </div>
        )
    }
}
const initialState = {
    text:5
}
const reducer = function(state,action){
    switch(action.type){
        case 'ADD':
            return {text:state.text+1}
        case 'REMOVE':
            return {text:state.text-1}
        default:
            return initialState;
    }
}

let ADD = {
    type:'ADD'
}
let Remove = {
    type:'REMOVE'
}

const store = createStore(reducer);

let mapStateToProps = function (state){
    return{
        text:state.text
    }
}

let mapDispatchToProps = function(dispatch){
    return{
        click:()=>dispatch(ADD),
        clickR:()=>dispatch(Remove)
    }
}

const App1 = connect(mapStateToProps,mapDispatchToProps)(App);

ReactDOM.render(
    <Provider store = {store}>
        <App1></App1>
    </Provider>,document.getElementById('root')
)

5. Redux 中间件是什么？接受几个参数？柯里化函数两端的参数具体是什么？

Redux 的中间件提供的是位于 action 被发起之后，到达 reducer 之前的扩展点，换而言之，原本 view -→> action -> reducer -> store 的数据流加上中间件后变成了 view -> action -> middleware -> reducer -> store ，在这一环节可以做一些"副作用"的操作，如异步请求、打印日志等。

applyMiddleware源码：

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
    return createStore => (...args) => {
        // 利用传入的createStore和reducer和创建一个store
        const store = createStore(...args)
        let dispatch = () => {
            throw new Error()
        }
        const middlewareAPI = {
            getState: store.getState,
            dispatch: (...args) => dispatch(...args)
        }
        // 让每个 middleware 带着 middlewareAPI 这个参数分别执行一遍
        const chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))
        // 接着 compose 将 chain 中的所有匿名函数，组装成一个新的函数，即新的 dispatch
        dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
        return {
            ...store,
            dispatch
        }
    }
}

从applyMiddleware中可以看出∶

• redux中间件接受一个对象作为参数，对象的参数上有两个字段 dispatch 和 getState，分别代表着 Redux Store 上的两个同名函数。
• 柯里化函数两端一个是 middewares，一个是store.dispatch

6. Redux 请求中间件如何处理并发

使用redux-Saga
redux-saga是一个管理redux应用异步操作的中间件，用于代替 redux-thunk 的。它通过创建 Sagas 将所有异步操作逻辑存放在一个地方进行集中处理，以此将react中的同步操作与异步操作区分开来，以便于后期的管理与维护。 redux-saga如何处理并发：

• takeEvery

可以让多个 saga 任务并行被 fork 执行。

import {
    fork,
    take
} from "redux-saga/effects"

const takeEvery = (pattern, saga, ...args) => fork(function*() {
    while (true) {
        const action = yield take(pattern)
        yield fork(saga, ...args.concat(action))
    }
})

• takeLatest

takeLatest 不允许多个 saga 任务并行地执行。一旦接收到新的发起的 action，它就会取消前面所有 fork 过的任务（如果这些任务还在执行的话）。
在处理 AJAX 请求的时候，如果只希望获取最后那个请求的响应， takeLatest 就会非常有用。

import {
    cancel,
    fork,
    take
} from "redux-saga/effects"

const takeLatest = (pattern, saga, ...args) => fork(function*() {
    let lastTask
    while (true) {
        const action = yield take(pattern)
        if (lastTask) {
            yield cancel(lastTask) // 如果任务已经结束，则 cancel 为空操作
        }
        lastTask = yield fork(saga, ...args.concat(action))
    }
})

7. Redux 状态管理器和变量挂载到 window 中有什么区别

两者都是存储数据以供后期使用。但是Redux状态更改可回溯——Time travel，数据多了的时候可以很清晰的知道改动在哪里发生，完整的提供了一套状态管理模式。

随着 JavaScript 单页应用开发日趋复杂，JavaScript 需要管理比任何时候都要多的 state （状态）。 这些 state 可能包括服务器响应、缓存数据、本地生成尚未持久化到服务器的数据，也包括 UI状态，如激活的路由，被选中的标签，是否显示加载动效或者分页器等等。

管理不断变化的 state 非常困难。如果一个 model 的变化会引起另一个 model 变化，那么当 view 变化时，就可能引起对应 model 以及另一个model 的变化，依次地，可能会引起另一个 view 的变化。直至你搞不清楚到底发生了什么。state 在什么时候，由于什么原因，如何变化已然不受控制。 当系统变得错综复杂的时候，想重现问题或者添加新功能就会变得举步维艰。
如果这还不够糟糕，考虑一些来自前端开发领域的新需求，如更新调优、服务端渲染、路由跳转前请求数据等等。前端开发者正在经受前所未有的复杂性，难道就这么放弃了吗?当然不是。

这里的复杂性很大程度上来自于：我们总是将两个难以理清的概念混淆在一起：变化和异步。 可以称它们为曼妥思和可乐。如果把二者分开，能做的很好，但混到一起，就变得一团糟。一些库如 React 视图在视图层禁止异步和直接操作 DOM来解决这个问题。美中不足的是，React 依旧把处理 state 中数据的问题留给了你。Redux就是为了帮你解决这个问题。

8. mobox 和 redux 有什么区别？

（1）共同点

• 为了解决状态管理混乱，无法有效同步的问题统一维护管理应用状态;
• 某一状态只有一个可信数据来源（通常命名为store，指状态容器）;
• 操作更新状态方式统一，并且可控（通常以action方式提供更新状态的途径）;
• 支持将store与React组件连接，如react-redux，mobx- react;

（2）区别
Redux更多的是遵循Flux模式的一种实现，是一个 JavaScript库，它关注点主要是以下几方面∶

• Action∶ 一个JavaScript对象，描述动作相关信息，主要包含type属性和payload属性∶

  o type∶ action 类型; o payload∶ 负载数据;
  

• Reducer∶ 定义应用状态如何响应不同动作（action），如何更新状态;

• Store∶ 管理action和reducer及其关系的对象，主要提供以下功能∶

  o 维护应用状态并支持访问状态(getState());
  o 支持监听action的分发，更新状态(dispatch(action)); 
  o 支持订阅store的变更(subscribe(listener));
  

• 异步流∶ 由于Redux所有对store状态的变更，都应该通过action触发，异步任务（通常都是业务或获取数据任务）也不例外，而为了不将业务或数据相关的任务混入React组件中，就需要使用其他框架配合管理异步任务流程，如redux-thunk，redux-saga等;

Mobx是一个透明函数响应式编程的状态管理库，它使得状态管理简单可伸缩∶

• Action∶定义改变状态的动作函数，包括如何变更状态;
• Store∶ 集中管理模块状态（State）和动作(action)
• Derivation（衍生）∶ 从应用状态中派生而出，且没有任何其他影响的数据

对比总结：

• redux将数据保存在单一的store中，mobx将数据保存在分散的多个store中
• redux使用plain object保存数据，需要手动处理变化后的操作;mobx适用observable保存数据，数据变化后自动处理响应的操作
• redux使用不可变状态，这意味着状态是只读的，不能直接去修改它，而是应该返回一个新的状态，同时使用纯函数;mobx中的状态是可变的，可以直接对其进行修改
• mobx相对来说比较简单，在其中有很多的抽象，mobx更多的使用面向对象的编程思维;redux会比较复杂，因为其中的函数式编程思想掌握起来不是那么容易，同时需要借助一系列的中间件来处理异步和副作用
• mobx中有更多的抽象和封装，调试会比较困难，同时结果也难以预测;而redux提供能够进行时间回溯的开发工具，同时其纯函数以及更少的抽象，让调试变得更加的容易

9. Redux 和 Vuex 有什么区别，它们的共同思想

（1）Redux 和 Vuex区别

• Vuex改进了Redux中的Action和Reducer函数，以mutations变化函数取代Reducer，无需switch，只需在对应的mutation函数里改变state值即可
• Vuex由于Vue自动重新渲染的特性，无需订阅重新渲染函数，只要生成新的State即可
• Vuex数据流的顺序是∶View调用store.commit提交对应的请求到Store中对应的mutation函数->store改变（vue检测到数据变化自动渲染）

通俗点理解就是，vuex 弱化 dispatch，通过commit进行 store状态的一次更变；取消了action概念，不必传入特定的 action形式进行指定变更；弱化reducer，基于commit参数直接对数据进行转变，使得框架更加简易;

（2）共同思想

• 单—的数据源
• 变化可以预测

本质上∶ redux与vuex都是对mvvm思想的服务，将数据从视图中抽离的一种方案。

10. Redux 中间件是怎么拿到store 和 action? 然后怎么处理?

redux中间件本质就是一个函数柯里化。redux applyMiddleware Api 源码中每个middleware 接受2个参数， Store 的getState 函数和dispatch 函数，分别获得store和action，最终返回一个函数。该函数会被传入 next 的下一个 middleware 的 dispatch 方法，并返回一个接收 action 的新函数，这个函数可以直接调用 next（action），或者在其他需要的时刻调用，甚至根本不去调用它。调用链中最后一个 middleware 会接受真实的 store的 dispatch 方法作为 next 参数，并借此结束调用链。所以，middleware 的函数签名是（{ getState，dispatch })=> next => action。

11. Redux中的connect有什么作用

connect负责连接React和Redux

（1）获取state

connect 通过 context获取 Provider 中的 store，通过 store.getState() 获取整个store tree 上所有state

（2）包装原组件

将state和action通过props的方式传入到原组件内部 wrapWithConnect 返回—个 ReactComponent 对 象 Connect，Connect 重 新 render 外部传入的原组件 WrappedComponent ，并把 connect 中传入的 mapStateToProps，mapDispatchToProps与组件上原有的 props合并后，通过属性的方式传给WrappedComponent

（3）监听store tree变化

connect缓存了store tree中state的状态，通过当前state状态 和变更前 state 状态进行比较，从而确定是否调用 this.setState()方法触发Connect及其子组件的重新渲染

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