Redux初探与异步数据流

基本认知

先贴一张redux的基本结构图

原图来自《UNIDIRECTIONAL USER INTERFACE ARCHITECTURES》

在这张图中，我们可以很清晰的看到，view中产生action，通过store.dispatch(action)将action交由reducer处理，最终根据处理的结果更新view。
在这个过程中，action是简单对象，用于描述一个动作以及对应于该动作的数据。例如：

const ADD_TODO = 'ADD_TODO';

// action
{
	type: ADD_TODO,
	data: 'some data'
}  

而reducer则是纯函数，且是幂等的，即只要传入参数相同，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，单纯执行计算。

同步数据流

在拥有了以上基本认知之后，我们来看下redux到底是如何工作的。Talk is cheap, show me the code.

import React from 'react'  
import { createStore, bindActionCreators } from 'redux'
import { connect } from 'react-redux' 
import ReactDom from 'react-dom'
import { Provider } from 'react-redux'

function createAction() {
  return {
  	type: 'ADD_TODO',
  	data: 'some data'
  }
}  

class App extends React.Component {
	constructor() {
		super();
	}
	render() {
		return (
			<div style={{'200px', height:'200px',margin:'100px',border:'2px solid black'}}>
				<div onClick={this.props.actions.createAction.bind(this)}>
				  {"Click Me!"}
				</div>
			</div>
		);
	}
}

function mapStateToProps(state) {
  return {
    data: state
  }
}

function mapDispatchToProps(dispatch) {
  return {
    actions: bindActionCreators({createAction}, dispatch)
  }
}

var AppApp = connect(
  mapStateToProps,
  mapDispatchToProps
)(App);

function reducer(state, action) {
  console.log(action);
  return state;
}

var store = createStore(reducer);
ReactDom.render(
  <Provider store={store}>
    <AppApp />
  </Provider>,
  document.getElementById('container')
);

这是一个精简版本的redux demo，每点击一次“Click Me!”，控制台会打印一次action。

由于篇幅限制，以上代码未分模块

下面是截图：

控制台打印输出：

从上面代码中可以清晰的看出，当用户点击“Click Me!”的时候，会立即调用createAction产生一个action，之后redux获取这个action并调用store.dispatch将这个action丢给reducer进行处理，demo中的reducer仅仅打印了action。
数据从view中流出，经reducer处理后又回到了view。
至此，我们看到的一切都是跟上面的基本认知是一致的。

接下来说说异步数据流，这块也是困扰了我好久，直到最近才搞清楚内在原因。

Redux Middleware

redux为我们做了很多的事情，我们都可以不用通过显示的调用dispatch函数就将我们的action传递给reducer。这在前面的demo中就可以看到。但是至此，redux一直没有解决异步的问题。试想，如果我在页面输入一段内容，然后触发了一个搜索动作，此时需要向服务端请求数据并将返回的数据展示出来。这是一个很常见的功能，但是涉及到异步请求，刚刚的demo中的方法已经不再适用了。那么redux是如何解决异步问题的呢？

没错，就是引入middleware。middleware，顾名思义就是中间件。用过express的同学对中间件应该都很熟悉。其实在redux中，middleware并不仅仅用于解决异步的问题，它还可以做很多其他的事情，比如记录日志、错误报告、路由等等。

关于redux middleware的说明在官方文档中已经有了非常清晰的说明，中文版和英文版都有，这里就不在赘述，只摘录一句话，说明如下。

It provides a third-party extension point between dispatching an action, and the moment it reaches the reducer.

这里我想说下redux middleware的具体实现，我也正是从源代码中找到了困扰我的问题的原因。
先看applyMiddleware(...middlewares)的代码：

import compose from './compose'
export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return (createStore) => (reducer, initialState, enhancer) => {
    var store = createStore(reducer, initialState, enhancer)
    var dispatch = store.dispatch
    var chain = []
    var middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      dispatch: (action) => dispatch(action)
    }
    chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))
    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}  

代码很短，此处我们只关注最内层函数的实现。在创建了store以后，我们对传进来的每一个middleware进行如下处理：

	var middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      dispatch: (action) => dispatch(action)
    }
    chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))

处理后得到一个数组保存在chain中。之后将chain传给compose，并将store.dispatch传给返回的函数。那么在这里面做了什么呢？我们再看compose的实现：

export default function compose(...funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  } else {
    const last = funcs[funcs.length - 1]
    const rest = funcs.slice(0, -1)
    return (...args) => rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(...args))
  }
}

compose中的核心动作就是将传进来的所有函数倒序（reduceRight）进行如下处理：

(composed, f) => f(composed)

我们知道Array.prototype.reduceRight是从右向左累计计算的，会将上一次的计算结果作为本次计算的输入。再看看applyMiddleware中的调用代码：

dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)

compose函数最终返回的函数被作为了dispatch函数，结合官方文档和代码，不难得出，中间件的定义形式为：

function middleware({dispatch, getState}) {
	return function (next) {
		return function (action) {
			return next(action);
		}
	}
}

或  

middleware = (dispatch, getState) => next => action => {
	next(action);
}

也就是说，redux的中间件是一个函数，该函数接收dispatch和getState作为参数，返回一个以dispatch为参数的函数，这个函数的返回值是接收action为参数的函数（可以看做另一个dispatch函数）。在中间件链中，以dispatch为参数的函数的返回值将作为下一个中间件（准确的说应该是返回值）的参数，下一个中间件将它的返回值接着往下一个中间件传递，最终实现了store.dispatch在中间件间的传递。

看了中间件的文档和代码之后，我算是搞明白了中间件的原理。之前一直困扰我的问题现在看来其实是概念问题（此处不提也罢），中间件只关注dispatch函数的传递，至于在传递的过程中干了什么中间件并不关心。

下面看看通过中间件，我们如何实现异步调用。这里就不得不提redux-thunk中间件了。

redux-thunk

redux与redux-thunk是同一个作者。

我们知道，异步调用什么时候返回前端是无法控制的。对于redux这条严密的数据流来说，如何才能做到异步呢。redux-thunk的基本思想就是通过函数来封装异步请求，也就是说在actionCreater中返回一个函数，在这个函数中进行异步调用。我们已经知道，redux中间件只关注dispatch函数的传递，而且redux也不关心dispatch函数的返回值，所以只需要让redux认识这个函数就可以了。
看了一下redux-thunk的源码：

function createThunkMiddleware(extraArgument) {
  return ({ dispatch, getState }) => next => action => {
    if (typeof action === 'function') {
      return action(dispatch, getState, extraArgument);
    }
    return next(action);
  };
}
const thunk = createThunkMiddleware();
thunk.withExtraArgument = createThunkMiddleware;
export default thunk;

这段代码跟上面我们看到的中间件没有太大的差别，唯一一点就是对action做了一下如下判断：

	if (typeof action === 'function') {
      return action(dispatch, getState, extraArgument);
    }

也就是说，如果发现actionCreater传过来的action是一个函数的话，会执行一下这个函数，并以这个函数的返回值作为返回值。前面已经说过，redux对dispatch函数的返回值不是很关心，因此此处也就无所谓了。

这样的话，在我们的actionCreater中，我们就可以做任何的异步调用了，并且返回任何值也无所谓，所以我们可以使用promise了：

function actionCreate() {
	return function (dispatch, getState) {
		// 返回的函数体内自由实现。。。
		Ajax.fetch({xxx}).then(function (json) {
			dispatch(json);
		})
	}
}

通过redux-thunk，我们将异步的操作融合进了现有的数据流中。
最后还需要注意一点，由于中间件只关心dispatch的传递，并不限制你做其他的事情，因此我们最好将redux-thunk放到中间件列表的首位，防止其他中间件中返回异步请求。

小结

以上是最近一段时间学习和思考的总结。在这期间发现，学习新知识的基础是要把概念理解清楚，不能一味的看样例跑demo，不理解概念对demo也只是知其然不知其所以然，很容易陷入一些通过样例代码理解出来的错误的概念中，后面再纠正就需要花费很多时间和精力了！