React 知识梳理（二）：实现自己的 redux

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写在前面的话（示例代码在这里）

推荐大家读一下胡子大哈老师的 《React.js 小书》

提起 Redux 我们想到最多的应该就是 React-redux 这个库，可是实际上 Redux 和 React-redux 并不是同一个东西, Redux 是一种架构模式，源于 Flux。具体介绍请看这里，或者这里，或者还有这里。 React-redux 是 Redux 思想与 React 结合的一种具体实现。
在我们使用 React 的时候，常常会遇到组件深层次嵌套且需要值传递的情况，如果使用 props 进行值的传递，显然是非常痛苦的。为了解决这个问题，React 为我们提供了原生的 context API，但我们用的最多的解决方案却是使用 React-redux 这个基于 context API 封装的库。
本文并不介绍 React-redux 的具体用法，而是通过一个小例子，来了解下什么是 redux。

好了，现在我们言归正传，来实现我们自己的 redux。

一、最初

首先，我们用 creat-react-app 来创建一个项目，删除 src 下冗余部分，只保留 index.js，并修改 index.html 的 DOM 结构：

# index.html
<div id="root">
  <div id="head"></div>
  <div id="body"></div>
</div>

我们在 index.js 中创建一个对象，用它来储存、管理我们整个应用的数据状态，并用渲染函数把数据渲染在页面：

const appState = {
  head: {
    text: '我是头部',
    color: 'red'
  },
  body: {
    text: '我是body',
    color: 'green'
  }
}

function renderHead (state){
  const head = document.getElementById('head')
  head.innerText = state.head.text;
  head.style.color = state.head.color;
}
function renderBody (state){
  const body = document.getElementById('body')
  body.innerText = state.body.text;
  body.style.color = state.body.color;
}
function renderApp (state){
  renderHead(state);
  renderBody(state);
}
renderApp(appState);

此时运行代码，打开页面，我们可以看到，在 head 中已经出现了红色字体的‘我是头部’，在 body 中出现了绿色字体的‘我是body’。

如果我们把 head 和 body 看作是 root 中的两个组件，那么我们已经实现了一个全局唯一的 state 。这个 state 是全局共享的，随处可调用的。
我们可以修改 head 的渲染函数，来看下效果：

function renderHead (state){
  const head = document.getElementById('head')
  head.innerText = state.head.text + '--' + state.body.text;
  head.style.color = state.head.color;
  state.body.text = '我是经过 head 修改后的 body';
}

我们看到，在 head 渲染函数中，我们不仅可以取用 body 属性的值，还可以改变他的值。这样就存在一个严重的问题，因为 state 是全局共用的，一旦在一个地方改变了 state 的值，那么，所有用到这个值的组件都将受到影响，而且这个改变是不可预期的，显然给我们的代码调试增加了难度系数，这样的结果是我们不愿意看到的！

二、dispatch

现在看来，在我们面前出现了一个矛盾：我们需要数据共享，但共享数据被任意的修改又会造成不可预期的问题！
为了解决这个矛盾，我们需要一个管家，专门来管理共享数据的状态，任何对共享数据的操作都要通过他来完成，这样，就避免了随意修改共享数据带来的不可预期的危害！
我们重新定义一个函数，用这个函数充当我们的管家，来对我们的共享数据进行管理：

function dispatch(state, action) {
  switch (action.type) {
    case 'HEAD_COLOR':
      state.head.color = action.color
      break
    case 'BODY_TEXT':
      state.body.text = action.text
      break
    default:
      break
  }
}

我们来重新修改head 的渲染函数：

function renderHead (state){
  const head = document.getElementById('head')
  head.innerText = state.head.text + '--' + state.body.text;
  head.style.color = state.head.color;
  dispatch(state, { type: 'BODY_TEXT', text: '我是 head 经过调用 dispatch 修改后的 body' })
}

dispatch 函数接收两个参数，一个是需要修改的 state ，另一个是修改的值。这时，虽然我们依旧修改了 state ，但是通过 dispatch 函数，我们使这种改变变得可控，因为任何改变 state 的行为，我们都可以在 dispatch 中找到改变的源头。
这样，我们似乎已经解决了之前的矛盾，我们创建了一个全局的共享数据，而且严格的把控了任何改变这个数据的行为。
然而，在一个文件中，我们既要保存 state， 还要维护管家函数 dispatch，随着应用的越来越复杂，这个文件势必会变得冗长繁杂，难以维护。
现在，我们把 state 和 dispatch 单独抽离出来：

• 用一个文件单独保存 state
• 用另一个文件单独保存 dispatch 中修改 state 的对照关系 changeState
• 最后再用一个文件，把他们结合起来，生成全局唯一的 store

这样，不仅使单个文件变得更加精简，而且在其他的应用中，我们也可以很方便的复用我们这套方法，只需要传入不同应用的 state 和修改 state 的对应逻辑 stateChange，就可以放心的通过调用 dispatch 方法，对数据进行各种操作了：

# 改变我们的目录结构，新增 redux 文件夹
+ src
++ redux
--- state.js // 储存应用数据状态
--- storeChange.js //  维护一套修改 store 的逻辑,只负责计算，返回新的 store
--- createStore.js // 结合 state 和 stateChange , 创建 store ,方便任何应用引用 
--index.js 

## 修改后的各个文件

# state.js -- 全局状态
export const state = {
  head: {
    text: '我是头部',
    color: 'red'
  },
  body: {
    text: '我是body',
    color: 'green'
  }
}

# storeChange.js -- 只负责计算，修改 store
export const storeChange = (store, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'HEAD_COLOR':
      store.head.color = action.color
      break
    case 'BODY_TEXT':
      store.body.text = action.text
      break
    default:
      break
  }
}

# createStore.js -- 创建全局 store
export const createStore = (state, storeChange) => {
  const store = state || {};
  const dispatch = (action) => storeChange(store, action);
  return { store, dispatch }
}

# index.js 
import { state } from './redux/state.js';
import { storeChange } from './redux/storeChange.js';
import { createStore } from './redux/createStore.js';
const { store, dispatch } = createStore(state, storeChange)
  
function renderHead (state){
  const head = document.getElementById('head')
  head.innerText = state.text;
  head.style.color = state.color;
}
function renderBody (state){
  const body = document.getElementById('body')
  body.innerText = state.text;
  body.style.color = state.color;
}

function renderApp (store){
  renderHead(store.head);
  renderBody(store.body);
}
// 首次渲染
renderApp(store);

通过以上的文件拆分，我们看到，不仅使单个文件更加精简，文件的职能也更加明确：

• 在 state 中，我们只保存我们的共享数据
• 在 storeChange 中，我们来维护改变 store 的对应逻辑，计算出新的 store
• 在 createStore 中，我们创建 store
• 在 index.js 中，我们只需要关心相应的业务逻辑

三、subscribe

一切似乎都那么美好，可是当我们在首次渲染后调用 dispatch 修改
store 时，我们发现，虽然数据被改变了，可是页面并没有刷新，只有在 dispatch 改变数据后,重新调用 renderApp() 才能实现页面的刷新。

// 首次渲染
renderApp(store);
dispatch({ type: 'BODY_TEXT', text: '我是调用 dispatch 修改的 body' }) // 修改数据后，页面并没有自动刷新
renderApp(store);  // 重新调用 renderApp 页面刷新

这样，显然并不能达到我们的预期，我们并不想在每次改变数据后手动的刷新页面，如果能在改变数据后，自动进行页面的刷新，当然再好不过了！
如果直接把 renderApp 写在 dispatch 里，显然是不太合适的，这样我们的 createStore 就失去了通用性。
我们可以在 createStore 中新增一个收集数组，把 dispatch 调用后需要执行的方法统一收集起来，然后再循环执行，这样，就保证了 createStore 的通用性：

# createStore
export const createStore = (state, storeChange) => {
  const listeners = [];
  const store = state || {};
  const subscribe = (listen) => listeners.push(listen); 
  const dispatch = (action) => {
    storeChange(store, action);
    listeners.forEach(item => {
      item(store);
    })
  };
  return { store, dispatch, subscribe }
}

# index.js
···
const { store, dispatch, subscribe } = createStore(state, storeChange)
··· 
···
// 添加 listeners
subscribe((store) => renderApp(store));
renderApp(store);
dispatch({ type: 'BODY_TEXT', text: '我是调用 dispatch 修改的 body' });

这样，我们每次调用 dispatch 时，页面就会重新刷新。如果我们不想刷新页面，只想 alert 一句话，只需要更改添加的 listeners 就好了：

subscribe((store) => alert('页面刷新了'));
renderApp(store);
dispatch({ type: 'BODY_TEXT', text: '我是调用 dispatch 修改的 body' });

这样我们就保证了 createStore 的通用性。

四、优化

到这里，我们似乎已经实现了之前想达到的效果：我们实现了一个全局公用的 store ， 而且这个 store 的修改是经过严格把控的，并且每次通过 dispatch 修改 store 后，都可以完成页面的自动刷新。
可是，显然这样并不足够，以上的代码仍有些简陋，存在严重的性能问题，我们在 render 函数中打印日志可以看到：

虽然我们只是修改了 body 的文案，可是，在页面重新渲染时，head 也被再次渲染。那么，我们是不是可以在页面渲染的时候，来对比新旧两个 store 来感知哪些部分需要重新渲染，哪些部分不必再次渲染呢？
根据上面的想法，我们再次来修改我们的代码:

# storeChange.js
export const storeChange = (store, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'HEAD_COLOR':
      return { 
        ...store,  
        head: { 
          ...store.head, 
          color: action.color 
        }
      }
    case 'BODY_TEXT':
      return { 
        ...store,
        body: {
          ...store.body,
          text: action.text
        }
      }
    default:
      return { ...store }
  }
}

# createStore.js
export const createStore = (state, storeChange) => {
  const listeners = [];
  let store = state || {};
  const subscribe = (listen) => listeners.push(listen);
  const dispatch = (action) => {
    const newStore = storeChange(store, action);
    listeners.forEach(item => {
      item(newStore, store);
    })
    store = newStore; 
  };
  return { store, dispatch, subscribe }
}

# index.js
import { state } from './redux/state.js';
import { storeChange } from './redux/storeChange.js';
import { createStore } from './redux/createStore.js';
const { store, dispatch, subscribe } = createStore(state, storeChange);
  
function renderHead (state){
  console.log('render head');
  const head = document.getElementById('head')
  head.innerText = state.text;
  head.style.color = state.color;
}
function renderBody (state){
  console.log('render body');
  const body = document.getElementById('body')
  body.innerText = state.text;
  body.style.color = state.color;
}

function renderApp (store, oldStore={}){
  if(store === oldStore) return; 
  store.head !== oldStore.head && renderHead(store.head);  
  store.body !== oldStore.body && renderBody(store.body);  
  console.log('render app',store, oldStore);
}
// 首次渲染
subscribe((store, oldStore) => renderApp(store, oldStore));
renderApp(store);
dispatch({ type: 'BODY_TEXT', text: '我是调用 dispatch 修改的 body' });

以上，我们修改了 storeChange ，让他不再直接修改原来的 store，而是通过计算，返回一个新的 store 。我们又修改了 cearteStore 让他接收 storeChange 返回的新 store ，在 dispatch 修改数据并且页面刷新后，把新 store 赋值给之前的 store 。而在页面刷新时，我们来通过比较 newStore 和 oldStore ，感知需要重新渲染的部分，完成一些性能上的优化。
重新打开控制台，我们可以看到，在我们修改 body 时，head 并没有重新渲染：

最后

我们通过简单的代码例子，简单了解下 redux，虽然代码仍有些简陋，可是我们已经实现了 redux 的几个核心理念：

• 应用中的所有state都以一个object tree的形式存储在一个单一的store中。
• 唯一能改store的方法是触发action，action是动作行为的抽象。

以上，是自己对《React.js 小书》的读后总结，限于篇幅，在下篇中，我们再来结合 react ,实现自己的 react-redux。