摘要：然后循環(huán)調用中的更新函數(shù)，更新函數(shù)一般是我們的渲染函數(shù)，函數(shù)內部會調用來獲取數(shù)據(jù)，所以頁面會更新。

前言

前幾天寫了一篇react另一個狀態(tài)管理工具Unstated的源碼解析。 開啟了我的看源碼之路。想一想用了好長時間的redux，但從沒有深究過原理，遇到報錯更是懵逼，所以就啃了一遍它的源碼，寫了這篇文章， 分享我對于它的理解。

API概覽

看一下redux源碼的index.js，看到了我們最常用的幾個API：

createStore

combineReducers

bindActionCreators

applyMiddleware

compose

不著急分析，我們先看一下Redux的基本用法：

import React from "react"
import ReactDOM from "react-dom"
import { createStore } from "redux"
const root = document.getElementById("root")

// reducer 純函數(shù)
const reducer = (state = 0, action) => {
  switch (action.type) {
    case "INCREMENT":
      return state + 1
    case "DECREMENT":
      return state - 1
    default:
      return state
  }
}

// 創(chuàng)建一個store
const store = createStore(reducer)

const render = () => ReactDOM.render(
    

      {store.getState()}
       store.dispatch({ type: "INCREMENT" })}>INCREMENT
       store.dispatch({ type: "DECREMENT" })}>DECREMENT
    
,
    root
)
render()
// store訂閱一個更新函數(shù)，待dispatch之后，執(zhí)行這個更新函數(shù)，獲取新的值
store.subscribe(render)

這里實現(xiàn)的是一個點擊按鈕加減數(shù)字的效果，點擊觸發(fā)的行為，與展示在頁面上的數(shù)字變化，都是通過redux進行的。我們通過這個例子來分析一下redux是怎么工作的：

使用reducer創(chuàng)建一個store，便于我們通過store來與redux溝通

頁面上通過store.getState()拿到了當前的數(shù)字，初始值為0（在reducer中）

store.subscribe(render)，訂閱更新頁面的函數(shù)，在reducer返回新的值時，調用。（實際subscribe會把函數(shù)推入listeners數(shù)組，在之后循環(huán)調用）

點擊按鈕，告訴redux，我是要增加還是減少（調用dispatch，傳入action）

調用dispatch之后，dispatch函數(shù)內部會調用我們定義的reducer，結合當前的state，和action，返回新的state

返回新的state之后，調用subscribe訂閱的更新函數(shù)，更新頁面 目前為止，我們所有的操作都是通過store進行的，而store是通過createStore創(chuàng)建的，那么我們來看一下它內部的邏輯

createStore

createStore總共接收三個參數(shù)：reducer, preloadedState, enhancer，

reducer：一個純函數(shù)，接收上一個(或初始的)state，和action，根據(jù)action 的type返回新的state

preloadedState：一個初始化的state，可以設置store中的默認值，

enhancer：增強器，用來擴展store的功能

暴露給我們幾個常用的API：

dispatch：接收一個action， 是一個object{type："a_action_type"}作為參數(shù)，之后其內部會調用reducer，根據(jù)這個action，和當前state，返回新的state。

subscribe：訂閱一個更新頁面的函數(shù)，放進linsteners數(shù)組，用于在reducer返回新的狀態(tài)的時候被調用，更新頁面。

getState：獲取store中的狀態(tài)

我們先通過接收的參數(shù)和暴露出來的api梳理一下它的機制：

首先是接收上面提到的三個參數(shù)創(chuàng)建一個store，store是存儲應用所有狀態(tài)的地方。同時暴露出三個方法，UI可以通過store.getState()獲取到store中的數(shù)據(jù)， store.subscribe()，作用是讓store訂閱一個更新UI的函數(shù)，將這個函數(shù)push到listeners數(shù)組中，等待執(zhí)行。 store.dispatch()是更新store中數(shù)據(jù)的唯一方法，dispatch被調用后，首先會調用reducer，根據(jù)當前的state和action返回新的狀態(tài)。然后循環(huán)調用listeners中的更新函數(shù)， 更新函數(shù)一般是我們UI的渲染函數(shù)，函數(shù)內部會調用store.getState()來獲取數(shù)據(jù)，所以頁面會更新。

看一下createStore函數(shù)的結構

createStore(reducer, preloadedState, enhancer) {
  // 轉換參數(shù)
  if (typeof preloadedState === "function" && typeof enhancer === "undefined") {
    enhancer = preloadedState
    preloadedState = undefined
  }

  function getState() {
    // 返回當前的state， 可以調用store.getState()獲取到store中的數(shù)據(jù)，
    ...
  }

  function subscribe(listener) {
    // 訂閱一個更新函數(shù)（listener），實際上的訂閱操作就是把listener放入一個listeners數(shù)組
    // 然后再取消訂閱，將更新函數(shù)從listeners數(shù)組內刪除
    // 但是注意，這兩個操作都是在dispatch不執(zhí)行時候進行的。因為dispatch執(zhí)行時候會循環(huán)執(zhí)行更新函數(shù)，要保證listeners數(shù)組在這時候不能被改變
    ...
  }

  function dispatch(action) {
    // 接收action，調用reducer根據(jù)action和當前的state，返回一個新的state
    // 循環(huán)調用listeners數(shù)組，執(zhí)行更新函數(shù)，函數(shù)內部會通過store.getState()獲取state，此時的state為最新的state，完成頁面的更新
    ...
  }

  return {
    dispatch,
    subscribe,
    getState,
  }

}

結構就是這樣，但是是如何串聯(lián)起來的呢？下面來看一下完整的代碼（刪除了一些）

createStore(reducer, preloadedState, enhancer) {
  if (typeof preloadedState === "function" && typeof enhancer === "undefined") {
    // 有了這一層判斷，我們就可以這樣傳：createStore(reducer, initialState, enhancer)
    // 或者這樣： createStore(reducer, enhancer)，其中enhancer還會是enhancer。
    enhancer = preloadedState
    preloadedState = undefined
  }
  if (typeof enhancer !== "undefined") {
    if (typeof enhancer !== "function") {
      throw new Error("Expected the enhancer to be a function.")
    }

    // enhancer的作用是擴展store，所以傳入createStore來改造，
    // 再傳入reducer, preloadedState生成改造后的store，這一有一點遞歸調用的意思
    return enhancer(createStore)(reducer, preloadedState)
  }

  if (typeof reducer !== "function") {
    throw new Error("Expected the reducer to be a function.")
  }

  let currentReducer = reducer // 當前的reducer，還會有新的reducer
  let currentState = preloadedState // 當前的state
  let currentListeners = [] // 存儲更新函數(shù)的數(shù)組
  let nextListeners = currentListeners // 下次dispatch將會觸發(fā)的更新函數(shù)數(shù)組
  let isDispatching = false //類似一把鎖，如果正在dispatch action，那么就做一些限制

  // 這個函數(shù)的作用是判斷nextListeners 和 currentListeners是否是同一個引用，是的話就拷貝一份，避免修改各自相互影響
  function ensureCanMutateNextListeners() {
    if (nextListeners === currentListeners) {
      nextListeners = currentListeners.slice()
    }
  }

  function getState() {
    // 正在執(zhí)行reducer的時候，是不能獲取state的，要等到reducer執(zhí)行完，返回新的state才可以獲取
    if (isDispatching) {
      throw new Error(
        "You may not call store.getState() while the reducer is executing. " +
          "The reducer has already received the state as an argument. " +
          "Pass it down from the top reducer instead of reading it from the store."
      )
    }

    return currentState
  }

  function subscribe(listener) {
    if (typeof listener !== "function") {
      throw new Error("Expected the listener to be a function.")
    }
    // 由于dispatch函數(shù)會在reducer執(zhí)行完畢后循環(huán)執(zhí)行l(wèi)isteners數(shù)組內訂閱的更新函數(shù)，所以要保證這個時候的listeners數(shù)組
    // 不變，既不能添加（subscribe）更新函數(shù)也不能刪除（unsubscribe）更新函數(shù)
    if (isDispatching) {
      throw new Error(
        "You may not call store.subscribe() while the reducer is executing. " +
          "If you would like to be notified after the store has been updated, subscribe from a " +
          "component and invoke store.getState() in the callback to access the latest state. " +
          "See https://redux.js.org/api-reference/store#subscribe(listener) for more details."
      )
    }

    let isSubscribed = true

    ensureCanMutateNextListeners()
    // 將更新函數(shù)推入到listeners數(shù)組，實現(xiàn)訂閱
    nextListeners.push(listener)

    return function unsubscribe() {
      if (!isSubscribed) {
        return
      }
     if (isDispatching) {
        throw new Error(
          "You may not unsubscribe from a store listener while the reducer is executing. " +
            "See https://redux.js.org/api-reference/store#subscribe(listener) for more details."
        )
      }

      isSubscribed = false
      ensureCanMutateNextListeners()
      const index = nextListeners.indexOf(listener)
      // 取消訂閱
      nextListeners.splice(index, 1)
    }
  }

  function dispatch(action) {
    if (!isPlainObject(action)) {
      throw new Error(
        "Actions must be plain objects. " +
          "Use custom middleware for async actions."
      )
    }

    if (typeof action.type === "undefined") {
      throw new Error(
        "Actions may not have an undefined "type" property. " +
          "Have you misspelled a constant?"
      )
    }
    // 正在dispatch的話不能再次dispatch，也就是說不可以同時dispatch兩個action
    if (isDispatching) {
      throw new Error("Reducers may not dispatch actions.")
    }

    try {
      isDispatching = true
      // 獲取到當前的state
      currentState = currentReducer(currentState, action)
    } finally {
      isDispatching = false
    }

    const listeners = (currentListeners = nextListeners)
    // 循環(huán)執(zhí)行當前的linstener
    for (let i = 0; i < listeners.length; i++) {
      const listener = listeners[i]
      listener()
    }
    return action
  }

  // dispatch一個初始的action，作用是不命中你reducer中寫的任何關于action的判斷，直接返回初始的state
  dispatch({ type: ActionTypes.INIT })

  return {
    dispatch,
    subscribe,
    getState,
    // observable  replaceReducer和$$observable主要面向庫開發(fā)者，這里先不做解析
    // replaceReducer,
    // [$$observable]:
  }
}

combineReducers

combineReducers用于將多個reducer合并為一個總的reducer，所以可以猜出來， 它最終返回的一定是一個函數(shù)，并且形式就是一般的reducer的形式，接收state和action， 返回狀態(tài):

function combine(state, action) {
  ......
  return state
}

來看一下核心代碼：

export default function combineReducers(reducers) {
  // 獲取到所有reducer的名字，組成數(shù)組
  const reducerKeys = Object.keys(reducers)

  // 這個finalReducers 是最終的有效的reducers
  const finalReducers = {}
  // 以reducer名為key，reducer處理函數(shù)為key，生成finalReducers對象，形式如下
  /* {
  *     reducerName1: f,
  *     reducerName2: f
  *  }
  */
  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]
    }
  }

  const finalReducerKeys = Object.keys(finalReducers)
  let unexpectedKeyCache
  if (process.env.NODE_ENV !== "production") {
    unexpectedKeyCache = {}
  }

  let shapeAssertionError

  // assertReducerShape用來檢查這每個reducer有沒有默認返回的state，
  // 我們在寫reducer時候，都是要在switch中加一個default的，來默認返回初始狀態(tài)
  try {
    assertReducerShape(finalReducers)
  } catch (e) {
    shapeAssertionError = e
  }

  // 這個函數(shù)，就是上邊說的返回的最后的那個終極reducer，傳入createStore，
  // 然后在dispatch中調用，也就是currentReducer
  // 這個函數(shù)的核心是根據(jù)finalReducer中存儲的所有reducer信息，循環(huán)，獲取到每個reducer對應的state，
  // 并依據(jù)當前dispatch的action，一起傳入當前循環(huán)到的reducer，生成新的state，最終，將所有新生成的
  // state作為值，各自的reducerName為鍵，生成最終的state，就是我們在reduxDevTool中看到的state樹，形式如下：
    /* {
    *     reducerName1: {
    *       key: "value"
    *     },
    *     reducerName2: {
    *       key: "value"
    *     },
    *  }
    */
  return function combination(state = {}, action) {
    if (shapeAssertionError) {
      throw shapeAssertionError
    }
    if (process.env.NODE_ENV !== "production") {
      const warningMessage = getUnexpectedStateShapeWarningMessage(
        state,
        finalReducers,
        action,
        unexpectedKeyCache
      )
      if (warningMessage) {
        warning(warningMessage)
      }
    }

    let hasChanged = false
    // 存放最終的所有的state
    const nextState = {}
    for (let i = 0; i < finalReducerKeys.length; i++) {
      // 獲取每個reducer的名字
      const key = finalReducerKeys[i]
      // 獲取每個reducer
      const reducer = finalReducers[key]
      // 獲取每個reducer的舊狀態(tài)
      const previousStateForKey = state[key]
      // 調用該reducer，根據(jù)這個reducer的舊狀態(tài)，和當前action來生成新的state
      const nextStateForKey = reducer(previousStateForKey, action)
      // 以各自的reducerName為鍵，新生成的state作為值，生成最終的state object，
      nextState[key] = nextStateForKey
      // 判斷所有的state變化沒變化
      hasChanged = hasChanged || nextStateForKey !== previousStateForKey
    }
    // 變化了，返回新的state，否則，返回舊的state
    return hasChanged ? nextState : state
  }
}

applyMiddleware

redux原本的dispatch方法只能接受一個對象作為action

用戶操作 -> dispatch(action) -> reducer(prevState, action) -> 新的state -> 界面

這么直接干脆的操作固然好，可以讓每一步的操作可追蹤，方便定位問題，但是帶來一個壞處，比如，頁面需要發(fā)請求獲取數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)放到action里面， 最終通過reducer的處理，放到store中。這時，如何做呢？

用戶操作 -> dispatch(action) -> middleware(action) -> 真正的action -> reducer(prevState, action) -> 新的state -> 界面

重點在于dispatch(action) -> middleware(action) 這個操作，這里的action可以是一個函數(shù)，在函數(shù)內我們就可以進行很多操作，包括調用API， 然后在調用API成功后，再dispatch真正的action。想要這么做，那就是需要擴展redux（改造dispatch方法），也就是使用增強器：enhancer：

const store = createStore(rootReducer,
  applyMiddleware(thunk),
)

applyMiddleware(thunk)就相當于一個enhancer，它負責擴展redux，說白了就是擴展store的dispatch方法。

既然要改造store，那么就得把store作為參數(shù)傳遞進這個enhancer中，再吐出一個改造好的store。吐出來的這個store的dispatch方法，是enhancer改造store的最終實現(xiàn)目標。

回顧一下createStore中的這部分：

  if (typeof enhancer !== "undefined") {
    if (typeof enhancer !== "function") {
      throw new Error("Expected the enhancer to be a function.")
    }
    // 把createStore傳遞進enhancer
    return enhancer(createStore)(reducer, preloadedState)
  }

看下上邊的代碼，首先判斷enhancer，也就是createStore的第三個參數(shù)不為undefined且為函數(shù)的時候，那么去執(zhí)行這個enhancer。

我們看到enhancer(createStore)，是把createStore傳入，進行改造，先不管這個函數(shù)返回啥，我們先看它執(zhí)行完之后還需要的參數(shù) (reducer, preloadedState), 是不是有點眼熟呢？回想一下createStore的調用方法，createStore（reducer, state）。

由此可知enhancer(createStore)返回的是一個新的createStore，而這個createStore是被改造過后的，它內部的dispatch方法已經(jīng)不是原來的了。至此，達到了改造store的效果。

那到底是如何改造的呢？ 先不著急，我們不妨先看一個現(xiàn)成的中間件redux-thunk。要了解redux中間件的機制，必須要理解中間件是怎么運行的。

我們先來看用不用它有什么區(qū)別：

一般情況下，dispatch的action是一個純對象

store.dispatch({
    type:"EXPMALE_TYPE",
    payload: {
        name:"123",
    }
})

使用了thunk之后，action可以是函數(shù)的形式

function loadData() {
    return (dispatch, getState) => { // 函數(shù)之內會真正dispatch action
        callApi("/url").then(res => {
            dispatch({
                type:"LOAD_SUCCESS",
                data: res.data
            })
        })
    }
}

store.dispatch(loadData()) //派發(fā)一個函數(shù)

一般情況下，dispatch一個函數(shù)會直接報錯的，因為createStore中的dispatch方法內部判斷了action的類型。redux-thunk幫我們做的事就是改造dispatch，讓它可以dispatch一個函數(shù)。 看一下redux-thunk的核心代碼：

function createThunkMiddleware(extraArgument) {
  return ({ dispatch, getState }) => next => action => {
    if (typeof action === "function") {
      return action(dispatch, getState, extraArgument);
    }
    return next(action);
  };
}
const thunk = createThunkMiddleware();

這里的三個箭頭函數(shù)是函數(shù)的柯里化。

真正調用的時候，理論上是這樣thunk({ dispatch, getState })(next)(action)。

其中，thunk({ dispatch, getState})(next)這部分，看它執(zhí)行時接收的參數(shù)是一個action，那么它必然是一個dispatch方法，在此處相當于改造過后的dispatch，而這部分會在applyMiddleware中去調用，（下邊會講到）

然后從左往右看，{ dispatch, getState }是當前store的dispatch和getState方法，是最原始的，便于在經(jīng)過中間件處理之后，可以拿到最原始的dispatch去派發(fā)真正的action。

next則是被當前中間件改造之前的dispatch。注意這個next，他與前邊的dispatch并不一樣，next是被thunk改造之前的dispatch，也就是說有可能是最原始的dispatch，也有可能是被其他中間件改造過的dispatch。

為了更好理解，還是翻譯成普通函數(shù)嵌套加注釋吧

function createThunkMiddleware(extraArgument) {
  return function({ dispatch, getState }) { //真正的中間件函數(shù)，內部的改造dispatch的函數(shù)是精髓
    return function(next) { //改造dispatch的函數(shù)，這里的next是外部傳進來的dispatch，可能是被其他中間件處理過的，也可能是最原本的
      return function(action) { //這個函數(shù)就是改造過后的dispatch函數(shù)
        if (typeof action === "function") {
          // 如果action是函數(shù)，那么執(zhí)行它，并且將store的dispatch和getState傳入，便于我們dispatch的函數(shù)內部邏輯執(zhí)行完之后dispatch真正的action,
          // 如上邊示例的請求成功后，dispatch的部分
          return action(dispatch, getState, extraArgument);
        }
        // 否則說明是個普通的action，直接dispatch
        return next(action);
      }
    }
  }
}
const thunk = createThunkMiddleware();

總結一下：說白了，redux-thunk的作用就是判斷action是不是一個函數(shù)，是就去執(zhí)行它，不是就用那個可能被別的中間件改造過的，也可能是最原始的dispatch（next）去派發(fā)這個action。

那么接下來看一下applyMiddleware的源碼：

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return createStore => (...args) => {
    const store = createStore(...args)
    let dispatch = () => {
      throw new Error(
        "Dispatching while constructing your middleware is not allowed. " +
          "Other middleware would not be applied to this dispatch."
      )
    }

    const middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      dispatch: (...args) => dispatch(...args)
    }
    const chain = middlewares.map(middleware => {
    // 假設我們只是用了redux-thunk，那么此時的middleware就相當于thunk，可以往上看一下thunk返回的函數(shù)，
    // 就是這個： function({ dispatch, getState })，就會明白了
      return middleware(middlewareAPI)
    })
    // 這里的compose函數(shù)的作用就是，將所有的中間件函數(shù)串聯(lián)起來，中間件1結束，作為參數(shù)傳入中間件2，被它處理，
    // 以此類推最終返回的是被所有中間件處理完的函數(shù)，最開始接收store.dispatch為參數(shù)，層層改造后被賦值到新的dispatch變量中
    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}

先看最簡單的情況：假設我們只使用了一個middleware（redux-thunk），就可以暫時拋開compose，那么這里的邏輯就相當于 dispatch = thunk(middlewareAPI)(store.dispatch) 是不是有點熟悉？ 在redux-thunk源碼中我們分析過：

真正調用thunk的時候，thunk({ dispatch, getState })(next)(action)
其中，thunk({ dispatch, getState })(next)這部分，相當于改造過后的dispatch，而這部分會在applyMiddleware中去調用

所以，這里就將store的dispatch方法改造完成了，最后用改造好的dispatch覆蓋原來store中的dispatch。

來總結一下，

中間件和redux的applyMiddleware的關系。中間件（middleware）會幫我們改造原來store的dispatch方法

而applyMiddleware會將改造好的dispatch方法應用到store上（相當于將原來的dispatch替換為改造好的dispatch） 理解中間件的原理是理解applyMiddleware機制的前提

另外說一下，關于redux-thunk的一個參數(shù)：extraArgument這個參數(shù)不是特別重要的，一般是傳入一個實例，然后在我們需要在真正dispatch的時候需要這個參數(shù)的時候可以獲取到，比如傳入一個axios 的Instance，那么在請求時候就可以直接用這個instance去請求了

import axiosInstance from "../request"
const store = createStore(rootReducer, applyMiddleware(thunk.withExtraArgument(axiosInstance)))

function loadData() {
    return (dispatch, getState, instance) => {
        instance.get("/url").then(res => {
            dispatch({
                type:"LOAD_SUCCESS",
                data: res.data
            })
        })
    }
}

store.dispatch(loadData())

總結

到這里，redux幾個比較核心的概念就講解完了，不得不說寫的真簡潔，函數(shù)之間的依賴關系讓我一度十分懵逼，要理解它還是要用源碼來跑一遍例子， 一遍一遍地看。

總結一下redux就是創(chuàng)建一個store來管理所有狀態(tài)，觸發(fā)action來改變store。關于redux的使用場景是非常靈活的，可以結合各種庫去用，我用慣了react，用的時候還要配合react-redux。