Redux入门教程详解（快速上手）

典型的Web应用程序通常由共享数据的多个UI组件组成。通常，多个组件的任务是负责展示同一对象的不同属性。这个对象表示可随时更改的状态。在多个组件之间保持状态的一致性会是一场噩梦，特别是如果有多个通道用于更新同一个对象。

举个?，一个带有购物车的网站。在顶部，我们用一个UI组件显示购物车中的商品数量。我们还可以用另一个UI组件，显示购物车中商
品的总价。如果用户点击添加到购物车按钮，则这两个组件应立即更新当前的数据。如果用户从购物车中删除商品、更改数目、使用优惠券或者更改送货地点，则相关的UI组件都应该更新出正确的信息。
可以看到，随着功能范围的扩大，一个简单的购物车将会很难保持数据同步。

在这篇文章中，我将介绍Redux框架，它可以帮助你以简单易用的方式构建复杂项目并进行维护。为了使学习更容易，我们将使用一个简化的购物车项目来学习Redux的工作远离。你需要至少熟悉React库，因为你以后需要将其与Redux集成。

学习前提

在我们开始以前，确保你熟悉以下知识：

功能性JavaScript
面向对象JavaScript
JavaScript ES6 语法

同时，确保你的设备已经安装：

NodeJS
Yarn(或者npm)

什么是Redux

Redux是一个流行的JavaScript框架，为应用程序提供一个可预测的状态容器。Redux基于简化版本的Flux框架，Flux是Facebook开发的一个框架。在标准的MVC框架中，数据可以在UI组件和存储之间双向流动，而Redux严格限制了数据只能在一个方向上流动。见下图：

在Redux中，所有的数据（比如state）被保存在一个被称为store的容器中 → 在一个应用程序中只能有一个。store本质上是一个状态树，保存了所有对象的状态。任何UI组件都可以直接从store访问特定对象的状态。要通过本地或远程组件更改状态，需要分发一个action。分发在这里意味着将可执行信息发送到store。当一个store接收到一个action，它将把这个action代理给相关的reducer。reducer是一个纯函数，它可以查看之前的状态，执行一个action并且返回一个新的状态。

理解不变性(Immutability)

在我们开始实践之前，需要先了解JavaScript中的不变性意味着什么。在编码中，我们编写的代码一直在改变变量的值。这是可变性。但是可变性常常会导致意外的错误。如果代码只处理原始数据类型（numbers, strings, booleans），那么你不用担心。但是，如果在处理Arrays和Objects时，则需要小心执行可变操作。
接下来演示不变性：

打开终端并启动node(输入node)。
创建一个数组，并将其赋值给另一个变量。

> let a = [1, 2, 3]
> let b = a
> b.push(8)
> b
[1, 2, 3, 8]
> a
[1, 2, 3, 8]

可以看到，更新数组b也会同时改变数组a。这是因为对象和数组是引用数据类型 → 这意味着这样的数据类型实际上并不保存值，而是存储指向存储单元的指针。
将a赋值给b，其实我们只是创建了第二个指向同一存储单元的指针。要解决这个问题，我们需要将引用的值复制到一个新的存储单元。在Javascript中，有三种不同的实现方式：

使用Immutable.js创建不可变的数据结构。
使用JavaScript库(如Underscore和Lodash)来执行不可变的操作。
使用ES6方法执行不可变操作。

本文将使用ES6方法，因为它已经在NodeJS环境中可用了，在终端中，执行以下操作：

> a = [1,2,3]
[ 1, 2, 3 ]
> b = Object.assign([],a)
[ 1, 2, 3 ]
> b.push(8)
> b
[ 1, 2, 3, 8 ] // b output
> a
[ 1, 2, 3 ] // a output

在上面的代码中，修改数组b将不会影响数组a。我们使用Object.assign()创建了一个新的副本，由数组b指向。我们也可以使用操作符(...)执行不可变操作：

> a = [1,2,3]
[ 1, 2, 3 ]
> b = [...a, 4, 5, 6]
[ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ]
> a
[ 1, 2, 3 ]

我不会深入这个主题，但是这里还有一些额外的ES6功能，我们可以用它们执行不可变操作：

spread syntax - 用于追加操作
map function - 用于更新操作
filter function - 用于删除操作

配置Redux

配置Redux开发环境的最快方法是使用create-react-app工具。在开始之前，确保已经安装并更新了nodejs，npm和yarn。我们生成一个redux-shopping-cart项目并安装Redux：

create-react-app redux-shopping-cartcd redux-shopping-cart
yarn add redux # 或者npm install redux

首先，删除src文件夹中除index.js以外的所有文件。打开index.js，删除所有代码，键入以下内容：

import { createStore } from "redux";const reducer = function(state, action) {return state;
}const store = createStore(reducer);

让我解释一下上面的代码：

首先，我们从redux包中引入createStore()方法。
我们创建了一个名为reducer的方法。第一个参数state是当前保存在store中的数据，第二个参数action是一个容器，用于：
- type - 一个简单的字符串常量，例如ADD, UPDATE, DELETE等。
- payload - 用于更新状态的数据。
我们创建一个Redux存储区，它只能使用reducer作为参数来构造。存储在Redux存储区中的数据可以被直接访问，但只能通过提供的reducer进行更新。

注意到，我在第二点中所提到state。目前，state为undefined或null。要解决这个问题，需要分配一个默认的值给state，使其成为一个空数组：

const reducer = function(state=[], action) {return state;
}

让我们更进一步。目前我们创建的reducer是通用的。它的名字没有描述它的用途。那么我们如何使用多个reducer呢？我们将用到Redux包中提供的combineReducers函数。修改代码如下：

// src/index.jsimport { createStore } from "redux";
import { combineReducers } from 'redux';const productsReducer = function(state=[], action) {return state;
}const cartReducer = function(state=[], action) {return state;
}const allReducers = {products: productsReducer,shoppingCart: cartReducer
}const rootReducer = combineReducers(allReducers);let store = createStore(rootReducer);

在上面的代码中，我们将通用的reducer修改为productReducer和cartReducer。创建这两个空的reducer是为了展示如何在一个store中使用combineReducers函数组合多个reducer。

接下来，我们将为reducer定义一些测试数据。修改代码如下：

// src/index.js…const initialState = {cart: [{product: 'bread 700g',quantity: 2,unitCost: 90},{product: 'milk 500ml',quantity: 1,unitCost: 47}]
}const cartReducer = function(state=initialState, action) {return state;
}…let store = createStore(rootReducer);console.log("initial state: ", store.getState());

我们使用store.getState()在控制台中打印出当前的状态。你可以在终端中执行npm start或者yarn start来运行dev服务器。并在控制台中查看state。

现在，我们的cartReducer什么也没做，但它应该在Redux的存储区中管理购物车商品的状态。我们需要定义添加、更新和删除商品的操作(action)。我们首先定义ADD_TO_CART的逻辑：

// src/index.js…const ADD_TO_CART = 'ADD_TO_CART';const cartReducer = function(state=initialState, action) {switch (action.type) {case ADD_TO_CART: {return {...state,cart: [...state.cart, action.payload]}}default:return state;}
}…

我们继续来分析一下代码。一个reducer需要处理不同的action类型，因此我们需要一个SWITCH语句。当一个ADD_TO_CART类型的action在应用程序中分发时，switch中的代码将处理它。
正如你所看到的，我们将action.payload中的数据与现有的state合并以创建一个新的state。

接下来，我们将定义一个action，作为store.dispatch()的一个参数。action是一个Javascript对象，有一个必须的type和可选的payload。我们在cartReducer函数后定义一个：

…
function addToCart(product, quantity, unitCost) {return {type: ADD_TO_CART,payload: { product, quantity, unitCost }}
}
…

在这里，我们定义了一个函数，返回一个JavaScript对象。在我们分发消息之前，我们添加一些代码，让我们能够监听store事件的更改。

…
let unsubscribe = store.subscribe(() =>console.log(store.getState())
);unsubscribe();

接下来，我们通过分发消息到store来向购物车中添加商品。将下面的代码添加在unsubscribe()之前：

…
store.dispatch(addToCart('Coffee 500gm', 1, 250));
store.dispatch(addToCart('Flour 1kg', 2, 110));
store.dispatch(addToCart('Juice 2L', 1, 250));

下面是整个index.js文件：

// src/index.jsimport { createStore } from "redux";
import { combineReducers } from 'redux';const productsReducer = function(state=[], action) {return state;
}const initialState = {cart: [{product: 'bread 700g',quantity: 2,unitCost: 90},{product: 'milk 500ml',quantity: 1,unitCost: 47}]
}const ADD_TO_CART = 'ADD_TO_CART';const cartReducer = function(state=initialState, action) {switch (action.type) {case ADD_TO_CART: {return {...state,cart: [...state.cart, action.payload]}}default:return state;}
}function addToCart(product, quantity, unitCost) {return {type: ADD_TO_CART,payload: {product,quantity,unitCost}}
}const allReducers = {products: productsReducer,shoppingCart: cartReducer
}const rootReducer = combineReducers(allReducers);let store = createStore(rootReducer);console.log("initial state: ", store.getState());let unsubscribe = store.subscribe(() =>console.log(store.getState())
);store.dispatch(addToCart('Coffee 500gm', 1, 250));
store.dispatch(addToCart('Flour 1kg', 2, 110));
store.dispatch(addToCart('Juice 2L', 1, 250));unsubscribe();

保存代码后，Chrome会自动刷新。可以在控制台中确认新的商品已经添加了。

组织Redux代码

index.js中的代码逐渐变得冗杂。我把所有的代码都写在index.js中是为了起步时的简单易懂。接下来，我们来看一下如何组织Redux项目。首先，在src文件夹中创建一下文件和文件夹：

src/
├── actions
│ └── cart-actions.js
├── index.js
├── reducers
│ ├── cart-reducer.js
│ ├── index.js
│ └── products-reducer.js
└── store.js

然后，我们把index.js中的代码进行整理：

// src/actions/cart-actions.jsexport const ADD_TO_CART = 'ADD_TO_CART';export function addToCart(product, quantity, unitCost) {return {type: ADD_TO_CART,payload: { product, quantity, unitCost }}
}

// src/reducers/products-reducer.jsexport default function(state=[], action) {return state;
}

// src/reducers/cart-reducer.jsimport  { ADD_TO_CART }  from '../actions/cart-actions';const initialState = {cart: [{product: 'bread 700g',quantity: 2,unitCost: 90},{product: 'milk 500ml',quantity: 1,unitCost: 47}]
}export default function(state=initialState, action) {switch (action.type) {case ADD_TO_CART: {return {...state,cart: [...state.cart, action.payload]}}default:return state;}
}

// src/reducers/index.jsimport { combineReducers } from 'redux';
import productsReducer from './products-reducer';
import cartReducer from './cart-reducer';const allReducers = {products: productsReducer,shoppingCart: cartReducer
}const rootReducer = combineReducers(allReducers);export default rootReducer;

// src/store.jsimport { createStore } from "redux";
import rootReducer from './reducers';let store = createStore(rootReducer);export default store;

// src/index.jsimport store from './store.js';
import { addToCart }  from './actions/cart-actions';console.log("initial state: ", store.getState());let unsubscribe = store.subscribe(() =>console.log(store.getState())
);store.dispatch(addToCart('Coffee 500gm', 1, 250));
store.dispatch(addToCart('Flour 1kg', 2, 110));
store.dispatch(addToCart('Juice 2L', 1, 250));unsubscribe();

整理完代码之后，程序依然会正常运行。现在我们来添加修改和删除购物车中商品的逻辑。修改cart-actions.js和cart-reducer.js文件：

// src/reducers/cart-actions.js
…
export const UPDATE_CART = 'UPDATE_CART';
export const DELETE_FROM_CART = 'DELETE_FROM_CART';
…
export function updateCart(product, quantity, unitCost) {return {type: UPDATE_CART,payload: {product,quantity,unitCost}}
}export function deleteFromCart(product) {return {type: DELETE_FROM_CART,payload: {product}}
}

// src/reducers/cart-reducer.js
…
export default function(state=initialState, action) {switch (action.type) {case ADD_TO_CART: {return {...state,cart: [...state.cart, action.payload]}}case UPDATE_CART: {return {...state,cart: state.cart.map(item => item.product === action.payload.product ? action.payload : item)}}case DELETE_FROM_CART: {return {...state,cart: state.cart.filter(item => item.product !== action.payload.product)}}default:return state;}
}

最后，我们在index.js中分发这两个action：

// src/index.js
…
// Update Cart
store.dispatch(updateCart('Flour 1kg', 5, 110));// Delete from Cart
store.dispatch(deleteFromCart('Coffee 500gm'));
…

保存完代码之后，可以在浏览器的控制台中检查修改和删除的结果。

使用Redux工具调试

如果我们的代码出错了，应该如何调试呢？

Redux拥有很多第三方的调试工具，可用于分析代码和修复bug。最受欢迎的是time-travelling tool，即redux-devtools-extension。设置它只需要三个步骤。

首先，在Chrome中安装Redux Devtools扩展。
然后，在运行Redux应用程序的终端里使用Ctrl+C停止服务器。并用npm或yarn安装redux-devtools-extension包。

yarn add redux-devtools-extension

一旦安装完成，我们对store.js稍作修改：

// src/store.js
import { createStore } from "redux";
import { composeWithDevTools } from 'redux-devtools-extension';
import rootReducer from './reducers';const store = createStore(rootReducer, composeWithDevTools());export default store;

我们还可以把src/index.js中日志相关的代码删除掉。返回Chrome，右键单击该工具的图标，打开Redux DevTools面板：

可以看到，Redux Devtools很强大。你可以在action, state和diff(方法差异)之间切换。选择左侧面板上的不同action，观察状态树的变化。你还可以通过进度条来播放actions序列。甚至可以通过工具直接分发操作信息。具体的请查看文档。

集成React

在本文开头，我提到Redux可以很方便的与React集成。只需要简单的几步。

首先，停止服务器，并安装react-redux包：

yarn add react-redux

接下来，在index.js中加入React代码。我们还将使用Provider类将React应用程序包装在Redux容器中：

// src/index.js
…
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import { Provider } from 'react-redux';const App = <h1>Redux Shopping Cart</h1>;ReactDOM.render(<Provider store={store}>{ App }</Provider> ,document.getElementById('root')
);
…

目前，已经完成了集成的第一部分。可以启动服务器以查看效果。第二部分涉及到使用刚刚安装的react-redux包中的几个方法。通过这些方法将React组件与Redux的store和action相关联。此外，还可以使用Express和Feathers这样的框架来设置API。API将为我们的应用程序提供对数据库服务的访问。

在Redux中，我们还可以安装其他一些包，比如axios等。我们React组件的state将由Redux处理，确保所有组件与数据库API的同步。想要更进一步的学习，请看Build a CRUD App Using React, Redux and FeathersJS。

总结

我希望本文能对你有所帮助。当然，还有很多相关的内容需要学习。例如，处理异步操作、身份验证、日志记录等。如果觉得Redux适合你，可以看看以下几篇文章：

Redux State Management in Vanilla JavaScript
Redux Logging in Production with LogRocket
Build a CRUD App Using React, Redux and FeathersJS
Dealing with Asynchronous APIs in Server-rendered React