浅谈Flux架构及Redux实践

Flux概述

Flux是Facebook用来构建用户端的Web应用程序的体系架构，与其它形式化的框架相比，它更像是一个架构思想，用于管理和控制应用中数据的流向。这里应用中的数据指包括但不限于来自服务端的数据页面中view的一些状态(如一个面板是展开还是关闭)，临时存储在本地需要持久化到服务端的数据等。

好了，说了这么多好像还是一脸懵逼，不慌，接下来看看展开式。

MVC

在讲述Flux之前，我们看看之前传统的MVC架构以及在前端中的一些问题继而思考Flux带来的改变。MVC(Model-View-Controller)最先兴起于后端，通过对应用程序复杂度的简化使程序更加直观和便于维护。后端程序MVC中View可以看为数据的呈现，Model为数据的模型，Controller作为程序的流程控制。现在假设有这样的场景，用户想查看自己的profile页面，可能会有这样的流程：在页面上点击profile按钮，接下来就是一个HTTP请求(/profile?username=jiavan) => Controller接收到这一请求并获得请求的内容username=jiavan然后告知Model需要jiavan的数据 => Model返回了jiavan的数据 => Controller得到数据返回新的视图，看下流程：

现在前端中又有这样的场景：切换Menu中的Item，当前选中的Item颜色不同于其它颜色并且底部显示对应Item的内容。一般情况下我们会定义一个css class来作为当前选中Item的样式。当用户点击Item_A为被点击的元素新增高亮的class，其它兄弟元素移除该样式，这里的事件响应函数就是Controller，我们会在这里处理样式修改逻辑，以及更新Model的数据，然后新的数据及样式重新渲染界面。这种VC<->M的形式在关系比较简单的情况下是比较清晰容易控制的，但是复杂的页面上这样的模式可能会变得非常混乱：

之所以变得混乱了，因为很多view都具备修改多个model的能力，这里的单个修改行为可以称之为一个Action，一个Action的产生可能是用户行为，或者一个Ajax请求需要渲染新界面。对比上面后端传统MVC模式可以发现：

• 后端中Action作为一个URL请求，前端中可能是一个事件;
• 后端中Action处理被集中在Controller中，而前端中是分散的。

那么是不是可以把前端中修改状态即state的行为(事件回调/Ajax)全部抽象成一种Action描述，然后交付到一处即Reducers来进行原子化处理，然后Reducer修改整个应用中唯一的一棵state tree即Store，最后通过state->view的机制来重新渲染?

Flux数据流框架

上面提到的几个概念已经对Flux有了初步的了解，下面进入正题。相信有了解Flux的都应该看过下面这张著名的数据流图：

1. Action可以看成是修改Store的行为抽象;
2. Dispatcher管理着应用的数据流，可以看为Action到Store的分发器;
3. Store管理着整个应用的状态和逻辑，类似MVC中的Model。

所以Flux可以被看作传统MVC的改进而非颠覆，当我第一次看到Flux的时候其实是比较懵逼，但看到并使用了Redux后确实有一种非常惊艳的感觉。

Redux

按照Redux官方的描述Redux is a predictable state container for JavaScript apps.，其中predictable和state container体现了它的作用。那么如何来理解可预测化的呢?这里会有一些函数式编程方面的思想，在Redux中reducer函数是一个纯函数，相同输入一定会是一致的输出，所以确定输入的state那么reducer函数输出的state一定是可以被预测的，因为它只会进行单纯的计算，保证正确的输出。状态容器又是什么?说明Redux有一个专门管理state的地方，就是Store，并且一般情况下是唯一的，应用中所有state形成的一颗状态树就是Store。Redux由Flux演变而来，但受 Elm 的启发，避开了 Flux 的复杂性，我们看看其数据流向：

不同于Flux架构，Redux中没有dispatcher这个概念，并且Redux设想你永远不会变动你的数据，你应该在reducer中返回新的对象来作为应用的新状态。但是它们都可以用(state, action) => newState来表述其核心思想，所以Redux可以被看成是Flux思想的一种实现，但是在细节上会有一些差异。

重要概念

1. 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;
2. 唯一能改store的方法是触发action，action是动作行为的抽象;
3. 为了描述action如何改变state树，需要编写reducer函数。

这里需要说明一点的是reducer函数，它应当是一个纯函数，不应该有副作用，不应有API调用，Date.now()或者随机获取等不稳定的操作，应当保证相同的输入reducer计算的结果应该是一致的输出，它只会进行单纯的计算。编写reducer函数也是Redux中比较重要的一块，它的形式如下：

1. function testReducer(state, action) { 
2.   switch (action.type) { 
3.     case ACTION_TYPE: 
4.       // calc... 
5.       return newState; 
6.     default: return state; 
7.   } 
8.   return newState; 
9. }  

state是不可修改的，所以返回的新state应该是基于输入state副本的修改，而不是直接修改state后的返回。

原则

1. 单一数据源，store

整个应用的state被存放在一棵Object tree中，并且这个Object tree只存在唯一一个store中;

2. state是只读的

唯一能改变state的方法是触发action，action是对已经发生了的事情的抽象描述，简单的讲，它把行为抽象成了一个对象。

比如，删除一条记录的action可以抽象的理解为：

1. { 
2.   type: 'DELETE_ITEM', 
3.   index: 1, 
4. }  

3. 使用纯函数来实现state归并操作，reducer

传入待修改的state和一个告知reducer如何修改state的action，reducer将返回action规则对应下操作后的新的state。

reducer(state, action) => new state

数据流

严格的单向数据流是Redux设计的核心

Redux应用数据的生命周期遵循下面4个步骤：

1. 调用store.dispatch(action), 可以在任何地方进行;
2. Redux store调用传入的reducer函数，并且将当前的state树与action传入。reducer是纯函数，只用于计算下一个state，它应该是完全可被预测的，相同的输入必定会有相同的输出，不能有副作用的操作，如API的调用或者路由跳转，这些应该都是在dispatch前产生;
3. 根reducer将多个子reducer输出合并成一个单一的state树;
4. Redux store保存了根reducer返回的完整的state树。
   新的state树就是应用的下一个状态，现在就可以根据新的state tree来渲染UI。

Redux实践

我们通过一个非常简单的计数器demo来梳理Redux的数据流。

0x00. 创建action

action其实就是一个普通的对象，只是对行为的抽象描述，这里我们可以把加上一个数描述为：

1. { 
2.   type: INCREMENT, //该动作的抽象描述 
3.   number, // 该动作携带的数据 
4. }  

更多的时候我们会通过一个action生成函数来得到一个action：

1. function incrementCreator(number) { 
2.   return { 
3.     type: INCREMENT, 
4.     number, 
5.   }; 
6. }  

0x01. 创建reducer函数

reducer作为整个Redux中action的处理中枢，接收state与action并对此修改数据，返回应用的下一个状态。

1. function countReducer(state, action) { 
2.   switch (action.type) { 
3.     case INCREMENT: 
4.       return Object.assign({}, { 
5.         counter: state.counter + action.number, 
6.       }); 
7.     case DECREMENT: 
8.       return Object.assign({}, { 
9.         counter: state.counter - action.number, 
10.       }); 
11.     default: return state; 
12.   } 
13. }  

注意：上面我们已经提到多次，state是不可修改的，所以通过assign归并我们对数据的操作，返回的是state副本修改后的对象，并非直接修改了输入的state。

0x02. 创建唯一store

通过Redux中的createStore方法传入reducer函数来创建整个应用的store。

1. const store = createStore(countReducer); 

0x03. 修改state

通过store的dispatch方法来发起一个action。

1. store.dispatch(incrementCreator(5)); 
2.  
3. store.dispatch(decrementCreator(4));  

完整demo

1. import { createStore } from 'redux'; 
2.  
3. // actions 
4. const INCREMENT = 'INCREMENT'; 
5. const DECREMENT = 'DECREMENT'; 
6.  
7. // actionCreator，可以视为创建action的语法糖 
8. function incrementCreator(number) { 
9.   return { 
10.     type: INCREMENT, 
11.     number, 
12.   }; 
13. } 
14.  
15. function decrementCreator(number) { 
16.   return { 
17.     type: DECREMENT, 
18.     number, 
19.   }; 
20. } 
21.  
22. // 初始化state 
23. const initialState = { 
24.   counter: 0, 
25. }; 
26.  
27. // reducers函数，注意最后一定要return state防止不能匹配到action的时候state丢失 
28. function countReducer(state = initialState, action) { 
29.   switch (action.type) { 
30.     case INCREMENT: 
31.       return Object.assign({}, { 
32.         counter: state.counter + action.number, 
33.       }); 
34.     case DECREMENT: 
35.       return Object.assign({}, { 
36.         counter: state.counter - action.number, 
37.       }); 
38.     default: return state; 
39.   } 
40. } 
41.  
42. // 创建store 
43. const store = createStore(countReducer); 
44.  
45. // 订阅store的修改 
46. const unsubscribe = store.subscribe(function log() { 
47.   console.log(store.getState()); 
48. }); 
49.  
50. // 通过dispatch action来改变state 
51. store.dispatch(incrementCreator(5)); //Object {counter: 5} 
52. store.dispatch(decrementCreator(4)); //Object {counter: 1} 
53.  
54. // 取消订阅 
55. unsubscribe();  

作者：Jiavan

来源：51CTO