本文由图雀社区成员 mRc[1] 写作而成,欢迎加入图雀社区[2],一起创作精彩的免费技术教程,予力编程行业发展。
随着应用状态越来越复杂,我们迫切需要状态与数据流管理的解决方案。熟悉 React 开发的同学一定听说过 Redux,而在这篇文章中,我们将通过 useReducer + useContext 的组合实现一个简易版的 Redux。首先,我们将带你重新认识“老朋友”useState,并借此引出这篇文章的主角:Reducer 函数与 useReducer 钩子,并通过实战一步步带你理清数据流和状态管理的基本思想。
欢迎继续阅读《用动画和实战打开 React Hooks 系列》:
如果你想要直接从这一篇开始学习,那么请克隆我们为你提供的源代码:
git clone -b third-part https://github.com/tuture-dev/covid-19-with-hooks.git
# 如果你访问 GitHub 不流畅,我们还提供了 Gitee 地址
git clone -b third-part https://gitee.com/tuture/covid-19-with-hooks.git
在这第三篇文章中,我们将首先来重温一下 useState
。在之前的两篇教程中,我们可以说和 useState
并肩作战了很久,是我们非常“熟悉”的老朋友了。但是回过头来,我们真的足够了解它吗?
你很有可能在使用 useState
的时候遇到过一个问题:通过 Setter 修改状态的时候,怎么读取上一个状态值,并在此基础上修改呢?如果你看文档足够细致,应该会注意到 useState
有一个函数式更新(Functional Update)的用法,以下面这段计数器(代码来自 React 官网[5])为例:
function Counter({initialCount}) {
const [count, setCount] = useState(initialCount);
return (
<>
Count: {count}
<button onClick={() => setCount(initialCount)}>Reset</button>
<button onClick={() => setCount(prevCount => prevCount - 1)}>-</button>
<button onClick={() => setCount(prevCount => prevCount + 1)}>+</button>
</>
);
}
可以看到,我们传入 setCount
的是一个函数,它的参数是之前的状态,返回的是新的状态。熟悉 Redux 的朋友马上就指出来了:这其实就是一个 Reducer 函数[6]。
Redux 文档里面已经详细地阐述了 Reducer 函数[7],但是我们这里将先回归最基础的概念,暂时忘掉框架相关的知识。在学习 JavaScript 基础时,你应该接触过数组的 reduce
方法,它可以用一种相当炫酷的方式实现数组求和:
const nums = [1, 2, 3]
const value = nums.reduce((acc, next) => acc + next, 0)
其中 reduce
的第一个参数 (acc, next) => acc + next
就是一个 Reducer 函数。从表面上来看,这个函数接受一个状态的累积值 acc
和新的值 next
,然后返回更新过后的累积值 acc + next
。从更深层次来说,Reducer 函数有两个必要规则:
第一点很好判断,其中第二点则是很多新手踩过的坑,对比以下两个函数:
// 不是 Reducer 函数!
function buy(cart, thing) {
cart.push(thing);
return cart;
}
// 正宗的 Reducer 函数
function buy(cart, thing) {
return cart.concat(thing);
}
上面的函数调用了数组的 push
方法,会就地修改输入的 cart
参数(是否 return
都无所谓了),违反了 Reducer 第二条规则,而下面的函数通过数组的 concat
方法返回了一个全新的数组,避免了直接修改 cart
。
我们回过头来看之前 useState
的函数式更新写法:
setCount(prevCount => prevCount + 1);
是不是一个很标准的 Reducer?
我们在前两篇教程中大量地使用了 useState
,你可能就此认为 useState
应该是最底层的元素了。但实际上在 React 的源码中,useState
的实现使用了 useReducer
(本文的主角,下面会讲到)。在 React 源码[8]中有这么一个关键的函数 basicStateReducer
(去掉了源码中的 Flow[9] 类型定义):
function basicStateReducer(state, action) {
return typeof action === 'function' ? action(state) : action;
}
于是,当我们通过 setCount(prevCount => prevCount + 1)
改变状态时,传入的 action
就是一个 Reducer 函数,然后调用该函数并传入当前的 state
,得到更新后的状态。而我们之前通过传入具体的值修改状态时(例如 setCount(5)
),由于不是函数,所以直接取传入的值作为更新后的状态。
提示 这里选取的是 React v16.13.1[10] 的源码,但是整体的实现应该已经趋于稳定,原理上不会相差太多。
听上去还是有点迷迷糊糊?又到了我们的动画环节。首先,我们传入的 action
是一个具体的值:
当传入 Setter 的是一个 Reducer 函数的时候:
是不是一下子就豁然开朗了?
这一步要写的代码比较多(可自行复制粘贴哈),我们要实现如下图所示的历史趋势图展示效果:
注意到我们展示了三个历史趋势(确诊病例 Cases、死亡病例 Deaths 和治愈病例 Recovered),并且每张历史趋势图可以调节过去的天数(从 0 到 30 天)。
首先,让我们来实现历史曲线图 HistoryChart
组件。创建 src/components/HistoryChart.js
组件,代码如下:
// src/components/HistoryChart.js
import React from "react";
import {
AreaChart,
CartesianGrid,
XAxis,
YAxis,
Tooltip,
Area,
} from "recharts";
const TITLE2COLOR = {
Cases: "#D0021B",
Deaths: "#4A4A4A",
Recovered: "#09C79C",
};
function HistoryChart({ title, data, lastDays, onLastDaysChange }) {
const colorKey = `color${title}`;
const color = TITLE2COLOR[title];
return (
<div>
<AreaChart
width={400}
height={150}
data={data.slice(-lastDays)}
margin={{ top: 10, right: 30, left: 10, bottom: 0 }}
>
<defs>
<linearGradient id={colorKey} x1='0' y1='0' x2='0' y2='1'>
<stop offset='5%' stopColor={color} stopOpacity={0.8} />
<stop offset='95%' stopColor={color} stopOpacity={0} />
</linearGradient>
</defs>
<XAxis dataKey='time' />
<YAxis />
<CartesianGrid strokeDasharray='3 3' />
<Tooltip />
<Area
type='monotone'
dataKey='number'
stroke={color}
fillOpacity={1}
fill={`url(#${colorKey})`}
/>
</AreaChart>
<h3>{title}</h3>
<input
type='range'
min='1'
max='30'
value={lastDays}
onChange={onLastDaysChange}
/>
Last {lastDays} days
</div>
);
}
export default HistoryChart;
这里我们使用了 Recharts[11] 的 AreaChart[12] 组件来绘制历史趋势图,然后在图表下方添加了一个范围拖动条,能够让用户选择查看过去 1 到 30 天的历史趋势。
HistoryChart
组件包含以下 Props:
title
是图表标题data
就是绘制图表需要的历史数据lastDays
是显示过去 N 天的数据,可以通过 data.slice(-lastDays)
进行选择onLastDaysChange
是用户通过 input
修改处理过去 N 天时的事件处理函数接着,我们需要一个辅助函数来对历史数据进行一些转换处理。NovelCOVID 19 API 返回的历史数据是一个对象:
{
"3/28/20": 81999,
"3/29/20": 82122
}
为了能够适应 Recharts 的数据格式,我们希望转换成数组格式:
[
{
time: "3/28/20",
number: 81999
},
{
time: "3/29/20",
number: 82122
}
]
这个可以通过 Object.entries
很方便地进行转换。我们创建 src/utils.js
文件,实现 transformHistory
函数,代码如下:
// src/utils.js
export function transformHistory(timeline = {}) {
return Object.entries(timeline).map((entry) => {
const [time, number] = entry;
return { time, number };
});
}
接着我们来实现历史趋势图组 HistoryChartGroup
,包含三个图表:确诊病例(Cases)、死亡人数(Deaths)和治愈病例(Recovered)。创建 src/components/HistoryChartGroup.js
,代码如下:
// src/components/HistoryChartGroup.js
import React, { useState } from "react";
import HistoryChart from "./HistoryChart";
import { transformHistory } from "../utils";
function HistoryChartGroup({ history = {} }) {
const [lastDays, setLastDays] = useState({
cases: 30,
deaths: 30,
recovered: 30,
});
function handleLastDaysChange(e, key) {
setLastDays((prev) => ({ ...prev, [key]: e.target.value }));
}
return (
<div className='history-group'>
<HistoryChart
title='Cases'
data={transformHistory(history.cases)}
lastDays={lastDays.cases}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "cases")}
/>
<HistoryChart
title='Deaths'
data={transformHistory(history.deaths)}
lastDays={lastDays.deaths}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "deaths")}
/>
<HistoryChart
title='Recovered'
data={transformHistory(history.recovered)}
lastDays={lastDays.recovered}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "recovered")}
/>
</div>
);
}
export default HistoryChartGroup;
我们需要稍微调整一下 CountriesChart
组件,使得用户在点击一个国家的数据后,能够展示对应的历史趋势图。打开 src/components/CountriesChart.js
,添加一个 onClick
Prop,并传入 BarChart
中,如下面的代码所示:
// src/components/CountriesChart.js
// ...
function CountriesChart({ data, dataKey, onClick }) {
return (
<BarChart
width={1200}
height={250}
style={{ margin: "auto" }}
margin={{ top: 30, left: 20, right: 30 }}
data={data}
onClick={onClick}
>
// ...
</BarChart>
);
}
// ...
最后,我们调整根组件,把之前实现的历史趋势图和修改后的 CountriesChart
集成到应用中。打开 src/App.js
,代码如下:
// src/App.js
// ...
import HistoryChartGroup from "./components/HistoryChartGroup";
function App() {
// ...
const [country, setCountry] = useState(null);
const history = useCoronaAPI(`/historical/${country}`, {
initialData: {},
converter: (data) => data.timeline,
});
return (
<div className='App'>
<h1>COVID-19</h1>
<GlobalStats stats={globalStats} />
<SelectDataKey onChange={(e) => setKey(e.target.value)} />
<CountriesChart
data={countries}
dataKey={key}
onClick={(payload) => setCountry(payload.activeLabel)}
/>
{country ? (
<>
<h2>History for {country}</h2>
<HistoryChartGroup history={history} />
</>
) : (
<h2>Click on a country to show its history.</h2>
)}
</div>
);
}
export default App;
成功 写完之后开启项目,点击直方图中的任意一个国家,就会展示该国家的历史趋势图(累计确诊、死亡病例、治愈病例),我们还可以随意调节过去的天数。
虽然现在我们的应用已经初步成型,但回过头来看代码,发现组件的状态和修改状态的逻辑散落在各个组件中,后面维护和实现新功能时无疑会遇到很大的困难,这时候就需要做专门的状态管理了。熟悉 React 开发的同学一定知道 Redux[13] 或者 MobX[14] 这样的库,不过借助 React Hooks,我们可以自己轻松地实现一个轻量级的状态管理解决方案。
在之前我们说过,这篇文章将通过 React Hooks 来实现一个轻量级的、类似 Redux 的状态管理模型。不过在此之前,我们先简单地过一遍 Redux 的基本思想(熟悉的同学可以直接跳过哈)。
之前,应用的状态(例如我们应用中当前国家、历史数据等等)散落在各个组件中,大概就像这样:
可以看到,每个组件都有自己的 State(状态)和 State Setter(状态修改函数),这意味着跨组件的状态读取和修改是相当麻烦的。而 Redux 的核心思想之一就是将状态放到唯一的全局对象(一般称为 Store)中,而修改状态则是调用对应的 Reducer 函数去更新 Store 中的状态,大概就像这样:
上面这个动画描述的是组件 A 改变 B 和 C 中状态的过程:
提示 这篇教程不会详细地讲解 Redux,想要深入学习的同学可以阅读我们的《Redux 包教包会》[15]系列教程。
首先,我们还是来看下官方介绍的 useReducer
使用方法:
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialArg, init);
首先我们来看下 useReducer
需要提供哪些参数:
reducer
显然是必须的,它的形式跟 Redux 中的 Reducer 函数完全一致,即 (state, action) => newState
。initialArg
就是状态的初始值。init
是一个可选的用于懒初始化(Lazy Initialization)的函数,这个函数返回初始化后的状态。返回的 state
(只读状态)和 dispatch
(派发函数)则比较容易理解了。我们来结合一个简单的计数器例子讲解一下:
// Reducer 函数
function reducer(state, action) {
switch (action.type) {
case 'increment':
return { count: state.count + 1 };
default:
throw new Error();
}
}
function Counter() {
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, { count: 0 });
return (
<>
Count: {state.count}
<button onClick={() => dispatch({ type: 'increment' })}>+</button>
</>
);
}
我们首先关注一下 Reducer 函数,它的两个参数 state
和 action
分别是当前状态和 dispatch
派发的动作。这里的动作就是普通的 JavaScript 对象,用来表示修改状态的操作,注意 type
是必须要有的属性,代表动作的类型。然后我们根据 action
的类型返回相应修改后的新状态。
然后在 Counter
组件中,我们通过 useReducer
钩子获取到了状态和 dispatch
函数,然后把这个状态渲染出来。在按钮 button
的 onClick
回调函数中,我们通过 dispatch
一个类型为 increment
的 Action 去更新状态。
天哪,为什么一个简单的计数器都搞得这么复杂!简简单单一个 useState
不就搞定了吗?
你也许发现,useReducer
和 useState
的使用目的几乎是一样的:定义状态和修改状态的逻辑。useReducer
使用起来较为繁琐,但如果你的状态管理出现了至少一个以下所列举的问题:
那么我们就强烈建议你使用 useReducer
了。我们来通过一个实际的案例讲解来感受一下 useReducer
的威力(这次不是无聊的计数器啦)。假设我们要做一个支持撤销和重做的编辑器,它的 init
函数和 Reducer 函数分别如下:
// 用于懒初始化的函数
function init(initialState) {
return {
past: [],
present: initialState,
future: [],
};
}
// Reducer 函数
function reducer(state, action) {
const { past, future, present } = state;
switch (action.type) {
case 'UNDO':
return {
past: past.slice(0, past.length - 1),
present: past[past.length - 1],
future: [present, ...future],
};
case 'REDO':
return {
past: [...past, present],
present: future[0],
future: future.slice(1),
};
default:
return state;
}
}
试试看用 useState
去写,会不会很复杂?
现在状态的获取和修改都已经通过 useReducer
搞定了,那么只差一个问题:怎么让所有组件都能获取到 dispatch
函数呢?
在 Hooks 诞生之前,React 已经有了在组件树中共享数据的解决方案:Context[16]。在类组件中,我们可以通过 Class.contextType
属性获取到最近的 Context Provider,那么在函数式组件中,我们该怎么获取呢?答案就是 useContext
钩子。使用起来非常简单:
// 在某个文件中定义 MyContext
const MyContext = React.createContext('hello');
// 在函数式组件中获取 Context
function Component() {
const value = useContext(MyContext);
// ...
}
通过 useContext
,我们就可以轻松地让所有组件都能获取到 dispatch
函数了!
好的,让我们开始用 useReducer + useContext 的组合来重构应用的状态管理。按照状态中心化的原则,我们把整个应用的状态提取到一个全局对象中。初步设计(TypeScript 类型定义)如下:
type AppState {
// 数据指标类别
key: "cases" | "deaths" | "recovered";
// 当前国家
country: string | null;
// 过去天数
lastDays: {
cases: number;
deaths: number;
recovered: number;
}
}
这一次我们按照自顶向下的顺序,先在根组件 App
中配置好所有需要的 Reducer 以及 Dispatch 上下文。打开 src/App.js
,修改代码如下:
// src/App.js
import React, { useReducer } from "react";
// ...
const initialState = {
key: "cases",
country: null,
lastDays: {
cases: 30,
deaths: 30,
recovered: 30,
},
};
function reducer(state, action) {
switch (action.type) {
case "SET_KEY":
return { ...state, key: action.key };
case "SET_COUNTRY":
return { ...state, country: action.country };
case "SET_LASTDAYS":
return {
...state,
lastDays: { ...state.lastDays, [action.key]: action.days },
};
default:
return state;
}
}
// 用于传递 dispatch 的 React Context
export const AppDispatch = React.createContext(null);
function App() {
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
const { key, country, lastDays } = state;
const globalStats = useCoronaAPI("/all", {
initialData: {},
refetchInterval: 5000,
});
const countries = useCoronaAPI(`/countries?sort=${key}`, {
initialData: [],
converter: (data) => data.slice(0, 10),
});
const history = useCoronaAPI(`/historical/${country}`, {
initialData: {},
converter: (data) => data.timeline,
});
return (
<AppDispatch.Provider value={dispatch}>
<div className='App'>
<h1>COVID-19</h1>
<GlobalStats stats={globalStats} />
<SelectDataKey />
<CountriesChart data={countries} dataKey={key} />
{country ? (
<>
<h2>History for {country}</h2>
<HistoryChartGroup history={history} lastDays={lastDays} />
</>
) : (
<h2>Click on a country to show its history.</h2>
)}
</div>
</AppDispatch.Provider>
);
}
export default App;
我们来一一分析上面的代码变化:
initialState
,这个是后面 useReducer
钩子所需要的SET_KEY
、SET_COUNTRY
和 SET_LASTDAYS
,分别用于修改数据指标、国家和过去天数这三个状态AppDispatch
这个 Context,用来向子组件传递 dispatch
useReducer
钩子,获取到状态 state
和分发函数 dispatch
AppDispatch.Provider
将整个应用包裹起来,传入 dispatch
,使子组件都能获取得到现在子组件的所有状态都已经提取到了根组件中,而子组件唯一要做的就是在响应用户事件时通过 dispatch
去修改中心状态。思路非常简单:
useContext
获取到 App
组件传下来的 dispatch
dispatch
,发起相应的动作(Action)OK,让我们开始动手吧。打开 src/components/CountriesChart.js
,修改代码如下:
// src/components/CountriesChart.js
import React, { useContext } from "react";
// ...
import { AppDispatch } from "../App";
function CountriesChart({ data, dataKey }) {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function onClick(payload = {}) {
if (payload.activeLabel) {
dispatch({ type: "SET_COUNTRY", country: payload.activeLabel });
}
}
return (
// ...
);
}
export default CountriesChart;
按照同样的思路,我们来修改 src/components/HistoryChartGroup.js
组件:
// src/components/HistoryChartGroup.js
import React, { useContext } from "react";
import HistoryChart from "./HistoryChart";
import { transformHistory } from "../utils";
import { AppDispatch } from "../App";
function HistoryChartGroup({ history = {}, lastDays = {} }) {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function handleLastDaysChange(e, key) {
dispatch({ type: "SET_LASTDAYS", key, days: e.target.value });
}
return (
// ...
);
}
export default HistoryChartGroup;
最后一公里,修改 src/components/SelectDataKey.js
:
// src/components/SelectDataKey.js
import React, { useContext } from "react";
import { AppDispatch } from "../App";
function SelectDataKey() {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function onChange(e) {
dispatch({ type: "SET_KEY", key: e.target.value });
}
return (
// ...
);
}
export default SelectDataKey;
重构完成,把项目跑起来,应该会发现和上一步的功能分毫不差。
提示 如果你熟悉 Redux,会发现我们的重构存在一个小小的遗憾:子组件只能通过传递 Props 的方式获取根组件
App
中的state
。一个变通之计是通过把state
也装进 Context 来解决,但如果遇到这种需求,笔者还是建议直接使用 Redux。
听到有些声音说有了 React Hooks,都不需要 Redux 了。那 Redux 到底还有用吗?
在回答这个问题之前,请允许我先胡思乱想一波。React Hooks 确实强大得可怕,特别是通过优秀的第三方自定义 Hooks 库,几乎能让每个组件都能游刃有余地处理复杂的业务逻辑。反观 Redux,它的核心思想就是将状态和修改状态的操作全部集中起来进行。
有没有发现,这其实刚好对应了两种管理学思想 Context 和 Control?
Control 就是将权力集中起来,员工们只需有条不紊地按照 CEO 的决策执行相应的任务,就像 Redux 中的全局 Store 是”唯一的真相来源“(Single Source of Truth),所有状态和数据流的更新必须经过 Store;而 Context 就是给予各部门、各层级足够的决策权,因为他们所拥有的上下文更充足,专业度也更好,就像 React 中响应特定逻辑的组件具有更充足的上下文,并且可以借助 Hooks ”自给自足“地执行任务,而无需依赖全局的 Store。
聊到这里,我想你心里已经有自己的答案了。如果你想要分享的话,记得在评论区留言哦~
想要学习更多精彩的实战技术教程?来图雀社区[17]逛逛吧。
[1]
mRc: https://github.com/mRcfps
[2]
图雀社区: https://tuture.co?utm_source=juejin_zhuanlan
[3]
《用动画和实战打开 React Hooks(一):useState 和 useEffect》: https://juejin.im/post/5e8d2e06f265da47c801271e
[4]
《用动画和实战打开 React Hooks(二):自定义 Hook 和 useCallback》: https://juejin.im/post/5e9c5217f265da47c06ed913
[5]
React 官网: https://reactjs.org/docs/hooks-reference.html#functional-updates
[6]
Reducer 函数: https://redux.js.org/basics/reducers
[7]
Reducer 函数: https://redux.js.org/basics/reducers
[8]
React 源码: https://github.com/facebook/react/blob/v16.13.1/packages/react-reconciler/src/ReactFiberHooks.js#L623
[9]
Flow: https://flow.org/
[10]
React v16.13.1: https://github.com/facebook/react/tree/v16.13.1
[11]
Recharts: http://recharts.org/
[12]
AreaChart: http://recharts.org/en-US/api/AreaChart
[13]
Redux: https://redux.js.org/
[14]
MobX: https://mobx.js.org/README.html
[15]
《Redux 包教包会》: https://juejin.im/post/5df62cd8e51d4558270ef5ca
[16]
Context: https://zh-hans.reactjs.org/docs/context.html
[17]
图雀社区: https://tuture.co?utm_source=juejin_zhuanlan