redux middleware 的理解

前言

这几天看了redux middleware的运用与实现原理，写了一个百度搜索的demo，实现了类似redux-thunk和redux-logger中间件的功能。

项目地址：https://github.com/CanFoo/react-baidu-search/tree/master

redux中间件是通过函数式编程实现，因此要阅读源码需要有一定函数式编程基础，比如柯里化函数的实现，否则难以理解源码的缘由。接下去通过这个demo给大家讲解个人对中间件的理解，如有问题，come on 指正。

redux middleware是什么

如果没有中间件的运用，redux 的工作流程是这样 action -> reducer，这是相当于同步操作，由dispatch 触发action后，直接去reducer执行相应的动作。但是在某些比较复杂的业务逻辑中，这种同步的实现方式并不能很好的解决我们的问题。比如我们有一个这样的需求，点击按钮 -> 获取服务器数据 -> 渲染视图，因为获取服务器数据是需要异步实现，所以这时候我就需要引入中间件改变redux同步执行的流程，形成异步流程来实现我们所要的逻辑，有了中间件，redux 的工作流程就变成这样 action -> middlewares -> reducer，点击按钮就相当于dispatch 触发action，接下去获取服务器数据 middlewares 的执行，当 middlewares 成功获取到服务器就去触发reducer对应的动作，更新需要渲染视图的数据。中间件的机制可以让我们改变数据流，实现如异步 action ，action 过滤，日志输出，异常报告等功能。

如何自定义中间件

redux 提供了一个叫 applyMiddleware 的方法，可以应用多个中间件，这样就可以当触发action时候就会被这些中间件给捕获，这边我们分别定义了搜索和日志的中间件，而且中间件传入顺序是先搜索中间件再日志打印中间件，这个顺序是有讲究的，下文会说明的

import { createStore } from 'redux'
import applyMiddleware from './applyMiddleware/applyMiddleware'
import compose from './applyMiddleware/compose'
import reducer from './reducers'
import loggerMiddleware from './middlewares/loggerMiddleware'
import searchMiddleware from './middlewares/searchMiddleware'

const createStoreWithMiddleware = compose(
    applyMiddleware(
        searchMiddleware,
        loggerMiddleware
    ),
    window.devToolsExtension ? window.devToolsExtension() : f => f
)(createStore)

searchMiddleware是搜索中间件，其实它就是仿照redux-thunk的实现

export default function thunkMiddleware({ dispatch, getState }) {
  return next => action => {
    /*如果action是一个函数，则先执行action，否则通过next进入到下一个action对应的reducer*/
    typeof action === 'function' ?
      action(dispatch, getState) : //这里action(dispatch, getState)指的是getThenShow返回函数的执行
      next(action);
}}

我们先来分析下中间件的执行顺序，下文再来解释为什么这里结构是() => next => action => {}以及源码是如何实现中间件链。这里的代码非常简单，就是一个三目运算符，当action是一个函数类型，就直接执行这个action函数，否则就通过next来链接到下一个组件，next是专门用来串联组件间的执行顺序。我们知道，如果没有中间件的处理，action只能返回一个对象格式，否则reducer不能进行处理action传过来的行为，但是有了中间件，我们就可以“肆意妄为”，只要保证最终传给reducer的action是一个对象，期间从触发action到真正到达reducer我想要action是什么就可以是什么，下面是搜索逻辑所对应的action

export function getThenShow(value) {
  return dispatch => {
    const url = 'https://gsp0.baidu.com/5a1Fazu8AA54nxGko9WTAnF6hhy/su';
    jsonp(url, {wd: value}, 'cb', (data) => {
        dispatch({
          type: SHOW_MESSAGE_SUCESS,
          lists: data.s
        });
    })
  }
}

当执行dispatch(getThenShow())时，上文所说的searchMiddleware就会捕获到这个action，因为第一次传过来的action是

functon(dispatch) {
    const url = 'https://gsp0.baidu.com/5a1Fazu8AA54nxGko9WTAnF6hhy/su';
    jsonp(url, {wd: value}, 'cb', (data) => {
        dispatch({
          type: SHOW_MESSAGE_SUCESS,
          lists: data.s
    });
})

如上所示，因为第一次传过来的action是function类型的，所以searchMiddleware里就会先执行这个action函数，这个aciton执行jsonp方法回调另一个dispatch，从上面代码可以看出这个时候dispatch分发的action是一个对象，type为SHOW_MESSAGE_SUCCESS，lists为搜索结果，因此下一次searchMiddleware捕获到的action为一个对象，从而去执行next(action)，也就是去执行下一个中间件loggerMiddleware的内容

export default function createLogger({ getState }) {
    return (next) => (action) => {
        const prevState = getState();
        const returnValue = next(action);
        const nextState = getState();
        console.log(`%c prev state`, `color: #9E9E9E`, prevState);
        console.log(`%c action`, `color: #03A9F4`, action);
        console.log(`%c next state`, `color: #4CAF50`, nextState);
        console.log('===============')
        return returnValue;
    };
}

loggerMiddleware里先通过getState()获取到当前状态，接着用通过next(action)执行下一个中间件，由于applyMiddleware传入中间件的顺序是先searchMiddleware再loggerMiddleware，而且loggerMiddleware之后没有其它中间件传入，因此此时的next指的是原生的dispatch，进而会去触发reducer所对应的动作，所以再次调用getSatate()会返回下一个状态内容。

所以当在搜索框输入内容redux执行的步骤为：

1.输入内容触发dispatch(getThenShow())发起第一个action（这里getThenShow()返回的action的是一个函数）

2.searchMiddleware捕获到第一个action，因为action返回是一个函数，所以执行action

3.第一个action执行完后回调再次触发dispatch({type: SHOW_MESSAGE_SUCCESS, lists: ...})发起第二个action

4.searchMiddleware捕获到第二个action，执行next(action)，链接到loggerMiddleware

5.loggerMiddleware获取当前（prev）状态后执行next(action)从而触发reducer的对应的动作

6.loggerMiddleware再次获取当前（next）状态，然后打印出状态，执行完loggerMiddleware程序

7.回溯到searchMiddleware，searchMiddleware程序执行完

8.整个redux中间件执行完

到这里，我们就把这个demo的中间件执行顺序分析完，那么为什么自定义中间件是() => next => action => {}这样的结构？next又是如何将中间件串联起来的？其实这个两个问题是同一个问题，因为中间件设定这样() => next => action => {}的结构目的就是为了把中间件串联起来的。为了一探究竟，我们还是得来来看看applyMiddleware源码的实现

applyMiddleware 源码分析

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return (createStore) => (reducer, preloadedState, enhancer) => {
    var store = createStore(reducer, preloadedState, enhancer)
    var dispatch = store.dispatch
    var chain = []

    var middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      dispatch: (action) => dispatch(action)
    }
    chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))
    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}

从applyMiddleware执行完后最终返回的也是一个闭包函数，将创建 store的步骤放在这个闭包内执行，这样中间件就可以共享 store 对象。applyMiddleware是这样来对传进来中间件进行函数式编程处理的

1.通过...middlewares将所有的中间件存入到middlewares数组中

2.middlewares 数组通过 map 方法执行生成新的 middlewares 数组且每一项都传入middlewareAPI，传入middlewareAPI的目的就使得每个中间件都可以访问到store，这时候middlewares数组的每一项都变为了

function (next) {
    return function (action) {...}
}

3.compose 方法将新的 middlewares 和 store.dispatch 结合起来，生成一个新的 dispatch 方法。这里的关键点是compose，我们来看看compose的设计

export default function compose(...funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  }

  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }
  
  const last = funcs[funcs.length - 1]
  const rest = funcs.slice(0, -1)
  const fn = (...args) => rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(...args))
  return fn
}

可以看到 compose 方法实际上就是利用Array.prototype.reduceRight来进行下一步处理的。如果对reduceRight方法不了解的童鞋，可以先看看这里。我们这里可以来模拟一下compose函数处理完的结果，假设我们这边有两个中间件A和B，则传入到compose的func为[A, B]，且A、B的形式已经是(next) => (action) => {}

function A(next) {
    console.log('A...next === ', next)
    return function(action) {
        console.log('A...action')
        next(action)
    }
}
function B(next) {
    console.log('B...next === ', next)
    return function(action) {
        console.log('B...action')
        next(action)
    }
}

function compose(funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  }

  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }
  const last = funcs[funcs.length - 1]
  const rest = funcs.slice(0, -1)
  const fn = (args) => rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(args))
  return fn
}

var fnArr = [A, B]
var dispatch = compose(fnArr)("store.dispatch")
console.log('new dispatch === ', dispatch)

执行的结果是

由结果可以看到中间件A的next是指向中间件B的最内层闭包函数，而中间件B的next则是指向原生的dispatch，所以通过compose执行完后，所有的中间件就通过next串联起来了。这也就是为什么我们所分析这个百度搜索demo中的searchMiddleware的next是指向loggerMiddleware，而loggerMiddleware的next指向原生dispatch的原因。

4.返回的 store 新增了一个 dispatch 方法，这个新的 dispatch 方法是改装过的 dispatch，由上例中这个改装过的 dispatch就是指的是中间件A最里层的闭包函数，这也就是为什么说有了中间件就可以捕获action的行为的原理。

到此applyMiddleware源码分析完毕，我们也可以明白为什么自定义组件需要设计成() => next => action => {}的形式，其实也就是设计成柯里化方式，因为这样方便进行compose，从而达到动态产生 next 方法以及保持 store 的一致性。

教程源代码地址

https://github.com/CanFoo/react-baidu-search/tree/master