react-redux原理分析

前言

react和redux并没有什么直接的联系. redux作为一个通用模块,主要还是用来处理应用中的state的变更,而展示层不一定是react.

但当我们希望在React + Redux的项目中将两者结合的更好，可以通过react-redux做连接。

本文结合react-redux的使用，分析其实现原理。

react-redux

react-redux是一个轻量级的封装库，核心方法只有两个：

Provider
connect

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下面我们来逐个分析其作用

Provider

完整源码请戳这里

Provider模块的功能并不复杂,主要分为以下两点:

在原应用组件上包裹一层，使原来整个应用成为Provider的子组件
接收Redux的store作为props，通过context对象传递给子孙组件上的connect

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import { Component,Children } from 'react'
import PropTypes from 'prop-types'
import { storeShape,subscriptionShape } from '../utils/PropTypes'
import warning from '../utils/warning'

let didWarnAboutReceivingStore = false
function warnAboutReceivingStore() {
  if (didWarnAboutReceivingStore) {
    return
  }
  didWarnAboutReceivingStore = true
}

export function createProvider(storeKey = 'store',subKey) {
    const subscriptionKey = subKey || `${storeKey}Subscription`

    class Provider extends Component {
        getChildContext() {
          return { [storeKey]: this[storeKey],[subscriptionKey]: null }
        }

        constructor(props,context) {
          super(props,context)
          this[storeKey] = props.store;
        }

        render() {
          return Children.only(this.props.children)
        }
    }

    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      Provider.prototype.componentWillReceiveProps = function (nextProps) {
        if (this[storeKey] !== nextProps.store) {
          warnAboutReceivingStore()
        }
      }
    }

    return Provider
}

export default createProvider()

1.1 封装原应用

render方法中,渲染了其子级元素,使整个应用成为Provider的子组件.

this.props.children是react内置在this.props上的对象,用于获取当前组件的所有子组件.
Children为react内部定义的顶级对象,该对象封装了一些方便操作字组件的方法. Children.only用于获取仅有的一个子组件,
没有或者超过一个均会报错. 所以注意: 确保Provider组件的直接子级为单个封闭元素，切勿多个组件平行放置

1.2 传递`store`

constructor方法: Provider初始化时,获取到props中的store对象;
getChildContext方法: 将外部的store对象放入context对象中，使子孙组件上的connect可以直接访问到context对象中的store。

context可以使子孙组件直接获取父级组件中的数据或方法，而无需一层一层通过props向下传递。context对象相当于一个独立的空间，父组件通过getChildContext()向该空间内写值；定义了contextTypes验证的子孙组件可以通过this.context.xxx，从context对象中读取xxx字段的值

1.3 小结

总而言之，Provider模块的功能很简单，从最外部封装了整个应用，并向connect模块传递store。
而最核心的功能在connect模块中。

connect

正如这个模块的命名，connect模块才是真正连接了React和Redux。

现在，我们可以先回想一下Redux是怎样运作的：首先需要注册一个全局唯一的store对象，用来维护整个应用的state；当要变更state时，我们会dispatch一个action，reducer根据action更新相应的state。

下面我们再考虑一下使用react-redux时，我们做了什么：

import React from "react"
    import ReactDOM from "react-dom"
    import { bindActionCreators } from "redux"
    import {connect} from "react-redux"
    
    class xxxComponent extends React.Component{
        constructor(props){
            super(props)
        }
        componentDidMount(){
            this.props.aActions.xxx1();
        }
        render (
            <div>
                {this.props.$$aProps}
            </div>
        )
    }
    
    export default connect(
        state => ({
            $$aProps: state.$$aProps,$$bProps: state.$$bProps,// ...
        }),dispatch => ({
            aActions: bindActionCreators(AActions,dispatch),bActions: bindActionCreators(BActions,// ...
        })
    )(xxxComponent)

由export的component对象进行如下猜想:
1、使用了react-redux的connect后，我们导出的对象不再是原先定义的xxx Component，而是通过connect包裹后的新React.Component对象。
connect执行后返回一个函数（wrapWithConnect），那么其内部势必形成了闭包。而wrapWithConnect执行后，必须要返回一个ReactComponent对象，才能保证原代码逻辑可以正常运行，而这个ReactComponent对象通过render原组件，形成对原组件的封装。
2、渲染页面需要store tree中的state片段，变更state需要dispatch一个action，而这两部分，都是从this.props获取。故在我们调用connect时，作为参数传入的state和action，便在connect内部进行合并，通过props的方式传递给包裹后的ReactComponent。
好了,以上只是我们的猜测,下面看具体实现,完整代码请戳这里.

connect(
    mapStateToProps(state,ownProps) => stateProps: object,mapDispatchToProps(dispatch,ownProps) => dispatchProps: object,mergeProps(stateProps,dispatchProps,ownProps) => props: Object,options: object
) => (
    component
) => component

再来看下connect函数体结构,我们摘取核心步骤进行描述:

export default function connect(mapStateToProps,mapDispatchToProps,mergeProps,options = {}) {
    // 参数处理
    // ...
    return function wrapWithConnect(WrappedComponent) {
        
        class Connect extends Component {
            constructor(props,context) {
                super(props,context)
                this.store = props.store || context.store;
                const storeState = this.store.getState()
                this.state = { storeState }
            }
            // 周期方法及操作方法
            // ...
            render(){
                this.renderedElement = createElement(WrappedComponent,this.mergedProps //mearge stateProps,props
                )
                return this.renderedElement;
            }
        }
        return hoistStatics(Connect,WrappedComponent);
    }
}

其实已经基本印证了我们的猜测：
1、connect通过context获取Provider中的store，通过store.getState()获取整个store tree 上所有state。
2、connect模块的返回值wrapWithConnect为function。
3、wrapWithConnect返回一个ReactComponent对象Connect，Connect重新render外部传入的原组件WrappedComponent，并把connect中传入的mapStateToProps,mapDispatchToProps与组件上原有的props合并后，通过属性的方式传给WrappedComponent。
下面我们结合代码进行分析一下每个函数的意义。

mapStateToProps

mapStateToProps(state,props)必须是一个函数.
参数state为store tree中所有state,参数props为通过组件Connect传入的props.
返回值表示需要merge进props中的state.

mapDispatchToProps

mapDispatchToProps(dispatch,props)可以是一个函数,也可以是一个对象.
参数dispatch为store.dispatch函数,参数props为通过组件Connect传入的props.
返回值表示需要merge进props中的action.

mergeProps(一般不用)

mergeProps是一个函数，定义了mapState,mapDispatch及this.props的合并规则.

options(一般不用)

options是一个对象，包含pure和withRef两个属性
pure: 表示是否开启pure优化，默认值为true.
withRef: withRef用来给包装在里面的组件一个ref，可以通过getWrappedInstance方法来获取这个ref，默认为false。

React如何响应Store变化

文章一开始我们也提到React其实跟Redux没有直接联系,也就是说,Redux中dispatch触发store中state变化,并不会导致React重新渲染. react-redux才是真正触发React重新渲染的模块,那么这一过程怎样实现的呢?
刚刚提到connect模块返回一个wrapConnect函数,此函数中又返回了一个Connect组件. Connect组件的功能有以下两点:

包装组件,将state和action通过props的方式传入到原组件内部
监听store tree变化,使其包装的原组件可以响应state变化
下面我们主要分析下第二点

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如何注册监听

在redux中,可以通过store.subscribe(listener)注册一个监听器.listener会在store tree更新后执行.以下代码为Connect组件内部，向store tree注册listener的过程。

trySubscribe() {
    if (!this.unsubscribe) {
      this.unsubscribe = this.parentSub
        ? this.parentSub.addNestedSub(this.onStateChange)
        : this.store.subscribe(this.onStateChange)
 
      this.listeners = createListenerCollection()
    }
  }

何时注册

componentDidMount() {
        ...
        this.subscription.trySubscribe()
        ...
    }

可以看到，当Connect组件加载到页面后，当前组件开始监听store tree变化

何时注销

当前Connect组件销毁后，我们希望其中注册的listener也一并销毁，避免性能问题。此时可以在Connect的componentWillUnmount周期函数中执行这一过程。

componentWillUnmount() {
          if (this.subscription) this.subscription.tryUnsubscribe()
          ...
      }

变更处理逻辑

有了触发组件更新的时机，我们下面主要看下，组件是通过何种方式触发重新渲染

onStateChange() {
        ...
        if (!this.selector.shouldComponentUpdate) {
          ...
        } else {
          ...
          this.setState(dummyState) // dummyState = {},仅仅是为了触发更新
        }
      }

小结

可以看到，react-redux的核心功能都在connect模块中，理解好这个模块，有助于我们更好的使用react-redux处理业务问题，优化代码性能。