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3.3 理解 Redux 中間件

這一小節會講解 redux 中間件的原理，為下一節講解 redux 異步 action 做鋪墊，主要內容為：

• Redux 中間件是什麼

• 使用 Redux 中間件

• logger 中間件結構分析

• applyMiddleware

• 中間件的執行過程

3.3.1 Redux 中間件是什麼

Redux moddleware provides a third-party extension point between dispatching an action, and the moment it reaches the reducer.

redux 提供了類似後端 Express 的中間件概念，本質的目的是提供第三方插件的模式，自定義攔截
action -> reducer 的過程。變為 action -> middlewares -> reducer 。這種機制可以讓我們改變數據流，實現如異步 action ，action 過濾，日誌輸出，異常報告等功能。

3.3.2 使用 Redux 中間件

Redux 提供了一個叫 applyMiddleware 的方法，可以應用多箇中間件，以日誌輸出中間件為例

import { createStore, applyMiddleware } from 'redux'
import createLogger from 'redux-logger'
import rootReducer from './reducers'

const loggerMiddleware = createLogger()
const initialState = {}

return createStore(
    rootReducer,
    initialState,
    applyMiddleware(
      loggerMiddleware
    )
  )

3.3.3 logger 中間件結構分析

看看 redux-logger 的源碼結構

function createLogger(options = {}) {
  /**
   * 傳入 applyMiddleWare 的函數
   * @param  {Function} { getState      }) [description]
   * @return {[type]}      [description]
   */
  return ({ getState }) => (next) => (action) => {
    let returnedValue;
    const logEntry = {};
    logEntry.prevState = stateTransformer(getState());
    logEntry.action = action;
    // .... 
    returnedValue = next(action);
    // ....
    logEntry.nextState = stateTransformer(getState());
    // ....
    return returnedValue;
  };
}

export default createLogger;

Logger 中這樣的結構 ({ getState }) => (next) => (action) => {} 看起來是很奇怪的，這種設計如果沒有 es6 的箭頭函數，擴展下來就是

/**
 * getState 可以返回最新的應用 store 數據
 */
function ({getState}) {
    /**
     * next 表示執行後續的中間件，中間件有可能有多個
     */
    return function (next) {
        /**
         * 中間件處理函數，參數為當前執行的 action 
         */
        return function (action) {...}
    }
}

這樣的結構本質上就是為了將 middleware 串聯起來執行，為了分析 middleware 的執行順序，還得看看 applyMiddleware 的實現

3.3.4 applyMiddleware 分析

下面是 applyMiddleware 完整的代碼，參數為 middlewares 數組：

import compose from './compose'

/**
 * Creates a store enhancer that applies middleware to the dispatch method
 * of the Redux store. This is handy for a variety of tasks, such as expressing
 * asynchronous actions in a concise manner, or logging every action payload.
 *
 * See `redux-thunk` package as an example of the Redux middleware.
 *
 * Because middleware is potentially asynchronous, this should be the first
 * store enhancer in the composition chain.
 *
 * Note that each middleware will be given the `dispatch` and `getState` functions
 * as named arguments.
 *
 * @param {...Function} middlewares The middleware chain to be applied.
 * @returns {Function} A store enhancer applying the middleware.
 */
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
    }
  }
}

1. applyMiddleware 執行過後返回一個閉包函數，目的是將創建 store的步驟放在這個閉包內執行，這樣 middleware 就可以共享 store 對象。

2. middlewares 數組 map 為新的 middlewares 數組，包含了 middlewareAPI

3. compose 方法將新的 middlewares 和 store.dispatch 結合起來，生成一個新的 dispatch 方法

4. 返回的 store 新增了一個 dispatch 方法， 這個新的 dispatch 方法是改裝過的 dispatch，也就是封裝了中間件的執行。

所以關鍵點來到了 compose 方法了，下面來看一下 compose 的設計：

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)
  return (...args) => rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(...args))
}

可以看到 compose 方法實際上就是利用了 Array.prototype.reduceRight 。如果對 reduceRight 不是很熟悉，來看看下面的一個例子就清晰了：

/**
 * [description]
 * @param  {[type]} previousValue [前一個項]
 * @param  {[type]} currentValue  [當前項]
 */
[0, 1, 2, 3, 4].reduceRight(function(previousValue, currentValue, index, array) {
  return previousValue + currentValue;
}, 10);

執行結果：

3.3.5 理解中間件的執行過程

通過上面的 applyMiddleware 和 中間件的結構，假設應用瞭如下的中間件: [A, B, C]，一個 action 的完整執行流程

初始化階段

一箇中間件的結構為

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

初始化階段一：middlewares map 為新的 middlewares

chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))

執行過後，middleware 變為了

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

初始化階段二：compose 新的 dispatch

const newDispatch = compose(newMiddlewares)(store.dispatch)

dispatch 的實現為 reduceRight, 當一個新的 action 來了過後

/**
 * 1. 初始值為： lastMiddleware(store.dispatch)
 * 2. previousValue: composed
 * 3. currentValue: currentMiddleware
 * 4. return value: currentMiddleware(composed) => newComposed
 */
rest.reduceRight((composed, f) => f(composed), last(...args))

composed 流程

reduceRight 的執行過程：

初始時候

1. initialValue: composedC = C(store.dispatch) = function C(action) {}

2. next 閉包： store.dispatch

第一次執行：

1. previousValue(composed): composedC

2. currentValue(f): B

3. return value: composedBC = B(composedC) = function B(action){}

4. next 閉包 composedC

第二次執行：

1. previousValue(composed): composedBC

2. currentValue(f): A

3. return value: composedABC = A(composedBC) = function A(action){}

4. next 閉包 composedBC

最後的返回結果為 composedABC

執行階段

1. dispatch(action) 等於 composedABC(action) 等於執行 function A(action) {...}

2. 在函數 A 中執行 next(action), 此時 A 中 next 為 composedBC，那麼等於執行 composedBC(action) 等於執行 function B(action){...}

3. 在函數 B 中執行 next(action), 此時 B 中 next 為 composedC，那麼等於執行 composedC(action) 等於執行 function C(action){...}

4. 在函數 C 中執行 next(action), 此時 C 中 next 為 store.dispatch 即 store 原生的 dispatch, 等於執行 store.dispatch(action)

5. store.dispatch 會執行 reducer 生成最新的 store 數據

6. 所有的 next 執行完過後開始回溯

7. 執行函數 C 中 next 後的代碼

8. 執行函數 B 中 next 後的代碼

9. 執行函數 A 中 next 後的代碼

整個執行 action 的過程為 A -> B -> C -> dispatch -> C -> B -> A