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Redux 是一個(gè)基于Flux架構(gòu)的JavaScript 應(yīng)用狀態(tài)管理庫(kù)，提供可預(yù)測(cè)性的狀態(tài)管理方案。其中，middleware更是Redux中一個(gè)重要的概念，它存在使得Redux應(yīng)用更加靈活、可擴(kuò)展、可維護(hù)。本文中，我們將探討 Redux middleware的運(yùn)行機(jī)制和實(shí)現(xiàn)原理，最后帶您輕松實(shí)現(xiàn)一個(gè)自己的middleware。無(wú)論你是初學(xué)者還是有一定經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者，相信本文都能給你帶來(lái)一些新的啟示和技巧。讓我們一起探索Redux middleware的魅力吧！

什么是Middleware

Redux middleware是一種可插拔的機(jī)制，用于在 Redux 的dispatch函數(shù)被調(diào)用后， redcer處理action之前，對(duì)action 進(jìn)行攔截、變換、增強(qiáng)等操作。Redux middleware可以用于很多場(chǎng)景，例如：

異步操作：Redux本身是同步的，但是我們可以使用middleware來(lái)處理異步操作，例如發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，等待數(shù)據(jù)返回后再更新store；

日志：用于記錄每個(gè)action的執(zhí)行過(guò)程，以便于調(diào)試和分析；

認(rèn)證和授權(quán)：可以攔截所有action，然后進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，以確保只有授權(quán)用戶可以執(zhí)行某些操作。

middleware簡(jiǎn)化后的核心邏輯如下：

const middleware = store => next => action => {
  // do something before dispatching the action
  const result = next(action);
  // do something after dispatching the action
  return result;
};

通過(guò)以上代碼可以看出middleware本質(zhì)上就是一個(gè)接受store、next、action三個(gè)參數(shù)的函數(shù)。其中，store是Redux的store對(duì)象，next是dispatch函數(shù)，action是當(dāng)前的action對(duì)象。

使用Middleware

在Redux中使用middleware非常簡(jiǎn)單，只需要在創(chuàng)建store的時(shí)候使用applyMiddleware函數(shù)將middleware應(yīng)用到store上即可，

例如：

import { createStore, applyMiddleware } from 'redux'import rootReducer from './reducers'
import middleware1 from './middleware/middleware1'
import middleware2 from './middleware/middleware2'
const store = createStore(
  rootReducer,
  applyMiddleware(middleware1, middleware2)
)

在上面的代碼中，我們使用了applyMiddleware函數(shù)將middleware1，middleware2應(yīng)用到store上。這樣，當(dāng)我們調(diào)用 store.dispatch(action) 時(shí)，middleware就會(huì)被依次執(zhí)行，直到reducer處理action。

Middleware內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制及原理剖析

我們通過(guò)上文的使用方式發(fā)現(xiàn)，middleware是通過(guò)createStore來(lái)增強(qiáng)和擴(kuò)展原來(lái)的dispatch。下面我們就從createStore入手，逐步對(duì)middleware進(jìn)行剖析：

createStore源碼分析

//簡(jiǎn)化后的源碼
import { Action } from './types/actions'
import { Reducer } from './types/reducers'
export function createStore<
  S,
  A extends Action,
  Ext extends {} = {},
  StateExt extends {} = {}
>(
  reducer: Reducer,
  preloadedState?: PreloadedState | StoreEnhancer,
  enhancer?: StoreEnhancer
): Store & Ext {
  if (typeof preloadedState === 'function' && typeof enhancer === 'undefined') {
    enhancer = preloadedState as StoreEnhancer
    preloadedState = undefined
  }
  if (typeof enhancer !== 'undefined') {
    if (typeof enhancer !== 'function') {
      throw new Error(
        `Expected the enhancer to be a function. Instead, received: '${kindOf(enhancer)}'`
      )
    }
    return enhancer(createStore)(
      reducer,
      preloadedState as PreloadedState
    ) as Store & Ext
  }
  let currentReducer = reducer
  let currentState = preloadedState as S
  let currentListeners: Map | null = new Map()
  let nextListeners = currentListeners
  let listenerIdCounter = 0
  let isDispatching = false
  function ensureCanMutateNextListeners() {
    if (nextListeners === currentListeners) {
      nextListeners = new Map()
      currentListeners.forEach((listener, key) => {
        nextListeners.set(key, listener)
      })
    }
  }
  function getState(): S {
        ...
  }
  function subscribe(listener: () => void) {
         ...
    let isSubscribed = true
    ensureCanMutateNextListeners()
    const listenerId = listenerIdCounter++
    nextListeners.set(listenerId, listener)
    return function unsubscribe() {
      if (!isSubscribed) {
        return
      }
      if (isDispatching) {
        throw new Error('...')
      }
      isSubscribed = false
      ensureCanMutateNextListeners()
      nextListeners.delete(listenerId)
      currentListeners = null
    }
  }
  function dispatch(action: A) {
        ...
  }
  dispatch({ type: ActionTypes.INIT } as A)
  const store = {
    dispatch: dispatch as Dispatch,
    subscribe,
    getState
  } as unknown as Store & Ext
  return store
}

從以上代碼，createStore方法接收三個(gè)參數(shù)：reducer、preloadedState和enhancer。如果傳入了enhancer則使用enhancer來(lái)增強(qiáng)store（實(shí)際上是通過(guò)重寫createStore來(lái)增強(qiáng)dispatch），否則就返回一個(gè)包含getState、dispatch和subscribe方法的store對(duì)象。其中，這里的第三個(gè)參數(shù)enhancer就是我們下文要分析的applyMiddleWare

applyMiddleware源碼分析

//簡(jiǎn)化后的源碼
export default function applyMiddleware(
  ...middlewares: Middleware[]
): StoreEnhancer {
  return createStore =>
    (
      reducer: Reducer,
      preloadedState?: PreloadedState
    ) => {
      const store = createStore(reducer, preloadedState)
      let dispatch: Dispatch = () => {
        throw new Error(
          'Dispatching while constructing your middleware is not allowed. ' +
            'Other middleware would not be applied to this dispatch.'
        )
      }
      const middlewareAPI: MiddlewareAPI = {
        getState: store.getState,
        dispatch: (action, ...args) => dispatch(action, ...args)
      }
      const chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI))
      dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
      return {
        ...store,
        dispatch
      }
    }
}

如上所示，先通過(guò)輪詢執(zhí)行middleware柯里化函數(shù)第一層來(lái)為每個(gè)middleware函數(shù)提供getState和dispatch；再通過(guò)compose將所有middleware串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)函數(shù)鏈，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Redux數(shù)據(jù)的攔截和處理，并最終返回一個(gè)增強(qiáng)版的dispatch。我們看到在applyMiddleWare中compose是核心邏輯，下面我們具體分析下compose是如何進(jìn)行middleware函數(shù)聚合的。

compose源碼分析

export default function compose(...funcs: Function[]) {
  if (funcs.length === 0) {
    // infer the argument type so it is usable in inference down the line
    return (arg: T) => arg
  }
  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }
   return funcs.reduce((a, b) => (...args) => a(b(...args)));
}

如上所示，這段代碼首先判斷funcs數(shù)組的長(zhǎng)度，如果長(zhǎng)度為0，則直接返回一個(gè)函數(shù)；如果長(zhǎng)度為1，則直接返回funcs[0]；如果長(zhǎng)度大于1，則使用reduce方法通過(guò)把后一個(gè)的middleware的結(jié)果當(dāng)成參數(shù)傳遞給下一個(gè)middleware的方式將funcs數(shù)組中的函數(shù)依次組合起來(lái)。這里的func也就是接收next即dispatch作為參數(shù)的middleware柯里化函數(shù)第二層，func執(zhí)行后會(huì)返回一個(gè)新函數(shù)action => next(action)。最終compose返回一個(gè)新函數(shù)，并按照從右到左的順序依次調(diào)用每個(gè)func進(jìn)行處理，這個(gè)函數(shù)就是增強(qiáng)版的dispatch。

接下來(lái)，我們可以用“把大象放冰箱”這個(gè)哲理題作為一個(gè)示例，來(lái)繼續(xù)加深對(duì)compose函數(shù)的理解：

function putElephantInFridge(){
  console.log('打開(kāi)冰箱門');
  console.log('把大象放進(jìn)去');
  console.log('關(guān)上冰箱門');
}

這個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)雖然簡(jiǎn)單，但不好進(jìn)行繼續(xù)擴(kuò)展。為了便于擴(kuò)展我們把這個(gè)大函數(shù)拆解并抽象化，讓每個(gè)函數(shù)都是獨(dú)立的，只負(fù)責(zé)完成自己的任務(wù)，最后再實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用函數(shù)來(lái)獲取最后的結(jié)果：

function openFridgeDoor() {
  console.log('打開(kāi)冰箱門');
}
function putSomethingInFridge(something) {
  console.log(`把${something}放進(jìn)去`);
}
function closeFridgeDoor() {
  console.log('關(guān)上冰箱門');
}
const putInFridge = (something)=>compose(closeFridgeDoor,()=>{putSomethingInFridge(something)},openFridgeDoor)();
const putInFridgeAndNotClose = (something)=>compose(()=>{putSomethingInFridge(something)},openFridgeDoor)();
putInFridge('牛奶'); // 打開(kāi)冰箱門  把牛奶放進(jìn)去  關(guān)上冰箱門
putInFridgeAndNotClose('蘋果'); // 打開(kāi)冰箱門  把蘋果放進(jìn)去

在上面的代碼中，我們使用compose函數(shù)將三個(gè)單獨(dú)的函數(shù)組合成了一個(gè)函數(shù)putInFridge，該函數(shù)接收一個(gè)參數(shù)something，并依次執(zhí)行三個(gè)步驟，最終將something放進(jìn)了冰箱中。另外，我們也可以將其中兩個(gè)函數(shù)組合成函數(shù)putInFridgeAndNotClose。由上我們看到，compose函數(shù)是非常實(shí)用的一個(gè)函數(shù)，通過(guò)它可以將任意多個(gè)函數(shù)組合在一起，實(shí)現(xiàn)更加靈活和有序的函數(shù)調(diào)用，增強(qiáng)了程序的復(fù)用性、可讀性、可測(cè)性。

const loggerMiddleware = storeAPI => next => action => {
  console.log('dispatching', action)
  let result = next(action)
  console.log('next state', storeAPI.getState())
  return result
}