你可以这样子去理解useReducer

本文将聚焦于useReducer这个钩子函数的原理和用法,笔者带领大家再一次深入认识useReducer。



前言


相信前期使用过react的前端同学,大都会经历从class 语法向hooks 用法的转变,react 的hooks 编程给我们带来了丝滑的函数式编程体验,同时很多前端著名的文章也讲述了hooks 带来的前端心智的转变,这里就不再着重强调,本文则是聚焦于useReducer这个钩子函数的原理和用法,笔者带领大家再一次深入认识useReducer。

useReducer是在react V 16.8 推出的钩子函数,从用法层面来说是可以代替useState,众所周知,useState常用在单个组件中进行状态管理,但是遇到状态全局管理的时候,useState 显然不能满足我们的需求,这个时候大多数的做法是利用第三方的状态管理工具,像redux,Recoil或者Mobx,在代码里就会有:


import XXX from Mobx;import XXX from Redux;// orimport XXX from Recoil;


这些三方的import 语句。强大的react团队难道就不能自己实现一个全局的状态管理的hook嘛,这不,useReducer 为了解决这个需求应运而生。

虽然有了useReducer,但是黄金法则依旧成立:组件的状态交给组件管理,redux负责工程的状态管理。本文则负责讲解useReducer是如何执行全局的状态管理,并且什么时候用合适,什么时候不合适,这里也会提及。


useReducer是如何发挥作用的


在学习一个新特性的时候,最好的方式之一是首先熟悉该特性的原理,进而可以促进我们的学习。

useReducer 钩子用来存储和更新状态,有点类似useState钩子。在用法上,它接收一个reducer函数作为第一个参数,第二个参数是初始化的state。useReducer最终返回一个存储有当前状态值的数组和一个dispatch函数,该dispatch函数执行触发action,带来状态的变化。这其实有点像redux,不过还是有一些不同,后面笔者会列举这两个概念和不同。


  关于reducer函数


通常的,reduce方法在数组的每一个元素上都执行reducer函数,并返回一个新的value,reduce方法接收一个reducer函数,reducer函数本身会接收4个参数。下面这段代码片段揭示一个reducer是如何运行的:


const reducer = (accumulator, currentValue) => accumulator + currentValue;[2, 4, 6, 8].reduce(reducer)// expected output: 20

在React中,useReducer接收一个返回单组值的reducer函数,就像下面这样:


const [count, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);


前面提到过,这里的reducer函数本身会接受两个参数,第一个是state,第二个是action,这个action会被dispatch执行,就像是:


function reducer(state, action) { }
dispatch({ type: 'increment' })


根据不同的action ,reducer函数会带来不同的state的变化,就像是 type 是 increment的情况,reducer函数会使得state 加1。


懒惰创建初始state


在编程概念中,懒初始化是延迟创建对象的一种手段,类似于直到被需要的第一时间才去创建,还有其他的动作比如值的计算或者高昂的计算开销。正如上面提到的,useReducer 的第三个参数是一个可选值,可选的懒创建state的函数,下面的这段代码是更新state的函数:


const initFunc = (initialCount) => {    if (initialCount !== 0) {        initialCount=+0    }  return {count: initialCount};}
// wherever our useReducer is locatedconst [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialCount, initFunc);


当initialCount变量不为0的时候,赋值为0;并返回count的赋值对象。注意第三个参数是一个函数,并不是一个对象或者数组,函数中可以返回对象。


  dispatch函数


dispatch函数是触发不同action的函数,通常的它是接受含有type的一个对象,并根据这个type来执行对应的action,action执行完成之后,render函数继续发挥作用,这时候会更新state。当我们关注的焦点不在useReducer用法细节上时,我们会在宏观上看到render和state的变化过程。

组件触发的action都是接收含有type 和 payload的对象,其中type代表不同action的区别,payload是action将要添加到state的数据。

在使用上,dispatch用起来非常的简单,就拿JSX语法来讲,可以直接在组件事件上触发action操作,代码如下:


// creating our reducer functionfunction reducer(state, action) {  switch (action.type) {   // ...      case 'reset':          return { count: action.payload };    default:      throw new Error();  }}
// wherever our useReducer is locatedconst [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialCount, initFunc);
// Updating the state with the dispatch functon on button click<button onClick={() => dispatch({type: 'reset', payload: initialCount})}> Reset </button>

注意到,reducer函数接收payload作为传参,其中这个payload是来自dispatch的贡献,初始化的state也是会影响payload的。组件之间,使用props传递数据的时候,其实dispatch也是直接可以封装在函数中,这样方便的从父组件将dispatch传递到子组件,就像下面这样:


<Increment count={state.count} handleIncrement={() => dispatch({type: 'increment'})}/>


在子组件中,接收props,触发的时候,则有:


<button onClick={handleIncrement}>Increment</button>


  不触发dispatch


如果useReducer返回的值和当前的一样,React不会更新组件,也不会引起effect的变化,因为React内部使用了Object.is 的语法。


useState vs useReducer

相信阅读React官方文档学习的同学,第一个接触的Hook就是useState,useState是一个基础的管理state变化的钩子,对于更复杂的state管理,甚至全局的state管理,useReducer是用来干这件事情的。然而,useState其实是使用到useReducer的,这意味着,只要是使用useState实现的,都可以使用useReducer去实现。

但是呢,这两个钩子useReducer 和 useState还是有不同的,在用useReducer的时候,可以避免通过组件的不同级别传递回调。useReducer 提供dispatch在各个组件之间进行传递,这种方式提高了组件的性能。

然而,这并不意味着每一次的渲染都会触发useState函数,当在项目中有复杂的state的时候,这时候就不能用单独的setter函数进行状态的更新,相反的你需要写一个复杂的函数来完成这种状态的更新。因此推荐使用useReducer,它返回一个在重新渲染之间不会改变的 dispatch 方法,并且您可以在 reducer 中有操作逻辑。还值得注意的是,useState最后是触发的update 来更新状态,useReducer 则是用dispatch来更新状态。

接下来我们来看这两种钩子函数:useState 和 useReducer 是如何声明和使用的。


  用useState 声明state


useState 的声明语句非常的简单,例如:


const [state, setState] = useState('default state');


useState 返回一个保存当前state和更新state的数组,这里的setState是更新state的函数。


  用useReducer 声明state


使用useReducer 的时候看下面的语句:


const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState)


useReducer 返回一个保存当前state和一个更新state的dispatch函数。这个dispatch函数有点类似setState,我们在用setState更新state的时候,是这样用:


<input type='text' value={state} onChange={(e) => setState(e.currentTarget.value)} />


在onChange事件中调用setState更新当前的state。对比使用useReducer 钩子,可以这样表达:


<button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement'})}>Decrement</button>


这里的语意是当用户点击按钮的时候,会触发dispatch,执行type是decrement的action。另外在使用dispatch函数我们还可以传payload:


<button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement',payload:0})}>Decrement</button>


我们知道useReducer 可以处理复杂多层state的情况,这里笔者继续举该类情况的例子:


const [state, dispatch] = useReducer(loginReducer,  {    users: [      { username: 'Philip', isOnline: false},      { username: 'Mark', isOnline: false },      { username: 'Tope', isOnline: true},      { username: 'Anita', isOnline: false },    ],    loading: false,    error: false,  },);


useReducer 接收一个初始对象,对象的key包含users,loading,error。使用useReducer 管理本地state的方便之处是用useReducer 可以改变部分的state,也就是说,这里可以单独改变users。


什么时候该使用useReducer呢?

在开发项目的时候,随着我们工程的体积不断的变大,其中的状态管理会越来越复杂,此时我们最好使用useReducer。useReducer 提供了比useState更可预测的状态管理。当状态管理变的复杂的时候,这时候useReducer 有着比useState 更好的使用体验。


这里的不得不重提一个法则:当你的state是基础类型,像number,boolean,string等,这时候使用useState是一种更简单、更合适的选择。


下面笔者将创建一个登陆的组件,让读者体会使用useReducer的好处。


  创建一个登陆组件


为了让我们更好的理解useReducer 的用法,这里创建一个登陆组件,并比较一下使用useState 和 useReducer 在状态管理用法上的异同。


首先我们先用useState创建登陆组件:


import React, { useState } from 'react';
export default function LoginUseState() { const [username, setUsername] = useState(''); const [password, setPassword] = useState(''); const [isLoading, showLoader] = useState(false); const [error, setError] = useState(''); const [isLoggedIn, setIsLoggedIn] = useState(false); const onSubmit = async (e) => { e.preventDefault(); setError(''); showLoader(true); try { await function login({ username, password }) { return new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { if (username === 'ejiro' && password === 'password') { resolve(); } else { reject(); } }, 1000); }); } setIsLoggedIn(true); } catch (error) { setError('Incorrect username or password!'); showLoader(false); setUsername(''); setPassword(''); } }; return ( <div className='App'> <div className='login-container'> {isLoggedIn ? ( <> <h1>Welcome {username}!</h1> <button onClick={() => setIsLoggedIn(false)}>Log Out</button> </> ) : ( <form className='form' onSubmit={onSubmit}> {error && <p className='error'>{error}</p>} <p>Please Login!</p> <input type='text' placeholder='username' value={username} onChange={(e) => setUsername(e.currentTarget.value)} /> <input type='password' placeholder='password' autoComplete='new-password' value={password} onChange={(e) => setPassword(e.currentTarget.value)} /> <button className='submit' type='submit' disabled={isLoading}> {isLoading ? 'Logging in...' : 'Log In'} </button> </form> )} </div> </div> );}


对于username,password,isLoading等的管理,都是使用的useState进行的处理,所以这里我们使用了五个useState钩子函数,面对更多的state的时候,有时候我们会担心我们是否可以更好的管理这些state呢。这时候可以尝试用useReducer,直接在reducer 函数中管理全部的状态。


import React, { useReducer } from 'react';
function loginReducer(state, action) { switch (action.type) { case 'field': { return { ...state, [action.fieldName]: action.payload, }; } case 'login': { return { ...state, error: '', isLoading: true, }; } case 'success': { return { ...state, isLoggedIn: true, isLoading: false, }; } case 'error': { return { ...state, error: 'Incorrect username or password!', isLoggedIn: false, isLoading: false, username: '', password: '', }; } case 'logOut': { return { ...state, isLoggedIn: false, }; } default: return state; }}const initialState = { username: '', password: '', isLoading: false, error: '', isLoggedIn: false};export default function LoginUseReducer() { const [state, dispatch] = useReducer(loginReducer, initialState); const { username, password, isLoading, error, isLoggedIn } = state; const onSubmit = async (e) => { e.preventDefault(); dispatch({ type: 'login' }); try { await function login({ username, password }) { return new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { if (username === 'ejiro' && password === 'password') { resolve(); } else { reject(); } }, 1000); }); } dispatch({ type: 'success' }); } catch (error) { dispatch({ type: 'error' }); } }; return ( <div className='App'> <div className='login-container'> {isLoggedIn ? ( <> <h1>Welcome {username}!</h1> <button onClick={() => dispatch({ type: 'logOut' })}> Log Out </button> </> ) : ( <form className='form' onSubmit={onSubmit}> {error && <p className='error'>{error}</p>} <p>Please Login!</p> <input type='text' placeholder='username' value={username} onChange={(e) => dispatch({ type: 'field', fieldName: 'username', payload: e.currentTarget.value, }) } /> <input type='password' placeholder='password' autoComplete='new-password' value={password} onChange={(e) => dispatch({ type: 'field', fieldName: 'password', payload: e.currentTarget.value, }) } /> <button className='submit' type='submit' disabled={isLoading}> {isLoading ? 'Logging in...' : 'Log In'} </button> </form> )} </div> </div> );}


在使用useReducer 代替useState的过程中,我们会发现useReducer会使我们更聚焦于type和action,举个例子说,当执行login动作的时候,会将isLoading,error 和 state进行赋值:


case 'login': {      return {        ...state,        error: '',        isLoading: true,      };    }


体验好的一点是,我们再也不需要主动去更新state,useReducer 的赋值会直接帮助我们解决所有的问题。


  其他例子


  • 最小化的范式


且看下面最简单的例子:


const initialState = 0;const reducer = (state, action) => {  switch (action) {    case 'increment': return state + 1;    case 'decrement': return state - 1;    case 'reset': return 0;    default: throw new Error('Unexpected action');  }};


代码很简单,首先定义一个初始化的state:initialState = 0;之后在reducer函数中通过switch 来对state执行不同的操作。注意到,这里的state其实是个number 对象,这在Redux的使用者看来或许有一些疑惑,因为在redux中都是用object来处理的。这其实是useReducer的方便之处。


在组件中,常常会有点击事件带来状态变化的情况,比如说购物车组件中商品数量的增加,点击加号商品数量会加一,这个时候上面的代码就可以应用到组件中,例如:


const Example01 = () => {  const [count, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);  return (    <div>      {count}      <button onClick={() => dispatch('increment')}>+1</button>      <button onClick={() => dispatch('decrement')}>-1</button>      <button onClick={() => dispatch('reset')}>reset</button>    </div>  );};


当用户点击+1的按钮时,dispatch会出发increment的action,count +1 ,所以会看到state变化后的结果。这种type其实可以定义很多,选择合适的数量即可。


  • action 对象


下面的例子其实有点像redux的用法,习惯redux的同学可能会比较熟悉:


const initialState = {  count1: 0,  count2: 0,};const reducer = (state, action) => {  switch (action.type) {    case 'increment1':      return { ...state, count1: state.count1 + 1 };    case 'decrement1':      return { ...state, count1: state.count1 - 1 };    case 'set1':      return { ...state, count1: action.count };    case 'increment2':      return { ...state, count2: state.count2 + 1 };    case 'decrement2':      return { ...state, count2: state.count2 - 1 };    case 'set2':      return { ...state, count2: action.count };    default:      throw new Error('Unexpected action');  }};

初始化的state是一个对象,并且return 出去的也是一个对象。和前面的那个例子相比,除了多了不同的case之外,在更新state通过对象赋值的方式进行。initialState 对象中是有两个key,在更新的时候针对指定的key更新即可。上面的例子看起来有些复杂,把它用到组件上,会简化使用过程:


const Example02 = () => {  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);  return (    <>      <div>        {state.count1}        <button onClick={() => dispatch({ type: 'increment1' })}>+1</button>        <button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement1' })}>-1</button>        <button onClick={() => dispatch({ type: 'set1', count: 0 })}>reset</button>      </div>      <div>        {state.count2}        <button onClick={() => dispatch({ type: 'increment2' })}>+1</button>        <button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement2' })}>-1</button>        <button onClick={() => dispatch({ type: 'set2', count: 0 })}>reset</button>      </div>    </>  );};

Example2 组件中,上半部分显示的是count1 的变化,下半部分则是显示count2的变化。也是通过点击button来触发dispatch,引起state变化。

在文本框组件中使用


前面的两个例子都是通过button上面的onClick事件来触发,在平时的业务开发中,输入框组件的onChange事件也是我们常使用的方法,此时我们也可以结合useReducer来结合输入框的value属性使用,做到实时展示输入的内容,使得组件受控,见下面的代码:


const initialState = '';const reducer = (state, action) => action;
const Example03 = () => { const [firstName, changeFirstName] = useReducer(reducer, initialState); const [lastName, changeLastName] = useReducer(reducer, initialState); return ( <> <div> First Name: <TextInput value={firstName} onChangeText={changeFirstName} /> </div> <div> Last Name: <TextInput value={lastName} onChangeText={changeLastName} /> </div> </> );};


当我们在TextInput 组件中自定义onChangeText 方法,这个时候通过 changeFirstName 函数,改变changeFirstName值,进而改变value值。


  • 结合useContext使用


在日常的开发中,组件之间共享state的时候,很多人使用全局的state,虽然这样可以满足需求,但是降低了组件的灵活性和扩展性,所以更优雅的一种方式是使用useContext,对于useContext不熟悉的同学可以参考react官方文档关于这一部分的讲解。在本例子中,笔者将使用useContext 和 useReducer 函数一起使用,看下面的代码:


const CountContext = React.createContext();
const CountProvider = ({ children }) => { const contextValue = useReducer(reducer, initialState); return ( <CountContext.Provider value={contextValue}> {children} </CountContext.Provider> );};
const useCount = () => { const contextValue = useContext(CountContext); return contextValue;};


useCount 函数是自定义的hook,和正常的hook使用的方式是一致的。那么组件在使用useCount 钩子的时候,可以像下面这样用:


const Counter = () => {  const [count, dispatch] = useCount();  return (    <div>      {count}      <button onClick={() => dispatch({ type: 'increment' })}>+1</button>      <button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement' })}>-1</button>      <button onClick={() => dispatch({ type: 'set', count: 0 })}>reset</button>    </div>  );};
// now use itconst Example05 = () => ( <> <CountProvider> <Counter /> <Counter /> </CountProvider> <CountProvider> <Counter /> <Counter /> </CountProvider> </>);


useCount 会走内部的useReducer,这个时候通过dispatch函数会改变对应的state的状态。


  • 订阅的需要


Context使用的场景其实是在组件之间,但是如果在组件的外部,这个时候我们需要使用订阅来做。这个时候我们可以订阅一个共享的state,并当state更新的时候去更新组件。对于前面的那个使用Context的例子,这里我们用订阅实现一下。


第一步,首先写一个最简单的useReducer:


const useForceUpdate = () => useReducer(state => !state, false)[1];


接下里写一个函数创建共享的state并返回一个钩子函数:


const createSharedState = (reducer, initialState) => {  const subscribers = [];  let state = initialState;  const dispatch = (action) => {    state = reducer(state, action);    subscribers.forEach(callback => callback());  };  const useSharedState = () => {    const forceUpdate = useForceUpdate();    useEffect(() => {      const callback = () => forceUpdate();      subscribers.push(callback);      callback(); // in case it's already updated      const cleanup = () => {        const index = subscribers.indexOf(callback);        subscribers.splice(index, 1);      };      return cleanup;    }, []);    return [state, dispatch];  };  return useSharedState;};


这里我们使用了useEffect钩子函数,在这个钩子函数中,我们订阅一个回调函数来更新组件,当组件卸载的时候,我们也会清除订阅。


接下来我们创建两个共享的state:


const useCount1 = createSharedState(reducer, initialState);const useCount2 = createSharedState(reducer, initialState);


用一下这个钩子函数:


const Counter = ({ count, dispatch }) => (  <div>    {count}    <button onClick={() => dispatch({ type: 'increment' })}>+1</button>    <button onClick={() => dispatch({ type: 'decrement' })}>-1</button>    <button onClick={() => dispatch({ type: 'set', count: 0 })}>reset</button>  </div>);
const Counter1 = () => { const [count, dispatch] = useCount1(); return <Counter count={count} dispatch={dispatch} />};
const Counter2 = () => { const [count, dispatch] = useCount2(); return <Counter count={count} dispatch={dispatch} />};


最后我们用一个函数组件封装Counter:


const Example06 = () => (  <>    <Counter1 />    <Counter1 />    <Counter2 />    <Counter2 />  </>);


这里的count的更新都是使用共享的useCount钩子函数。


什么时候不该使用useReducer呢?

这是一个好的问题,前面介绍了使用useReducer 的情况,但是什么时候我们不可以用useReducer 呢。


为了更好的理解这个问题,笔者首先说一下使用useReducer 基本的心智,useReducer 是可以帮助我们管理复杂的state , 但是我们也不应该忽略redux在某些情况下可能是更好的选择。


最开始我们的想法是我们尽量避免使用第三方的state管理工具,当你有疑惑是否要使用他们时,说明这不是用他们的时候。


下面笔者列举几个使用Redux和Mobx的例子。


  当你的应用需要单一的来源时


当前端的应用通过接口获取数据,且这个数据源就是从这个接口获取的,这个时候使用Redux 可以更方便的管理我们的state,就像是写一个todo/undo demo,直接可以使用Redux。


  当你需要一个更可预测的状态


当你的应用运行在不同的环境中时,使用Redux可以使得state的管理变得更稳定。同样的state和action传到reducer的时候,会返回相同的结果。并且redux不会带来副作用,只有action会使其更改状态。


  当状态提升到顶部组件


当需要在顶部组件处理所有的状态的时候,这时候使用Redux 是更好的选择。


总结

到这里useReducer 的使用姿势和用法例子讲解都已经介绍完成了,最后我们回顾一下,首先类比于redux的reducer,useReducer 的思路和redux一样,不同点是在于useReducer 最终操作的对象是state。在使用上,就拿最简单的button组件为例子,点击的时候触发dispatch,根据type修改state。复杂一点的,可以结合useContext使用,满足多个组件共享state的情况。


总之,在掌握用法之后,多在项目中实践,learn by doing , 是较为有效的掌握知识的方式。


团队介绍

天猫优品前端团队,主要负责优品线上和线下的电器相关的所有业务,包括渠道、供应链、营销激励,业务类型众多。技术挑战众多,在这里我们有serverless , 跨端应用,小程序,性能优化实践等等,欢迎了解关注。


✿  拓展阅读
 

作者| 刘颖斌(叁弟)
编辑|橙子君

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