本文由图雀社区成员 mRc[1] 写作而成，欢迎加入图雀社区[2]，一起创作精彩的免费技术教程，予力编程行业发展。
随着应用状态越来越复杂，我们迫切需要状态与数据流管理的解决方案。熟悉 React 开发的同学一定听说过 Redux，而在这篇文章中，我们将通过 useReducer useContext 的组合实现一个简易版的 Redux。首先，我们将带你重新认识“老朋友”useState，并借此引出这篇文章的主角：Reducer 函数与 useReducer 钩子，并通过实战一步步带你理清数据流和状态管理的基本思想。
useState：柳暗花明
欢迎继续阅读《用动画和实战打开 React Hooks 系列》：
- 《用动画和实战打开 React Hooks（一）：useState 和 useEffect》[3]
- 《用动画和实战打开 React Hooks（二）：自定义 Hook 和 useCallback》[4]
如果你想要直接从这一篇开始学习，那么请克隆我们为你提供的源代码：
代码语言：javascript复制git clone -b third-part https://github.com/tuture-dev/covid-19-with-hooks.git
# 如果你访问 GitHub 不流畅，我们还提供了 Gitee 地址
git clone -b third-part https://gitee.com/tuture/covid-19-with-hooks.git
在这第三篇文章中，我们将首先来重温一下 useState 。在之前的两篇教程中，我们可以说和 useState 并肩作战了很久，是我们非常“熟悉”的老朋友了。但是回过头来，我们真的足够了解它吗？
一个未解决的问题
你很有可能在使用 useState 的时候遇到过一个问题：通过 Setter 修改状态的时候，怎么读取上一个状态值，并在此基础上修改呢？如果你看文档足够细致，应该会注意到 useState 有一个函数式更新（Functional Update）的用法，以下面这段计数器（代码来自 React 官网[5]）为例：
function Counter({initialCount}) {
const [count, setCount] = useState(initialCount);
return (
<>
Count: {count}
<button onClick={() => setCount(initialCount)}>Reset</button>
<button onClick={() => setCount(prevCount => prevCount - 1)}>-</button>
<button onClick={() => setCount(prevCount => prevCount 1)}> </button>
</>
);
}
可以看到，我们传入 setCount 的是一个函数，它的参数是之前的状态，返回的是新的状态。熟悉 Redux 的朋友马上就指出来了：这其实就是一个 Reducer 函数[6]。
Reducer 函数的前生今世
Redux 文档里面已经详细地阐述了 Reducer 函数[7]，但是我们这里将先回归最基础的概念，暂时忘掉框架相关的知识。在学习 JavaScript 基础时，你应该接触过数组的 reduce 方法，它可以用一种相当炫酷的方式实现数组求和：
const nums = [1, 2, 3]
const value = nums.reduce((acc, next) => acc next, 0)
其中 reduce 的第一个参数 (acc, next) => acc next 就是一个 Reducer 函数。从表面上来看，这个函数接受一个状态的累积值 acc 和新的值 next，然后返回更新过后的累积值 acc next。从更深层次来说，Reducer 函数有两个必要规则：
- 只返回一个值
- 不修改输入值，而是返回新的值
第一点很好判断，其中第二点则是很多新手踩过的坑，对比以下两个函数：
代码语言：javascript复制// 不是 Reducer 函数！
function buy(cart, thing) {
cart.push(thing);
return cart;
}
// 正宗的 Reducer 函数
function buy(cart, thing) {
return cart.concat(thing);
}
上面的函数调用了数组的 push 方法，会就地修改输入的 cart 参数（是否 return 都无所谓了），违反了 Reducer 第二条规则，而下面的函数通过数组的 concat 方法返回了一个全新的数组，避免了直接修改 cart 。
我们回过头来看之前 useState 的函数式更新写法：
setCount(prevCount => prevCount 1);
是不是一个很标准的 Reducer？
最熟悉的陌生人
我们在前两篇教程中大量地使用了 useState，你可能就此认为 useState 应该是最底层的元素了。但实际上在 React 的源码中，useState 的实现使用了 useReducer（本文的主角，下面会讲到）。在 React 源码[8]中有这么一个关键的函数 basicStateReducer（去掉了源码中的 Flow[9] 类型定义）：
function basicStateReducer(state, action) {
return typeof action === 'function' ? action(state) : action;
}
于是，当我们通过 setCount(prevCount => prevCount 1) 改变状态时，传入的 action 就是一个 Reducer 函数，然后调用该函数并传入当前的 state，得到更新后的状态。而我们之前通过传入具体的值修改状态时（例如 setCount(5)），由于不是函数，所以直接取传入的值作为更新后的状态。
提示 这里选取的是 React v16.13.1[10] 的源码，但是整体的实现应该已经趋于稳定，原理上不会相差太多。
听上去还是有点迷迷糊糊？又到了我们的动画环节。首先，我们传入的 action 是一个具体的值：
当传入 Setter 的是一个 Reducer 函数的时候：
是不是一下子就豁然开朗了？
实战环节
这一步要写的代码比较多（可自行复制粘贴哈），我们要实现如下图所示的历史趋势图展示效果：
注意到我们展示了三个历史趋势（确诊病例 Cases、死亡病例 Deaths 和治愈病例 Recovered），并且每张历史趋势图可以调节过去的天数（从 0 到 30 天）。
实现历史趋势图
首先，让我们来实现历史曲线图 HistoryChart 组件。创建 src/components/HistoryChart.js 组件，代码如下：
// src/components/HistoryChart.js
import React from "react";
import {
AreaChart,
CartesianGrid,
XAxis,
YAxis,
Tooltip,
Area,
} from "recharts";
const TITLE2COLOR = {
Cases: "#D0021B",
Deaths: "#4A4A4A",
Recovered: "#09C79C",
};
function HistoryChart({ title, data, lastDays, onLastDaysChange }) {
const colorKey = `color${title}`;
const color = TITLE2COLOR[title];
return (
<div>
<AreaChart
width={400}
height={150}
data={data.slice(-lastDays)}
margin={{ top: 10, right: 30, left: 10, bottom: 0 }}
>
<defs>
<linearGradient id={colorKey} x1='0' y1='0' x2='0' y2='1'>
<stop offset='5%' stopColor={color} stopOpacity={0.8} />
<stop offset='95%' stopColor={color} stopOpacity={0} />
</linearGradient>
</defs>
<XAxis dataKey='time' />
<YAxis />
<CartesianGrid strokeDasharray='3 3' />
<Tooltip />
<Area
type='monotone'
dataKey='number'
stroke={color}
fillOpacity={1}
fill={`url(#${colorKey})`}
/>
</AreaChart>
<h3>{title}</h3>
<input
type='range'
min='1'
max='30'
value={lastDays}
onChange={onLastDaysChange}
/>
Last {lastDays} days
</div>
);
}
export default HistoryChart;
这里我们使用了 Recharts[11] 的 AreaChart[12] 组件来绘制历史趋势图，然后在图表下方添加了一个范围拖动条，能够让用户选择查看过去 1 到 30 天的历史趋势。
HistoryChart 组件包含以下 Props：
title是图表标题data就是绘制图表需要的历史数据lastDays是显示过去 N 天的数据，可以通过data.slice(-lastDays)进行选择onLastDaysChange是用户通过input修改处理过去 N 天时的事件处理函数
接着，我们需要一个辅助函数来对历史数据进行一些转换处理。NovelCOVID 19 API 返回的历史数据是一个对象：
代码语言：javascript复制{
"3/28/20": 81999,
"3/29/20": 82122
}
为了能够适应 Recharts 的数据格式，我们希望转换成数组格式：
代码语言：javascript复制[
{
time: "3/28/20",
number: 81999
},
{
time: "3/29/20",
number: 82122
}
]
这个可以通过 Object.entries 很方便地进行转换。我们创建 src/utils.js 文件，实现 transformHistory 函数，代码如下：
// src/utils.js
export function transformHistory(timeline = {}) {
return Object.entries(timeline).map((entry) => {
const [time, number] = entry;
return { time, number };
});
}
接着我们来实现历史趋势图组 HistoryChartGroup，包含三个图表：确诊病例（Cases）、死亡人数（Deaths）和治愈病例（Recovered）。创建 src/components/HistoryChartGroup.js，代码如下：
// src/components/HistoryChartGroup.js
import React, { useState } from "react";
import HistoryChart from "./HistoryChart";
import { transformHistory } from "../utils";
function HistoryChartGroup({ history = {} }) {
const [lastDays, setLastDays] = useState({
cases: 30,
deaths: 30,
recovered: 30,
});
function handleLastDaysChange(e, key) {
setLastDays((prev) => ({ ...prev, [key]: e.target.value }));
}
return (
<div className='history-group'>
<HistoryChart
title='Cases'
data={transformHistory(history.cases)}
lastDays={lastDays.cases}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "cases")}
/>
<HistoryChart
title='Deaths'
data={transformHistory(history.deaths)}
lastDays={lastDays.deaths}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "deaths")}
/>
<HistoryChart
title='Recovered'
data={transformHistory(history.recovered)}
lastDays={lastDays.recovered}
onLastDaysChange={(e) => handleLastDaysChange(e, "recovered")}
/>
</div>
);
}
export default HistoryChartGroup;
调整 CountriesChart 组件
我们需要稍微调整一下 CountriesChart 组件，使得用户在点击一个国家的数据后，能够展示对应的历史趋势图。打开 src/components/CountriesChart.js，添加一个 onClick Prop，并传入 BarChart 中，如下面的代码所示：
// src/components/CountriesChart.js
// ...
function CountriesChart({ data, dataKey, onClick }) {
return (
<BarChart
width={1200}
height={250}
style={{ margin: "auto" }}
margin={{ top: 30, left: 20, right: 30 }}
data={data}
onClick={onClick}
>
// ...
</BarChart>
);
}
// ...
在根组件中集成
最后，我们调整根组件，把之前实现的历史趋势图和修改后的 CountriesChart 集成到应用中。打开 src/App.js，代码如下：
// src/App.js
// ...
import HistoryChartGroup from "./components/HistoryChartGroup";
function App() {
// ...
const [country, setCountry] = useState(null);
const history = useCoronaAPI(`/historical/${country}`, {
initialData: {},
converter: (data) => data.timeline,
});
return (
<div className='App'>
<h1>COVID-19</h1>
<GlobalStats stats={globalStats} />
<SelectDataKey onChange={(e) => setKey(e.target.value)} />
<CountriesChart
data={countries}
dataKey={key}
onClick={(payload) => setCountry(payload.activeLabel)}
/>
{country ? (
<>
<h2>History for {country}</h2>
<HistoryChartGroup history={history} />
</>
) : (
<h2>Click on a country to show its history.</h2>
)}
</div>
);
}
export default App;
成功 写完之后开启项目，点击直方图中的任意一个国家，就会展示该国家的历史趋势图（累计确诊、死亡病例、治愈病例），我们还可以随意调节过去的天数。
虽然现在我们的应用已经初步成型，但回过头来看代码，发现组件的状态和修改状态的逻辑散落在各个组件中，后面维护和实现新功能时无疑会遇到很大的困难，这时候就需要做专门的状态管理了。熟悉 React 开发的同学一定知道 Redux[13] 或者 MobX[14] 这样的库，不过借助 React Hooks，我们可以自己轻松地实现一个轻量级的状态管理解决方案。
useReducer useContext：呼风唤雨
在之前我们说过，这篇文章将通过 React Hooks 来实现一个轻量级的、类似 Redux 的状态管理模型。不过在此之前，我们先简单地过一遍 Redux 的基本思想（熟悉的同学可以直接跳过哈）。
Redux 基本思想
之前，应用的状态（例如我们应用中当前国家、历史数据等等）散落在各个组件中，大概就像这样：
可以看到，每个组件都有自己的 State（状态）和 State Setter（状态修改函数），这意味着跨组件的状态读取和修改是相当麻烦的。而 Redux 的核心思想之一就是将状态放到唯一的全局对象（一般称为 Store）中，而修改状态则是调用对应的 Reducer 函数去更新 Store 中的状态，大概就像这样：
上面这个动画描述的是组件 A 改变 B 和 C 中状态的过程：
- 三个组件挂载时，从 Store 中获取并订阅相应的状态数据并展示（注意是只读的，不能直接修改）
- 用户点击组件 A，触发事件监听函数
- 监听函数中派发（Dispatch）对应的动作（Action），传入 Reducer 函数
- Reducer 函数返回更新后的状态，并以此更新 Store
- 由于组件 B 和 C 订阅了 Store 的状态，所以重新获取更新后的状态并调整 UI
提示 这篇教程不会详细地讲解 Redux，想要深入学习的同学可以阅读我们的《Redux 包教包会》[15]系列教程。
useReducer 使用浅析
首先，我们还是来看下官方介绍的 useReducer 使用方法：
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialArg, init);
首先我们来看下 useReducer 需要提供哪些参数：
- 第一个参数
reducer显然是必须的，它的形式跟 Redux 中的 Reducer 函数完全一致，即(state, action) => newState。 - 第二个参数
initialArg就是状态的初始值。 - 第三个参数
init是一个可选的用于懒初始化（Lazy Initialization）的函数，这个函数返回初始化后的状态。
返回的 state（只读状态）和 dispatch（派发函数）则比较容易理解了。我们来结合一个简单的计数器例子讲解一下：
// Reducer 函数
function reducer(state, action) {
switch (action.type) {
case 'increment':
return { count: state.count 1 };
default:
throw new Error();
}
}
function Counter() {
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, { count: 0 });
return (
<>
Count: {state.count}
<button onClick={() => dispatch({ type: 'increment' })}> </button>
</>
);
}
我们首先关注一下 Reducer 函数，它的两个参数 state 和 action 分别是当前状态和 dispatch 派发的动作。这里的动作就是普通的 JavaScript 对象，用来表示修改状态的操作，注意 type 是必须要有的属性，代表动作的类型。然后我们根据 action 的类型返回相应修改后的新状态。
然后在 Counter 组件中，我们通过 useReducer 钩子获取到了状态和 dispatch 函数，然后把这个状态渲染出来。在按钮 button 的 onClick 回调函数中，我们通过 dispatch 一个类型为 increment 的 Action 去更新状态。
天哪，为什么一个简单的计数器都搞得这么复杂！简简单单一个 useState 不就搞定了吗？
什么时候该用 useReducer
你也许发现，useReducer 和 useState 的使用目的几乎是一样的：定义状态和修改状态的逻辑。useReducer 使用起来较为繁琐，但如果你的状态管理出现了至少一个以下所列举的问题：
- 需要维护的状态本身比较复杂，多个状态之间相互依赖
- 修改状态的过程比较复杂
那么我们就强烈建议你使用 useReducer 了。我们来通过一个实际的案例讲解来感受一下 useReducer 的威力（这次不是无聊的计数器啦）。假设我们要做一个支持撤销和重做的编辑器，它的 init 函数和 Reducer 函数分别如下：
// 用于懒初始化的函数
function init(initialState) {
return {
past: [],
present: initialState,
future: [],
};
}
// Reducer 函数
function reducer(state, action) {
const { past, future, present } = state;
switch (action.type) {
case 'UNDO':
return {
past: past.slice(0, past.length - 1),
present: past[past.length - 1],
future: [present, ...future],
};
case 'REDO':
return {
past: [...past, present],
present: future[0],
future: future.slice(1),
};
default:
return state;
}
}
试试看用 useState 去写，会不会很复杂？
useContext 使用浅析
现在状态的获取和修改都已经通过 useReducer 搞定了，那么只差一个问题：怎么让所有组件都能获取到 dispatch 函数呢？
在 Hooks 诞生之前，React 已经有了在组件树中共享数据的解决方案：Context[16]。在类组件中，我们可以通过 Class.contextType 属性获取到最近的 Context Provider，那么在函数式组件中，我们该怎么获取呢？答案就是 useContext 钩子。使用起来非常简单：
// 在某个文件中定义 MyContext
const MyContext = React.createContext('hello');
// 在函数式组件中获取 Context
function Component() {
const value = useContext(MyContext);
// ...
}
通过 useContext ，我们就可以轻松地让所有组件都能获取到 dispatch 函数了！
实战环节
设计中心状态
好的，让我们开始用 useReducer useContext 的组合来重构应用的状态管理。按照状态中心化的原则，我们把整个应用的状态提取到一个全局对象中。初步设计（TypeScript 类型定义）如下：
代码语言：javascript复制type AppState {
// 数据指标类别
key: "cases" | "deaths" | "recovered";
// 当前国家
country: string | null;
// 过去天数
lastDays: {
cases: number;
deaths: number;
recovered: number;
}
}
在根组件中定义 Reducer 和 Dispatch Context
这一次我们按照自顶向下的顺序，先在根组件 App 中配置好所有需要的 Reducer 以及 Dispatch 上下文。打开 src/App.js ，修改代码如下：
// src/App.js
import React, { useReducer } from "react";
// ...
const initialState = {
key: "cases",
country: null,
lastDays: {
cases: 30,
deaths: 30,
recovered: 30,
},
};
function reducer(state, action) {
switch (action.type) {
case "SET_KEY":
return { ...state, key: action.key };
case "SET_COUNTRY":
return { ...state, country: action.country };
case "SET_LASTDAYS":
return {
...state,
lastDays: { ...state.lastDays, [action.key]: action.days },
};
default:
return state;
}
}
// 用于传递 dispatch 的 React Context
export const AppDispatch = React.createContext(null);
function App() {
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
const { key, country, lastDays } = state;
const globalStats = useCoronaAPI("/all", {
initialData: {},
refetchInterval: 5000,
});
const countries = useCoronaAPI(`/countries?sort=${key}`, {
initialData: [],
converter: (data) => data.slice(0, 10),
});
const history = useCoronaAPI(`/historical/${country}`, {
initialData: {},
converter: (data) => data.timeline,
});
return (
<AppDispatch.Provider value={dispatch}>
<div className='App'>
<h1>COVID-19</h1>
<GlobalStats stats={globalStats} />
<SelectDataKey />
<CountriesChart data={countries} dataKey={key} />
{country ? (
<>
<h2>History for {country}</h2>
<HistoryChartGroup history={history} lastDays={lastDays} />
</>
) : (
<h2>Click on a country to show its history.</h2>
)}
</div>
</AppDispatch.Provider>
);
}
export default App;
我们来一一分析上面的代码变化：
- 首先定义了整个应用的初始状态
initialState，这个是后面useReducer钩子所需要的 - 然后我们定义了 Reducer 函数，主要响应三个 Action：
SET_KEY、SET_COUNTRY和SET_LASTDAYS，分别用于修改数据指标、国家和过去天数这三个状态 - 定义了
AppDispatch这个 Context，用来向子组件传递dispatch - 调用
useReducer钩子，获取到状态state和分发函数dispatch - 最后在渲染时用
AppDispatch.Provider将整个应用包裹起来，传入dispatch，使子组件都能获取得到
在子组件中通过 Dispatch 修改状态
现在子组件的所有状态都已经提取到了根组件中，而子组件唯一要做的就是在响应用户事件时通过 dispatch 去修改中心状态。思路非常简单：
- 先通过
useContext获取到App组件传下来的dispatch - 调用
dispatch，发起相应的动作（Action）
OK，让我们开始动手吧。打开 src/components/CountriesChart.js ，修改代码如下：
// src/components/CountriesChart.js
import React, { useContext } from "react";
// ...
import { AppDispatch } from "../App";
function CountriesChart({ data, dataKey }) {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function onClick(payload = {}) {
if (payload.activeLabel) {
dispatch({ type: "SET_COUNTRY", country: payload.activeLabel });
}
}
return (
// ...
);
}
export default CountriesChart;
按照同样的思路，我们来修改 src/components/HistoryChartGroup.js 组件：
// src/components/HistoryChartGroup.js
import React, { useContext } from "react";
import HistoryChart from "./HistoryChart";
import { transformHistory } from "../utils";
import { AppDispatch } from "../App";
function HistoryChartGroup({ history = {}, lastDays = {} }) {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function handleLastDaysChange(e, key) {
dispatch({ type: "SET_LASTDAYS", key, days: e.target.value });
}
return (
// ...
);
}
export default HistoryChartGroup;
最后一公里，修改 src/components/SelectDataKey.js ：
// src/components/SelectDataKey.js
import React, { useContext } from "react";
import { AppDispatch } from "../App";
function SelectDataKey() {
const dispatch = useContext(AppDispatch);
function onChange(e) {
dispatch({ type: "SET_KEY", key: e.target.value });
}
return (
// ...
);
}
export default SelectDataKey;
重构完成，把项目跑起来，应该会发现和上一步的功能分毫不差。
提示 如果你熟悉 Redux，会发现我们的重构存在一个小小的遗憾：子组件只能通过传递 Props 的方式获取根组件
App中的state。一个变通之计是通过把state也装进 Context 来解决，但如果遇到这种需求，笔者还是建议直接使用 Redux。
Redux 还有用吗：Control 与 Context 之争
听到有些声音说有了 React Hooks，都不需要 Redux 了。那 Redux 到底还有用吗？
在回答这个问题之前，请允许我先胡思乱想一波。React Hooks 确实强大得可怕，特别是通过优秀的第三方自定义 Hooks 库，几乎能让每个组件都能游刃有余地处理复杂的业务逻辑。反观 Redux，它的核心思想就是将状态和修改状态的操作全部集中起来进行。
有没有发现，这其实刚好对应了两种管理学思想 Context 和 Control？
Control 就是将权力集中起来，员工们只需有条不紊地按照 CEO 的决策执行相应的任务，就像 Redux 中的全局 Store 是”唯一的真相来源“（Single Source of Truth），所有状态和数据流的更新必须经过 Store；而 Context 就是给予各部门、各层级足够的决策权，因为他们所拥有的上下文更充足，专业度也更好，就像 React 中响应特定逻辑的组件具有更充足的上下文，并且可以借助 Hooks ”自给自足“地执行任务，而无需依赖全局的 Store。
聊到这里，我想你心里已经有自己的答案了。如果你想要分享的话，记得在评论区留言哦~
想要学习更多精彩的实战技术教程？来图雀社区[17]逛逛吧。
参考资料
[1]
mRc: https://github.com/mRcfps
[2]
图雀社区: https://tuture.co?utm_source=juejin_zhuanlan
[3]
《用动画和实战打开 React Hooks（一）：useState 和 useEffect》: https://juejin.im/post/5e8d2e06f265da47c801271e
[4]
《用动画和实战打开 React Hooks（二）：自定义 Hook 和 useCallback》: https://juejin.im/post/5e9c5217f265da47c06ed913
[5]
React 官网: https://reactjs.org/docs/hooks-reference.html#functional-updates
[6]
Reducer 函数: https://redux.js.org/basics/reducers
[7]
Reducer 函数: https://redux.js.org/basics/reducers
[8]
React 源码: https://github.com/facebook/react/blob/v16.13.1/packages/react-reconciler/src/ReactFiberHooks.js#L623
[9]
Flow: https://flow.org/
[10]
React v16.13.1: https://github.com/facebook/react/tree/v16.13.1
[11]
Recharts: http://recharts.org/
[12]
AreaChart: http://recharts.org/en-US/api/AreaChart
[13]
Redux: https://redux.js.org/
[14]
MobX: https://mobx.js.org/README.html
[15]
《Redux 包教包会》: https://juejin.im/post/5df62cd8e51d4558270ef5ca
[16]
Context: https://zh-hans.reactjs.org/docs/context.html
[17]
图雀社区: https://tuture.co?utm_source=juejin_zhuanlan
