React useReducer 终极使用教程
本文完整版：《React useReducer 终极使用教程》
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。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。
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;
// or
import 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 吗，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。
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useReducer 工作原理
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 located
const [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 function
function reducer(state, action) {
switch (action.type) {
// ...
case 'reset':
return { count: action.payload };
default:
throw new Error();
}
}
// wherever our useReducer is located
const [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 和 useReducer 比较和区别及应用场景
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。
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useReducer 用法之可以使用的场景
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。
何时该使用 useReducer 实战应用案例
useReducer 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。
useReducer 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。
useReducer 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。
useReducer 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 it
const 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。
useReducer 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。
useReducer 用法之不该使用的场景
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。
React useReducer 教程总结
到这里 useReducer 的使用场景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。
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