异步 Action

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2023-12-01

在基础教程中，我们创建了一个简单的 todo 应用。它只有同步操作。每当 dispatch action 时，state 会被立即更新。

在本教程中，我们将开发一个不同的，异步的应用。它将使用 Reddit API 来获取并显示指定 subreddit 下的帖子列表。那么 Redux 究竟是如何处理异步数据流的呢？

Action

当调用异步 API 时，有两个非常关键的时刻：发起请求的时刻，和接收到响应的时刻（也可能是超时）。

这两个时刻都可能会更改应用的 state；为此，你需要 dispatch 普通的同步 action。一般情况下，每个 API 请求都需要 dispatch 至少三种 action：

一种通知 reducer 请求开始的 action。
对于这种 action，reducer 可能会切换一下 state 中的 isFetching 标记。以此来告诉 UI 来显示加载界面。
一种通知 reducer 请求成功的 action。
对于这种 action，reducer 可能会把接收到的新数据合并到 state 中，并重置 isFetching。UI 则会隐藏加载界面，并显示接收到的数据。
一种通知 reducer 请求失败的 action。
对于这种 action，reducer 可能会重置 isFetching。另外，有些 reducer 会保存这些失败信息，并在 UI 里显示出来。

为了区分这三种 action，可能在 action 里添加一个专门的 status 字段作为标记位：

{ type: 'FETCH_POSTS' }
{ type: 'FETCH_POSTS', status: 'error', error: 'Oops' }
{ type: 'FETCH_POSTS', status: 'success', response: { ... } }

又或者为它们定义不同的 type：

{ type: 'FETCH_POSTS_REQUEST' }
{ type: 'FETCH_POSTS_FAILURE', error: 'Oops' }
{ type: 'FETCH_POSTS_SUCCESS', response: { ... } }

究竟使用带有标记位的同一个 action，还是多个 action type 呢，完全取决于你。这应该是你的团队共同达成的约定。使用多个 type 会降低犯错误的机率，但是如果你使用像 redux-actions 这类的辅助库来生成 action 创建函数和 reducer 的话，这就完全不是问题了。

无论使用哪种约定，一定要在整个应用中保持统一。
在本教程中，我们将使用不同的 type 来做。

同步 Action 创建函数（Action Creator）

下面先定义几个同步的 action 类型和 action 创建函数。比如，用户可以选择要显示的 subreddit：

`actions.js`

export const SELECT_SUBREDDIT = 'SELECT_SUBREDDIT'

export function selectSubreddit(subreddit) {
  return {
    type: SELECT_SUBREDDIT,
    subreddit
  }
}

也可以按 "刷新" 按钮来更新它：

export const INVALIDATE_SUBREDDIT = 'INVALIDATE_SUBREDDIT'

export function invalidatesubreddit(subreddit) {
  return {
    type: INVALIDATE_SUBREDDIT,
    subreddit
  }
}

这些是用户操作来控制的 action。也有另外一类 action，是由网络请求来控制。后面会介绍如何使用它们，现在，我们只是来定义它们。

当需要获取指定 subreddit 的帖子的时候，需要 dispatch REQUEST_POSTS action：

export const REQUEST_POSTS = 'REQUEST_POSTS'

export function requestPosts(subreddit) {
  return {
    type: REQUEST_POSTS,
    subreddit
  }
}

把 REQUEST_POSTS 和 SELECT_SUBREDDIT 或 INVALIDATE_SUBREDDIT 分开很重要。虽然它们的发生有先后顺序，但随着应用变得复杂，有些用户操作（比如，预加载最流行的 subreddit，或者一段时间后自动刷新过期数据）后需要马上请求数据。路由变化时也可能需要请求数据，所以一开始如果把请求数据和特定的 UI 事件耦合到一起是不明智的。

最后，当收到请求响应时，我们会 dispatch RECEIVE_POSTS：

export const RECEIVE_POSTS = 'RECEIVE_POSTS'

export function receivePosts(subreddit, json) {
  return {
    type: RECEIVE_POSTS,
    subreddit,
    posts: json.data.children.map(child => child.data),
    receivedAt: Date.now()
  }
}

以上就是现在需要知道的所有内容。稍后会介绍如何把 dispatch action 与网络请求结合起来。

错误处理须知

在实际应用中，网络请求失败时也需要 dispatch action。虽然在本教程中我们并不做错误处理，但是这个真实场景的案例会演示一种实现方案。

设计 state 结构

就像在基础教程中，在功能开发前你需要设计应用的 state 结构。在写异步代码的时候，需要考虑更多的 state，所以我们要仔细考虑一下。

这部分内容通常让初学者感到迷惑，因为选择哪些信息才能清晰地描述异步应用的 state 并不直观，还有怎么用一个树来把这些信息组织起来。

我们以最通用的案例来打头：列表。Web 应用经常需要展示一些内容的列表。比如，帖子的列表，朋友的列表。首先要明确应用要显示哪些列表。然后把它们分开储存在 state 中，这样你才能对它们分别做缓存并且在需要的时候再次请求更新数据。

"Reddit 头条" 应用会长这个样子：

{
  selectedsubreddit: 'frontend',
  postsBySubreddit: {
    frontend: {
      isFetching: true,
      didInvalidate: false,
      items: []
    },
    reactjs: {
      isFetching: false,
      didInvalidate: false,
      lastUpdated: 1439478405547,
      items: [
        {
          id: 42,
          title: 'Confusion about Flux and Relay'
        },
        {
          id: 500,
          title: 'Creating a Simple Application Using React JS and Flux Architecture'
        }
      ]
    }
  }
}

下面列出几个要点：

分开存储 subreddit 信息，是为了缓存所有 subreddit。当用户来回切换 subreddit 时，可以立即更新，同时在不需要的时候可以不请求数据。不要担心把所有帖子放到内存中（会浪费内存）：除非你需要处理成千上万条帖子，同时用户还很少关闭标签页，否则你不需要做任何清理。
每个帖子的列表都需要使用 isFetching 来显示进度条，didInvalidate 来标记数据是否过期，lastUpdated 来存放数据最后更新时间，还有 items 存放列表信息本身。在实际应用中，你还需要存放 fetchedPageCount 和 nextPageUrl 这样分页相关的 state。

嵌套内容须知

在这个示例中，接收到的列表和分页信息是存在一起的。但是，这种做法并不适用于有互相引用的嵌套内容的场景，或者用户可以编辑列表的场景。想像一下用户需要编辑一个接收到的帖子，但这个帖子在 state tree 的多个位置重复出现。这会让开发变得非常困难。

如果你有嵌套内容，或者用户可以编辑接收到的内容，你需要把它们分开存放在 state 中，就像数据库中一样。在分页信息中，只使用它们的 ID 来引用。这可以让你始终保持数据更新。真实场景的案例中演示了这种做法，结合 normalizr 来把嵌套的 API 响应数据范式化，最终的 state 看起来是这样：

{
  selectedsubreddit: 'frontend',
  entities: {
    users: {
      2: {
        id: 2,
        name: 'Andrew'
      }
    },
    posts: {
      42: {
        id: 42,
        title: 'Confusion about Flux and Relay',
        author: 2
      },
      100: {
        id: 100,
        title: 'Creating a Simple Application Using React JS and Flux Architecture',
        author: 2
      }
    }
  },
  postsBySubreddit: {
    frontend: {
      isFetching: true,
      didInvalidate: false,
      items: []
    },
    reactjs: {
      isFetching: false,
      didInvalidate: false,
      lastUpdated: 1439478405547,
      items: [ 42, 100 ]
    }
  }
}

在本教程中，我们不会对内容进行范式化，但是在一个复杂些的应用中你可能需要使用。

处理 Action

在讲 dispatch action 与网络请求结合使用细节前，我们为上面定义的 action 开发一些 reducer。

Reducer 组合须知

这里，我们假设你已经学习过 combineReducers() 并理解 reducer 组合，还有基础章节中的拆分 Reducer。如果还没有，请先学习。

`reducers.js`

import { combineReducers } from 'redux'
import {
  SELECT_SUBREDDIT,
  INVALIDATE_SUBREDDIT,
  REQUEST_POSTS,
  RECEIVE_POSTS
} from '../actions'

function selectedsubreddit(state = 'reactjs', action) {
  switch (action.type) {
    case SELECT_SUBREDDIT:
      return action.subreddit
    default:
      return state
  }
}

function posts(
  state = {
    isFetching: false,
    didInvalidate: false,
    items: []
  },
  action
) {
  switch (action.type) {
    case INVALIDATE_SUBREDDIT:
      return Object.assign({}, state, {
        didInvalidate: true
      })
    case REQUEST_POSTS:
      return Object.assign({}, state, {
        isFetching: true,
        didInvalidate: false
      })
    case RECEIVE_POSTS:
      return Object.assign({}, state, {
        isFetching: false,
        didInvalidate: false,
        items: action.posts,
        lastUpdated: action.receivedAt
      })
    default:
      return state
  }
}

function postsBySubreddit(state = {}, action) {
  switch (action.type) {
    case INVALIDATE_SUBREDDIT:
    case RECEIVE_POSTS:
    case REQUEST_POSTS:
      return Object.assign({}, state, {
        [action.subreddit]: posts(state[action.subreddit], action)
      })
    default:
      return state
  }
}

const rootReducer = combineReducers({
  postsBySubreddit,
  selectedsubreddit
})

export default rootReducer

上面代码有两个有趣的点：

使用 ES6 计算属性语法，使用 Object.assign() 来简洁高效地更新 state[action.subreddit]。这个：

return Object.assign({}, state, {
  [action.subreddit]: posts(state[action.subreddit], action)
})

与下面代码等价：

let nextState = {}
nextState[action.subreddit] = posts(state[action.subreddit], action)
return Object.assign({}, state, nextState)

我们提取出 posts(state, action) 来管理指定帖子列表的 state。这就是 reducer 组合！我们还可以借此机会把 reducer 分拆成更小的 reducer，这种情况下，我们把对象内列表的更新代理到了 posts reducer 上。在真实场景的案例中甚至更进一步，里面介绍了如何做一个 reducer 工厂来生成参数化的分页 reducer。

记住 reducer 只是函数而已，所以你可以尽情使用函数组合和高阶函数这些特性。

异步 action 创建函数

最后，如何把之前定义的同步 action 创建函数和网络请求结合起来呢？标准的做法是使用 Redux Thunk 中间件。要引入 redux-thunk 这个专门的库才能使用。我们后面会介绍 middleware 大体上是如何工作的；目前，你只需要知道一个要点：通过使用指定的 middleware，action 创建函数除了返回 action 对象外还可以返回函数。这时，这个 action 创建函数就成为了 thunk。

当 action 创建函数返回函数时，这个函数会被 Redux Thunk middleware 执行。这个函数并不需要保持纯净；它还可以带有副作用，包括执行异步 API 请求。这个函数还可以 dispatch action，就像 dispatch 前面定义的同步 action 一样。

我们仍可以在 actions.js 里定义这些特殊的 thunk action 创建函数。

`actions.js`

import fetch from 'cross-fetch'

export const REQUEST_POSTS = 'REQUEST_POSTS'
function requestPosts(subreddit) {
  return {
    type: REQUEST_POSTS,
    subreddit
  }
}

export const RECEIVE_POSTS = 'RECEIVE_POSTS'
function receivePosts(subreddit, json) {
  return {
    type: RECEIVE_POSTS,
    subreddit,
    posts: json.data.children.map(child => child.data),
    receivedAt: Date.now()
  }
}

 export const INVALIDATE_SUBREDDIT = ‘INVALIDATE_SUBREDDIT’
 export function invalidateSubreddit(subreddit) {
   return {
     type: INVALIDATE_SUBREDDIT,
     subreddit
   }
 }

// 来看一下我们写的第一个 thunk action 创建函数！
// 虽然内部操作不同，你可以像其它 action 创建函数 一样使用它：
// store.dispatch(fetchPosts('reactjs'))

export function fetchPosts(subreddit) {

  // Thunk middleware 知道如何处理函数。
  // 这里把 dispatch 方法通过参数的形式传给函数，
  // 以此来让它自己也能 dispatch action。

  return function (dispatch) {

    // 首次 dispatch：更新应用的 state 来通知
    // API 请求发起了。

    dispatch(requestPosts(subreddit))

    // thunk middleware 调用的函数可以有返回值，
    // 它会被当作 dispatch 方法的返回值传递。

    // 这个案例中，我们返回一个等待处理的 promise。
    // 这并不是 redux middleware 所必须的，但这对于我们而言很方便。

    return fetch(`http://www.subreddit.com/r/${subreddit}.json`)
      .then(
        response => response.json(),
        // 不要使用 catch，因为会捕获
        // 在 dispatch 和渲染中出现的任何错误，
        // 导致 'Unexpected batch number' 错误。
        // https://github.com/facebook/react/issues/6895
         error => console.log('An error occurred.', error)
      )
      .then(json =>
        // 可以多次 dispatch！
        // 这里，使用 API 请求结果来更新应用的 state。

        dispatch(receivePosts(subreddit, json))
      )
  }
}

fetch 使用须知

本示例使用了 fetch API。它是替代 XMLHttpRequest 用来发送网络请求的非常新的 API。由于目前大多数浏览器原生还不支持它，建议你使用 cross_fetch 库：

// 每次使用 `fetch` 前都这样调用一下
import fetch from 'cross_fetch'

在底层，它在浏览器端使用 whatwg-fetch polyfill，在服务器端使用 node-fetch，所以如果当你把应用改成同构时，并不需要改变 API 请求。

注意，fetch polyfill 假设你已经使用了 Promise 的 polyfill。确保你使用 Promise polyfill 的一个最简单的办法是在所有应用代码前启用 Babel 的 ES6 polyfill：

// 在应用中其它任何代码执行前调用一次
import 'babel-polyfill'

我们是如何在 dispatch 机制中引入 Redux Thunk middleware 的呢？我们使用了 applyMiddleware()，如下：

`index.js`

import thunkMiddleware from 'redux-thunk'
import { createLogger } from 'redux-logger'
import { createStore, applyMiddleware } from 'redux'
import { selectSubreddit, fetchPosts } from './actions'
import rootReducer from './reducers'

const loggerMiddleware = createLogger()

const store = createStore(
  rootReducer,
  applyMiddleware(
    thunkMiddleware, // 允许我们 dispatch() 函数
    loggerMiddleware // 一个很便捷的 middleware，用来打印 action 日志
  )
)

store.dispatch(selectSubreddit('reactjs'))
store.dispatch(fetchPosts('reactjs')).then(() => console.log(store.getState()))

thunk 的一个优点是它的结果可以再次被 dispatch：

`actions.js`

import fetch from 'cross-fetch'

export const REQUEST_POSTS = 'REQUEST_POSTS'
function requestPosts(subreddit) {
  return {
    type: REQUEST_POSTS,
    subreddit
  }
}

export const RECEIVE_POSTS = 'RECEIVE_POSTS'
function receivePosts(subreddit, json) {
  return {
    type: RECEIVE_POSTS,
    subreddit,
    posts: json.data.children.map(child => child.data),
    receivedAt: Date.now()
  }
}

export const INVALIDATE_SUBREDDIT = 'INVALIDATE_SUBREDDIT'
export function invalidateSubreddit(subreddit) {
  return {
    type: INVALIDATE_SUBREDDIT,
    subreddit
  }
}

function fetchPosts(subreddit) {
  return dispatch => {
    dispatch(requestPosts(subreddit))
    return fetch(`http://www.reddit.com/r/${subreddit}.json`)
      .then(response => response.json())
      .then(json => dispatch(receivePosts(subreddit, json)))
  }
}

function shouldFetchPosts(state, subreddit) {
  const posts = state.postsBySubreddit[subreddit]
  if (!posts) {
    return true
  } else if (posts.isFetching) {
    return false
  } else {
    return posts.didInvalidate
  }
}

export function fetchPostsIfNeeded(subreddit) {
  // 注意这个函数也接收了 getState() 方法
  // 它让你选择接下来 dispatch 什么。

  // 当缓存的值是可用时，
  // 减少网络请求很有用。

  return (dispatch, getState) => {
    if (shouldFetchPosts(getState(), subreddit)) {
      // 在 thunk 里 dispatch 另一个 thunk！
      return dispatch(fetchPosts(subreddit))
    } else {
      // 告诉调用代码不需要再等待。
      return Promise.resolve()
    }
  }
}

这可以让我们逐步开发复杂的异步控制流，同时保持代码整洁如初：

`index.js`

store
  .dispatch(fetchPostsIfNeeded('reactjs'))
  .then(() => console.log(store.getState()))

服务端渲染须知

异步 action 创建函数对于做服务端渲染非常方便。你可以创建一个 store，dispatch 一个异步 action 创建函数，这个 action 创建函数又 dispatch 另一个异步 action 创建函数来为应用的一整块请求数据，同时在 Promise 完成和结束时才 render 界面。然后在 render 前，store 里就已经存在了需要用的 state。

Thunk middleware 并不是 Redux 处理异步 action 的唯一方式：

你可以使用 redux-promise 或者 redux-promise-middleware 来 dispatch Promise 来替代函数。
你可以使用 redux-observable 来 dispatch Observable。
你可以使用 redux-saga 中间件来创建更加复杂的异步 action。
你可以使用 redux-pack 中间件 dispatch 基于 Promise 的异步 Action。
你甚至可以写一个自定义的 middleware 来描述 API 请求，就像这个真实场景的案例中的做法一样。

你也可以先尝试一些不同做法，选择喜欢的，并使用下去，不论有没有使用到 middleware 都行。

连接到 UI

Dispatch 同步 action 与异步 action 间并没有区别，所以就不展开讨论细节了。参照搭配 React 获得 React 组件中使用 Redux 的介绍。参照示例：Reddit API 来获取本例的完整代码。

下一步

阅读异步数据流来整理一下异步 action 是如何适用于 Redux 数据流的。

异步 Action

Action

同步 Action 创建函数（Action Creator）

actions.js

错误处理须知

设计 state 结构

嵌套内容须知

处理 Action

Reducer 组合须知

reducers.js

异步 action 创建函数

actions.js

fetch 使用须知

index.js

actions.js

index.js

服务端渲染须知

连接到 UI

下一步

`actions.js`

`reducers.js`

`actions.js`

`fetch` 使用须知

`index.js`

`actions.js`

`index.js`