redux-saga实现与原理

介绍redux-saga使用和常用api介绍的文章很多，但是真正介绍原理的却很少，下面我用自己的思路讲一下redux-saga的执行过程。源码有很多删减，感兴趣的可自行查看。

1.react-saga是什么

redux-saga是用于管理 Side Effects（异步操作/副作用）的redux中间件

2.什么是redux中间件

redux中间件是通过改变store.dispatch使dispatch(action)时能处理副作用。在这里我们用于处理异步操作。
具体可参考http://www.ruanyifeng.com/blo...。如果对中间件不熟悉，请一定把这篇文章看完再往下进行。

3.redux-saga特点

• 集中处理redux副作用问题
• 异步实现为generator
• watch/worker(监听->执行)的工作形式

redux-saga主要是借鉴 sagas模式 和使用 generators 进行实现的。

首先，我们讲讲sagas模式：解决长时间运行的事务导致的系统运行效率以及并发能力的问题，将业务分为多个独立的事务，每个业务都会确保拥有修正事务（回滚），如果业务过程遇到了错误的情况并且无法继续，它就可以执行修正事务来修正已经完成的步骤，这样以保证最终的一致性。举个栗子：A事务需要等待B事务完成之后才能执行，如果B事务需要的时间很长，那么A事务就要等很久才能执行，如果用sagas模式，可以把A事务和B事务分别执行，如果B事务执行失败，则把A事务进行回滚。

sagas模式参考文档：https://blog.csdn.net/ethanwh...

redux-saga中对sagas的借鉴：在redux-saga里，一个saga就是一个生成器函数(generator function),可以在系统内无限期运行。当特定action被dispatch时,saga就可以被唤醒。saga也可以继续dispatch额外的actions,也可以接入程序的单一状态树。也能从主应用程序启动，暂停和取消。借鉴了sagas的满足特殊条件的长事务，可回滚。

接下来讲讲generator
Generator 函数是 ES6 提供的一种异步编程解决方案。执行 Generator 函数会返回一个遍历器对象，也就是说，Generator 函数除了状态机，还是一个遍历器对象生成函数。返回的遍历器对象，可以依次遍历 Generator 函数内部的每一个状态。形式上，Generator 函数是一个普通函数，但是有两个特征。一是，function关键字与函数名之间有一个星号；二是，函数体内部使用yield表达式，定义不同的内部状态（yield在英语里的意思就是“产出”）。为了方便，下文中gen是generator的简称。

举个简单的例子

function* helloWorldGenerator() {
  yield 'hello';
  yield 'world';
  return 'ending';
}

var hw = helloWorldGenerator();

执行结果

hw.next()
// { value: 'hello', done: false }

hw.next()
// { value: 'world', done: false }

hw.next()
// { value: 'ending', done: true }

hw.next()
// { value: undefined, done: true }

再来一个复杂一点的传值的例子

function* foo(x) {
  var y = 2 * (yield (x + 1));
  var z = yield (y / 3);
  return (x + y + z);
}
var b = foo(5);

执行结果

b.next() // { value:6, done:false }
b.next(12) // { value:8, done:false }
b.next(13) // { value:42, done:true }

具体可参考文档http://es6.ruanyifeng.com/#do...，这里很重要，请了解一下。

了解完上面的基础，下面我们开始讲redux-saga的执行过程。

我们以一个demo的形式进行分析。
需要解决几个问题：

• 怎么执行监听执行？
• 如何循环把每一步执行完？
• 怎么处理下一次任务？

当我们点击按钮时，会从后端请求接口，将返回的数据更新到页面上

我们先自己实现一个中间件解决这个需求：

import axios from 'axios';

const takers = []; // 存generator

// 执行gen
function runGen(dispatch, gen) {
    // 防止无限循环
    if (!takers.length) {
        return;
    }
    // 遍历执行generator
    takers.forEach((taker, key) => {
        const g = taker();
        // 删除已执行的taker
        takers.splice(key, 1);
        // 执行yield axios.post并返回一个promise
        const userPromise = g.next().value;
        userPromise.then((user) => {
            // 把{dispatch, user}设置为上一步的返回值，并执行yield dispatch
            g.next({ dispatch, user });
            // 执行yield takers
            g.next()  
        });
    })
}

export default function fetchMiddleware(_ref2) {
    var getState = _ref2.getState,
        dispatch = _ref2.dispatch;
    // 初始化时注册taker,把generator添加到takers，用于dispatch时执行
    fetchMiddleware.run = () => takers.push(gen)
    // 改变dispatch
    return (next) => {
        return (action) => {
            // dispatch时执行这里
            var result = next(action);
            runGen(dispatch, gen)
            return result;
        };
    };
    return fetchMiddleware;
}

怎么用呢

import fetchMiddleware from './fetchMiddleware';
// 初始化
fetchMiddleware.run()

// 需要执行的gen
function* gen(){
    const { dispatch, user } = yield axios.post('http://rest.learncode.academy/api/wetern/users');
    const { data } = user;
    yield dispatch({ type: 'UPDATE_USER', payload: data })
    yield takers.push(gen)
}

现在我们来看看这个中间件实现步骤

点击按钮，执行dispatch({ type: 'FEATCH_USER })

对于上面那个例子，我们用gen.next()实现一步一步执行。

1. 初始化时把gen添加到takers中，这样做的目的是点击按钮的时候可以执行generator
2. 点击按钮的时候，获取generator，然后从takers中删除，防止dispatch({ type: 'UPDATE_USER', payload: data })也就是更新user的时候再次执行generator，造成循环调用
3. gen.next()也就是执行yield axios.post('xxx'),这里返回的是一个promise
4. 在promise.then中调用gen.next({ dispatch, user }),实际上是调用yield dispatch({ type: 'UPDATE_USER', payload: data })
5. 最后调用gen.next,实际上调用yield takers.push(gen)。这里是为了把generator添加到takers中，用于下一次上面第二步的时候用。

这里我们简单的实现了这个需求，redux-saga提供了更多更强大的api，下面我们看看redux-saga是怎么实现的吧。

先来看我们代码中如何使用redux-saga吧

./index.js
import { put, call, take } from 'redux-saga/effects';
import { createStore, applyMiddleware } from 'redux';
import createSagaMiddleware from 'redux-saga';

// 创建action
const action = type => store.dispatch({ type })
// 创建redux-saga中间件
const sagaMiddleware = createSagaMiddleware()
// 生成store
const store = createStore(rootReducer, applyMiddleware(sagaMiddleware))
// 执行redux-saga中间件
sagaMiddleware.run(rootSaga)

function render() {
    ReactDOM.render(
        <App
            users={store.getState().users}
            onFetchUser={() => action('FETCH_USER')}
        />,
        document.getElementById('root'),
    )
}

./saga.js
// 创建saga
export function* rootSaga() {
    while(true) {
        yield take('FETCH_USER');
        const { data } =  yield call(axios.post, 'http://rest.learncode.academy/api/wetern/users');
        yield put({ type: 'UPDATE_USER', payload: data })
    }
}

1. 首先引入redux-saga中间件，其实它就是redux的一个中间件，通过改变dispatch(action)，使我们在发起action的时候处理异步操作。

function sagaMiddleware(_ref2) {
    var getState = _ref2.getState,
        dispatch = _ref2.dispatch;

    // next = store.dispatch 从redux中间件得出
    return function (next) {
      return function (action) {
        // dispatch(action) dispatch的时候会到这一步
        var result = next(action); // hit reducers
        // emitter 简单的事件对象，subscribe订阅／emit触发
        sagaEmitter.emit(action);
        return result;
      };
    };
  }

// 发射器
export function emitter() {
  var subscribers = [];

  // 存储需要订阅的方法，并返回一个取消订阅的方法
  function subscribe(sub) {
    subscribers.push(sub);
    return function () {
      return remove(subscribers, sub);
    };
  }

  // 这里执行所有订阅方法，我们点击页面上的按钮，执行dispatch的时候会执行订阅器里的函数
  function emit(item) {
    var arr = subscribers.slice();
    for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
      arr[i](item);
    }
  }
}

dispatch的时候会执行订阅器里的函数，那么订阅器里的函数是什么呢，我们接着看第二步

1. 初始化的时候调用一次saga,这个只调用一次。调用saga的目的把获取管道中taker的方法push到订阅函数中，同时获得一个task。Task 接口指定了通过 fork，middleare.run 或 runSaga 运行 Saga 的结果。

export function runSaga(storeInterface, saga) {
  // iterator是封装后的rootSaga
  var task = proc(iterator, subscribe, wrapSagaDispatch(dispatch), getState, context,
   { sagaMonitor: sagaMonitor, logger: logger, onError: onError }, effectId, saga.name);

  return task;
}

下面看看执行proc中发生了什么
上面的iterator是对rootSaga这个generator函数的封装，在proc里redux-saga会执行gen.next，就会执行到我们的yield take('FETCH_USER');然后会返回value={TAKE:{pattern: "FETCH_USER"}}，根据返回的值，判断会执行runTakeEffect()函数，在这个函数里，会注册一个taker，并把next添加到管道的taker中，到这里就结束了调用，并返回一个task。

export default function proc(iterator) {
  // 执行这里会把获取管道中taker的方法(chan.put)push到subscribers，所以上面第一步执行订阅中的方法实际上是执行chan.put(input)
  var stdChannel = _stdChannel(subscribe);
  // 这里的task在第一次执行的时候直接返回
  var task = newTask(parentEffectId, name, iterator, cont);

  next();

  function next(arg, isErr) {
      var result = void 0;
      // iterator是封装后的rootSaga，这里执行到的是yield take('FETCH_USER');
      // 返回value={TAKE:{pattern: "FETCH_USER"}}
      result = iterator.next(arg);
      // 根据返回的value,这里会执行
      runEffect(result.value, parentEffectId, '', next);
  }
}

// 这里cb是next
  function runTakeEffect(_ref2, cb) {
    var channel = _ref2.channel,
        pattern = _ref2.pattern,
        maybe = _ref2.maybe;

    channel = channel || stdChannel;
    var takeCb = function takeCb(inp) {
      return cb(inp);
    };
    // 给管道注册taker,把next函数放到takers数组中
    channel.take(takeCb, matcher(pattern));
  }

1. 点击获取用户信息的按钮(onFetchUser={() => action('FETCH_USER')})，因为我们加入了saga中间件，让我们发起store.dispatch({ type: FETCH_USER })的时候会处理异步操作，

下面是saga中间件的主要代码

// next = store.dispatch 从redux中间件得出
    return function (next) {
      return function (action) {
        // dispatch(action)
        var result = next(action); // hit reducers
        // 发射所有订阅方法
        sagaEmitter.emit(action);
        return result;
      };
    };

下面我们来看看sagaEmitter.emit(action)会做什么

// 发射器
export function emitter() {
    ...
  // 发射所有订阅方法
  function emit(item) {
    var arr = subscribers.slice();
    for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
      arr[i](item);
    }
  }
}

这里会遍历订阅函数，并执行订阅函数里的方法。在初始化的是我们已经把获取管道中taker的方法push到订阅函数了，

所以我们这里执行的是获取管道中的taker。

function put(input) {
      ...
    for (var i = 0; i < takers.length; i++) {
      var cb = takers[i];
      if (!cb[MATCH] || cb[MATCH](input)) {
        takers.splice(i, 1); // 删除已经执行过的taker
        return cb(input); // 这里cb实际上是next
      }
    }
  }

在初始化执行yield take('FETCH_USER')的时候，已经把gen.next放入到takers中，这里cb(input)实际上是执行gen.next({ type: FETCH_USER }),
因为在初始化的时候gen函数已经执行了一次gen.next，现在执行gen.next则为const { data } = yield call(axios.post, 'http://rest.learncode.academy...')，同时把{ type: FETCH_USER }作为上一步的值传入。执行yeild call返回value
{CALL:{args: [url]}}，根据返回值，

这里会执行源码中的

function runCallEffect(_ref4, effectId, cb) {
    const result = fn.apply(context, args);
    // 这里执行结果是promise
    return resolvePromise(result, cb);
  }

function resolvePromise(promise, cb) {
    // cb是gen.next,这里把yield call的返回值传递给gen.next
    promise.then(cb, function (error) {
      return cb(error, true);
    });
  }

接下来gen.next执行到的是yield put({ type: 'UPDATE_USER', payload: data })，执行的返回值value
{PUT:{action:{payload:{id: "xx",type:"UPDATE_USER"}}}}，根据返回值，

这里会执行源码中的

function runPutEffect(_ref3, cb) {
    var channel = _ref3.channel,
        action = _ref3.action;

    asap(function () {
      var result = (channel ? channel.put : dispatch)(action); // 实际上我们演示的这段代码，这里会执行dispatch(action)

      return cb(result);
    });
  }

执行dispatch(action)这里又会回到中间件中再次进入第三步的开始过程。并完成更新。
这次执行到遍历takers的地方，takers已经为空数组，会直接return,至此完成了整个获取接口到更新数据。
由于while(true)循环，再次执行yield take('FETCH_USER')。

下面附上两张执行流程图

1. saga初始化

1. dispatch

这里只解释了执行流程和几个api，更多的请参考文档https://redux-saga-in-chinese...

本文通过简单实现了几个effect方法来地介绍了redux-saga的原理，要真正做到redux-saga的所有功能，只需要再添加一些细节就可以了

注：上面的源码均为删减版，可自行查看源码。个人文章，转载请注明出处。