Redux 中间件原理详解：洋葱模型与 compose 函数的手写实现
各位开发者朋友，大家好！今天我们来深入探讨一个在 Redux 生态中非常重要但又常被忽视的概念——中间件的执行机制，尤其是其中的核心设计思想：洋葱模型（Onion Model）。我们不仅会解释其背后的逻辑，还会手把手带你实现一个简化版的 compose 函数，理解它是如何支撑整个中间件链式调用的。
这篇文章适合对 Redux 有一定了解、想进一步掌握其底层机制的开发者。如果你已经熟悉 applyMiddleware 和中间件的基本用法，那我们就从更深层次出发，一起揭开洋葱模型的神秘面纱。
一、什么是 Redux 中间件？
在 Redux 中，中间件是一种增强 store 的能力的方式。它允许你在 action 发送到 reducer 之前或之后插入一些逻辑，比如日志记录、异步操作处理（如 thunk）、错误捕获等。
最经典的例子是 redux-thunk，它可以让你 dispatch 一个函数而不是普通对象，从而实现异步 action：
// 普通 action
const increment = () => ({ type: 'INCREMENT' });
// 使用 thunk 后可以这样写
const asyncIncrement = () => (dispatch) => {
setTimeout(() => dispatch(increment()), 1000);
};而这一切的背后，就是通过中间件系统来完成的。Redux 提供了 applyMiddleware API 来注册多个中间件，并将它们组合成一个“管道”，这个管道就是我们常说的 洋葱模型。
二、洋葱模型的本质：函数嵌套的调用链
想象一下，你有一个蛋糕，每层都是一个中间件函数。当你点击蛋糕顶部时，数据从外向内穿过每一层；当它到达最里层（reducer）后，再从内向外返回，每一层都可以修改数据或者决定是否继续传递。
这就是所谓的“洋葱模型”：
- 外层 → 内层：请求/动作进入
- 内层 → 外层：响应/结果返回
这种结构确保了：
- 所有中间件都能访问原始 action；
- 每个中间件有机会拦截、修改、甚至终止流程；
- 最终由 reducer 处理最终状态变化。
下面我们用代码模拟这个过程。
三、手动实现 compose 函数：理解洋葱模型的核心工具
compose 是一个高阶函数，用于将多个函数按顺序组合起来执行。在 Redux 中，它被用来把多个中间件包装成一个单一的函数，形成完整的调用链。
3.1 基础版本：两个函数的 compose
先看最简单的场景：有两个函数 f 和 g，我们要让它们组合成一个新的函数 h(x) = f(g(x))。
function compose(f, g) {
return function(x) {
return f(g(x));
};
}例如：
const addOne = x => x + 1;
const double = x => x * 2;
const composed = compose(addOne, double); // 先 double，再 addOne
console.log(composed(5)); // (5 * 2) + 1 = 11这只是一个线性组合，还不能体现洋葱模型的“嵌套”特性。
3.2 多层嵌套：真正意义上的洋葱模型
要实现真正的洋葱模型，我们需要的是一个能处理任意数量中间件的 compose 函数，且这些中间件是以如下方式工作的：
middlewareA(middlewareB(middlewareC(store.dispatch)))也就是说，每个中间件都接收下一个中间件的返回值作为参数，最终形成一层套一层的嵌套调用。
✅ 正确做法：递归 + reduceRight
我们可以使用数组的 reduceRight 方法来实现这个效果。这是 Redux 官方源码中使用的策略。
下面是手写版本：
function compose(...fns) {
if (fns.length === 0) return arg => arg;
if (fns.length === 1) return fns[0];
return fns.reduceRight((a, b) => (...args) => a(b(...args)));
}让我们一步步拆解这段代码：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
if (fns.length === 0) |
如果没有传入任何函数，则返回恒等函数 arg => arg，即什么都不做 |
if (fns.length === 1) |
如果只有一个函数，直接返回它 |
fns.reduceRight(...) |
从右到左依次合并函数，构建嵌套结构 |
举个具体例子：
const logger = store => next => action => {
console.log('Dispatching:', action);
const result = next(action);
console.log('Next state:', store.getState());
return result;
};
const thunk = store => next => action => {
if (typeof action === 'function') {
return action(store.dispatch, store.getState);
}
return next(action);
};
const middleware = compose(logger, thunk);
// 等价于：
// const middleware = logger(thunk(store.dispatch));此时，当我们调用 middleware(store)(action)，实际执行路径如下：
middleware(store) → logger(thunk(store.dispatch))
↓
[thunk] 被包裹在 logger 内部
↓
当 action 被分发时：
- 先经过 thunk：如果是函数则执行，否则透传
- 再经过 logger：打印日志这就是典型的洋葱模型：从外到内执行，从内到外返回。
四、完整示例：模拟 Redux 中间件链
为了让大家更直观地看到洋葱模型是如何运作的，我们写一个完整的 demo，包含三个中间件：
// 模拟一个简单的 store（简化版）
const createStore = (reducer, initialState = {}) => {
let state = initialState;
const listeners = [];
const getState = () => state;
const subscribe = listener => {
listeners.push(listener);
return () => {
const index = listeners.indexOf(listener);
if (index > -1) listeners.splice(index, 1);
};
};
const dispatch = (action) => {
state = reducer(state, action);
listeners.forEach(listener => listener());
return action;
};
return { getState, subscribe, dispatch };
};
// 示例 reducer
const counterReducer = (state = { count: 0 }, action) => {
switch (action.type) {
case 'INCREMENT':
return { ...state, count: state.count + 1 };
default:
return state;
}
};
// 三个中间件
const logger = store => next => action => {
console.log('[Logger] Dispatching:', action);
const result = next(action);
console.log('[Logger] Next state:', store.getState());
return result;
};
const thunk = store => next => action => {
if (typeof action === 'function') {
return action(store.dispatch, store.getState);
}
return next(action);
};
const timing = store => next => action => {
const start = performance.now();
const result = next(action);
const end = performance.now();
console.log(`[Timing] Action took ${end - start}ms`);
return result;
};
// 组合中间件
const composedMiddleware = compose(logger, thunk, timing);
// 创建带中间件的 store
const store = createStore(counterReducer, { count: 0 });
const enhancedDispatch = composedMiddleware(store)(store.dispatch);
// 测试：发送一个普通 action
enhancedDispatch({ type: 'INCREMENT' });
// 输出：
// [Timing] Action took ...
// [Logger] Dispatching: {type: "INCREMENT"}
// [Logger] Next state: {count: 1}
// 测试：发送一个 thunk action
enhancedDispatch(dispatch => {
setTimeout(() => dispatch({ type: 'INCREMENT' }), 500);
});
// 输出类似：
// [Timing] Action took ...
// [Logger] Dispatching: {type: "INCREMENT"}
// [Logger] Next state: {count: 2}你会发现，无论你发送什么类型的 action，这三个中间件都会按照指定顺序依次处理，而且它们之间可以互相协作，比如 thunk 可以延迟 dispatch，而 logger 和 timing 则会在每次 dispatch 后记录信息。
五、为什么 reduceRight 是关键？
很多人一开始可能会尝试用 reduce（从左到右），但这会导致完全不同的行为！
// ❌ 错误方式（从左到右）：
function wrongCompose(...fns) {
return fns.reduce((a, b) => (...args) => a(b(...args))); // 这样会变成 b(a(...args))
}假设我们有三个函数 A、B、C，按顺序组合：
- 正确顺序（洋葱模型）：
A(B(C(x))) - 错误顺序（left-to-right）：
C(B(A(x)))—— 不是你想要的结果！
所以必须使用 reduceRight，这样才能保证外部中间件最先被调用，内部中间件最后被调用，符合中间件链的设计意图。
| 方式 | 执行顺序 | 是否符合洋葱模型？ |
|---|---|---|
reduceRight |
外 → 内 → reductor | ✅ 是 |
reduce |
内 → 外 → reductor | ❌ 否 |
六、总结：洋葱模型的价值和意义
通过今天的讲解，你应该已经明白：
✅ 洋葱模型的本质：是一个嵌套函数调用链，每个中间件都有机会拦截、修改或终止 action 的传播。
✅ compose 的作用：将多个中间件组合成一个统一的函数，形成可预测的执行流程。
✅ 为何重要：它使得中间件之间可以自由协作，互不影响，同时保持清晰的控制流。
✅ 实践建议：在编写自定义中间件时，始终记住：你是在构建一个“洋葱”的一部分，不是单独存在的模块。
💡 小贴士：如果你想调试中间件链，可以在每个中间件中加入
console.log或使用类似redux-logger的工具，观察 action 在不同层级的变化。
七、延伸思考：其他框架中的类似机制
虽然我们聚焦于 Redux，但类似的“洋葱模型”也出现在很多现代前端框架中：
| 框架 | 类似机制 | 应用场景 |
|---|---|---|
| Express.js | 中间件栈（app.use()） | HTTP 请求处理 |
| Koa.js | 中间件洋葱模型 | 更优雅的异步控制流 |
| Vue Router | 导航守卫 | 页面跳转前验证权限 |
| React Query | 插件系统 | 缓存、错误处理等 |
可见，“洋葱模型”并不是 Redux 特有的专利，而是解决复杂流程编排的一种通用范式。
八、结语
今天我们一起走过了从理论到实践的全过程：从理解中间件的意义，到亲手写出 compose 函数，再到模拟真实项目中的多层中间件链路。希望你现在不仅能说出“洋葱模型是什么”，更能理解它为什么如此强大。
记住一句话：
“好的架构不是靠魔法，而是靠清晰的抽象和合理的组合。”
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📌 总字数：约 4200 字
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