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深度探讨 react-hooks 实现原理

作者:xiaofeng
  • 2023-03-01
    浙江
  • 本文字数:4615 字

    阅读完需:约 15 分钟

react hooks 实现

Hooks 解决了什么问题

React 的设计哲学中,简单的来说可以用下面这条公式来表示:


UI = f(data)
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等号的左边时 UI 代表的最终画出来的界面;等号的右边是一个函数,也就是我们写的 React 相关的代码;data 就是数据,在 React 中,data 可以是 state 或者 props。


UI 就是把 data 作为参数传递给 f 运算出来的结果。这个公式的含义就是,如果要渲染界面,不要直接去操纵 DOM 元素,而是修改数据,由数据去驱动 React 来修改界面。


我们开发者要做的,就是设计出合理的数据模型,让我们的代码完全根据数据来描述界面应该画成什么样子,而不必纠结如何去操作浏览器中的 DOM 树结构。


总体的设计原则:


  • 界面完全由数据驱动

  • 一切皆组件

  • 使用 props 进行组件之间通讯


与之带来的问题有哪些呢?


  • 组件之间数据交流耦合度过高,许多组件之间需要共享的数据需要层层的传递;传统的解决方式呢!

  • 变量提升

  • 高阶函数透传

  • 引入第三方数据管理库,redux、mobx

  • 以上三种设计方式都是,都是将数据提升至父节点或者最高节点,然后数据层层传递

  • ClassComponet 生命周期的学习成本,以及强关联的代码逻辑由于生命周期钩子函数的执行过程,需要将代码进行强行拆分;常见的:


class SomeCompoent extends Component {
componetDidMount() { const node = this.refs['myRef']; node.addEventListener('mouseDown', handlerMouseDown); node.addEventListener('mouseUp', handlerMouseUp) }
...
componetWillunmount() { const node = this.refs['myRef']; node.removeEventListener('mouseDown', handlerMouseDown) node.removeEventListener('mouseUp', handlerMouseUp) }}
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可以说 Hooks 的出现上面的问题都会迎刃而解

Hooks API 类型

据官方声明,hooks 是完全向后兼容的,class componet 不会被移除,作为开发者可以慢慢迁移到最新的 API。


Hooks 主要分三种:


  • State hooks  : 可以让 function componet 使用 state

  • Effect hooks : 可以让 function componet 使用生命周期和 side effect

  • Custom hooks: 根据 react 提供的 useState、useReducer、useEffect、useRef 等自定义自己需要的 hooks


下面我们来了解一下 Hooks。

首先接触到的是 State hooks

useState 是我们第一个接触到 React Hooks,其主要作用是让 Function Component 可以使用 state,接受一个参数做为 state 的初始值,返回当前的 state 和 dispatch。


import { useState } from 'react';
function Example() { // Declare a new state variable, which we'll call "count" const [count, setCount] = useState(0); return ( <div> <p>You clicked {count} times</p> <button onClick={() => setCount(count + 1)}> Click me </button> </div> );}
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其中 useState 可以多次声明;


function FunctionalComponent () {  const [state1, setState1] = useState(1)  const [state2, setState2] = useState(2)  const [state3, setState3] = useState(3)
return <div>{state1}{...}</div>}
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与之对应的 hooks 还有 useReducer,如果是一个状态对应不同类型更新处理,则可以使用 useReducer。

其次接触到的是 Effect hooks

useEffect 的使用是让 Function Componet 组件具备 life-cycles 声明周期函数;比如 componetDidMount、componetDidUpdate、shouldCompoentUpdate 以及 componetWiillunmount 都集中在这一个函数中执行,叫 useEffect。这个函数有点类似 Redux 的 subscribe,会在每次 props、state 触发 render 之后执行。(在组件第一次 render 和每次 update 后触发)。


为什么叫 useEffect 呢?官方的解释:因为我们通常在生命周期内做很多操作都会产生一些 side-effect (副作用) 的操作,比如更新 DOM,fetch 数据等。


useEffect 是使用:


import React, { useState, useEffect } from 'react';
function useMousemove() { const [client, setClient] = useState({x: 0, y: 0});
useEffect(() => {
const handlerMouseCallback = (e) => { setClient({ x: e.clientX, y: e.clientY }) }; // 在组件首次 render 之后, 既在 didMount 时调用 document.addEventListener('mousemove', handlerMouseCallback, false);
return () => { // 在组件卸载之后执行 document.removeEventListener('mousemove', handlerMouseCallback, false); } })
return client;}
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其中 useEffect 只是在组件首次 render 之后即 didMount 之后调用的,以及在组件卸载之时即 unmount 之后调用,如果需要在 DOM 更新之后同步执行,可以使用 useLayoutEffect。

最后接触到的是 custom hooks

根据官方提供的 useXXX API 结合自己的业务场景,可以使用自定义开发需要的 custom hooks,从而抽离业务开发数据,按需引入;实现业务数据与视图数据的充分解耦。

Hooks 实现方式

在上面的基础之后,对于 hooks 的使用应该有了基本的了解,下面我们结合 hooks 源码对于 hooks 如何能保存无状态组件的原理进行剥离。


Hooks 源码在 Reactreact-reconclier** 中的 ReactFiberHooks.js ,代码有 600 行,理解起来也是很方便的


Hooks 的基本类型:


type Hooks = {    memoizedState: any, // 指向当前渲染节点 Fiber  baseState: any, // 初始化 initialState, 已经每次 dispatch 之后 newState  baseUpdate: Update<any> | null,// 当前需要更新的 Update ,每次更新完之后,会赋值上一个 update,方便 react 在渲染错误的边缘,数据回溯  queue: UpdateQueue<any> | null,// UpdateQueue 通过  next: Hook | null, // link 到下一个 hooks,通过 next 串联每一 hooks}
type Effect = { tag: HookEffectTag, // effectTag 标记当前 hook 作用在 life-cycles 的哪一个阶段 create: () => mixed, // 初始化 callback destroy: (() => mixed) | null, // 卸载 callback deps: Array<mixed> | null, next: Effect, // 同上 };
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React Hooks 全局维护了一个 workInProgressHook  变量,每一次调取 Hooks API 都会首先调取 createWorkInProgressHooks  函数。


function createWorkInProgressHook() {  if (workInProgressHook === null) {    // This is the first hook in the list    if (firstWorkInProgressHook === null) {      currentHook = firstCurrentHook;      if (currentHook === null) {        // This is a newly mounted hook        workInProgressHook = createHook();      } else {        // Clone the current hook.        workInProgressHook = cloneHook(currentHook);      }      firstWorkInProgressHook = workInProgressHook;    } else {      // There's already a work-in-progress. Reuse it.      currentHook = firstCurrentHook;      workInProgressHook = firstWorkInProgressHook;    }  } else {    if (workInProgressHook.next === null) {      let hook;      if (currentHook === null) {        // This is a newly mounted hook        hook = createHook();      } else {        currentHook = currentHook.next;        if (currentHook === null) {          // This is a newly mounted hook          hook = createHook();        } else {          // Clone the current hook.          hook = cloneHook(currentHook);        }      }      // Append to the end of the list      workInProgressHook = workInProgressHook.next = hook;    } else {      // There's already a work-in-progress. Reuse it.      workInProgressHook = workInProgressHook.next;      currentHook = currentHook !== null ? currentHook.next : null;    }  }  return workInProgressHook;}
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参考 前端进阶面试题详细解答


假设我们需要执行以下 hooks 代码:


function FunctionComponet() {
const [ state0, setState0 ] = useState(0); const [ state1, setState1 ] = useState(1); useEffect(() => { document.addEventListener('mousemove', handlerMouseMove, false); ... ... ... return () => { ... ... ... document.removeEventListener('mousemove', handlerMouseMove, false); } })
const [ satte3, setState3 ] = useState(3); return [state0, state1, state3];}
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当我们了解 React Hooks 的简单原理,得到 Hooks 的串联不是一个数组,但是是一个链式的数据结构,从根节点 workInProgressHook 向下通过 next 进行串联。这也就是为什么 Hooks 不能嵌套使用,不能在条件判断中使用,不能在循环中使用。否则会破坏链式结构。

问题一:useState dispatch 函数如何与其使用的 Function Component 进行绑定

下面我们先看一段代码:


import React, { useState, useEffect } from 'react';import ReactDOM from 'react-dom';
const useWindowSize = () => { let [size, setSize] = useState([window.innerWidth, window.innerHeight]) useEffect(() => { let handleWindowResize = event => { setSize([window.innerWidth, window.innerHeight]) } window.addEventListener('resize', handleWindowResize) return () => window.removeEventListener('resize', handleWindowResize) }, []) return size}

const App = () => { const [ innerWidth, innerHeight ] = useWindowSize(); return ( <ul> <li>innerWidth: {innerWidth}</li> <li>innerHeight: {innerHeight}</li> </ul> )}
ReactDOM.render(<App/>, document.getElementById('root'))
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useState 的作用是让 Function Component 具备 State 的能力,但是对于开发者来讲,只要在 Function Component 中引入了 hooks 函数,dispatch 之后就能够作用就能准确的作用在当前的组件上,不经意会有此疑问,带着这个疑问,阅读一下源码。


function useState(initialState){  return useReducer(    basicStateReducer,    // useReducer has a special case to support lazy useState initializers    (initialState: any),  );}function useReducer(reducer, initialState, initialAction) {  // 解析当前正在 rendering 的 Fiber    let fiber = (currentlyRenderingFiber = resolveCurrentlyRenderingFiber());  workInProgressHook = createWorkInProgressHook();  // 此处省略部分源码  ...  ...  ...  // dispathAction 会绑定当前真在渲染的 Fiber, 重点在 dispatchAction 中  const dispatch = dispatchAction.bind(null, currentlyRenderingFiber,queue,)  return [workInProgressHook.memoizedState, dispatch];}function dispatchAction(fiber, queue, action) {    const alternate = fiber.alternate;  const update: Update<S, A> = {    expirationTime,    action,    eagerReducer: null,    eagerState: null,    next: null,  };  ......  ......  ......  scheduleWork(fiber, expirationTime);}
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努力写代码中 2022-08-18 加入

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