React Hooks 已经推出一段时间，大家应该比较熟悉，或者多多少少在项目中用过。写这篇文章简单分析一下 Hooks 的原理，并带大家实现一个简易版的 Hooks。
这篇写的比较细，相关的知识点都会解释，给大家刷新一下记忆。
Hooks
Hooks 是 React 16.8 推出的新功能。以这种更简单的方式进行逻辑复用。之前函数组件被认为是无状态的。但是通过 Hooks，函数组件也可以有状态，以及类组件的生命周期方法。
useState 用法示例：
import React, { useState } from 'react';
function Example() { // count是组件的状态 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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闭包
开始之前，我们来简单回顾一下闭包的概念，因为 Hooks 的实现是高度依赖闭包的。
闭包（Closure），Kyle Simpson 在《你不知道的 Javascript》中总结闭包是：
Closure is when a function is able to remember and access its lexical scope even when that function is executing outside its lexical scope.
闭包就是，函数可以访问到它所在的词法作用域，即使是在定义以外的位置调用。
闭包的一个重要应用就是，实现内部变量/私有数据。
var counter = 0;
// 给计数器加1function add() { counter += 1;}
// 调用 add() 3次add(); // 1add(); // 2counter = 1000;add(); // 1003
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这里因为 counter 不是内部变量，所以谁都能修改它的值。我们不想让人随意修改 counter 怎么办？这时候就可以用闭包：
function getAdd() { var counter = 0; return function add() {counter += 1;}}var add = getAdd();add(); // 1add(); // 2add(); // 3counter = 1000 // error! 当前位置无法访问counter
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我们还可以把函数的定义挪到调用的位置，用一个立即执行函数表达式 IIFE(Immediately Invoked Function Expression)：
var add = (function getAdd() { var counter = 0; return function add() {counter += 1;}})();add(); // 1add(); // 2add(); // 3
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这种通过 IIFE 创建闭包的方式也叫做模块模式(Module Pattern)，它创建了一个封闭的作用域，只有通过返回的对象/方法来操纵作用域中的值。这个模式由来已久了，之前很多 Javascript 的库，比如 jQuery，就是用它来导出自己的实例的。
开始动手实现
理清闭包的概念后可以着手写了。从简单的入手，先来实现 setState。
function useState(initialValue) { var _val = initialValue; // _val是useState的变量 function state() { // state是一个内部函数，是闭包 return _val; } function setState(newVal) { _val = newVal; } return [state, setState];}var [foo, setFoo] = useState(0);console.log(foo()); // 0setFoo(1);console.log(foo()) // 1
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根据 useState 的定义来实现。比较简单不需要多解释。
将 useState 应用到组件中
现在我们将这个简易版的 useState 应用到一个 Counter 组件中：
function Counter() { const [count, setCount] = useState(0); return { click: () => setCount(count() + 1), render: () => console.log('render:', { count: count() }) }}const C = Counter();C.render(); // render: { count: 0 }C.click();C.render(); // render: { count: 1 }
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这里简单起见，就不 render 真实 DOM 了，因为我们只关心组件的状态，所以每次 render 的时候打印 count 的值。参考 前端手写面试题详细解答
这里点击 click 之后，counter 的值加一，useState 的基本功能实现了。但现在 state 是一个函数而不是一个变量，这和 React 的 API 不一致，接下来我们就来改正这一点。
过期闭包
function useState(initialValue) { var _val = initialValue // 去掉了state()函数 function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] //直接返回_val}var [foo, setFoo] = useState(0)console.log(foo) // 0setFoo(1) // 更新_valconsole.log(foo) // 0 - BUG！
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如果我们直接把 state 从函数改成变量，问题就出现了，state 不更新了。无论点击几次，Counter 的值始终不变。这个是过期闭包问题（Stale Closure Problem）。因为在 useState 返回的时候，state 就指向了初始值，所以后面即使 counter 的值改变了，打印出来的仍然就旧值。我们想要的是，返回一个变量的同时，还能让这个变量和真实状态同步。那如何来实现呢？
模块模式
解决办法就是将闭包放在另一个闭包中。
const MyReact = (function() { let _val //将_val提升到外层闭包 return { render(Component) { const Comp = Component() Comp.render() return Comp }, useState(initialValue) { _val = _val || initialValue //每次刷新 function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] } }})()
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我们运用之前提到的模块模式，创建一个 MyReact 模块（第一层闭包），返回的对象中包含 useState 方法（第二层闭包）。useState 返回值中的 state，指向的是 useState 闭包中的_val，而每次调用 useState，_val 都会重新绑定到上层的_val 上，保证返回的 state 的值是最新的。解决了过期闭包的问题。
MyReact 还提供了另外一个方法 render，方法中调用组件的 render 方法来“渲染”组件，也是为了不渲染 DOM 的情况下进行测试。
function Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) return { click: () => setCount(count + 1), render: () => console.log('render:', { count }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter) // render: { count: 0 }App.click()App = MyReact.render(Counter) // render: { count: 1 }
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这里每次调用 MyReact.render(Counter)，都会生成新的 Counter 实例，调用实例的 render 方法。render 方法中调用了 MyReact.useState()。MyReact.useState()在多次执行之间，外层闭包中的_val 值保持不变，所以 count 会绑定到当前的_val 上，这样就可以打印出正确的 count 值了。
实现 useEffect
实现了 useState 之后，接下来实现 useEffect。
const MyReact = (function() { let _val, _deps // 将状态和依赖数组保存到外层的闭包中 return { render(Component) { const Comp = Component() Comp.render() return Comp }, useEffect(callback, depArray) { const hasNoDeps = !depArray const hasChangedDeps = _deps ? !depArray.every((el, i) => el === _deps[i]) : true if (hasNoDeps || hasChangedDeps) { callback() _deps = depArray } }, useState(initialValue) { _val = _val || initialValue function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] } }})()
// usagefunction Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) MyReact.useEffect(() => { console.log('effect', count) }, [count]) return { click: () => setCount(count + 1), noop: () => setCount(count), render: () => console.log('render', { count }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter)// effect 0// render {count: 0}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 1// render {count: 1}App.noop()App = MyReact.render(Counter)// // 没有执行effect// render {count: 1}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 2// render {count: 2}
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在 MyReact.useEffect 中，我们将依赖数组保存到_deps，每次调用，都和前一次的依赖数组进行比对。发生变化才触发回调。
注意这里在比较依赖时用的是 Object.is, React 在比较 state 变化时也是用它。注意 Object.is 在比较时不会做类型转换（和==不同）。另外 NaN === NaN 返回 false，但是 Object.is(NaN, NaN)会返回 true。
(简单起见，我们实现的 useEffect，回调函数是同步执行的，所以打印出来的 log 是 effect 先执行，然后才是 render。实际 React 中 useEffect 的回调函数应该是异步执行的)
支持多个 Hooks
到此为止我们已经简单实现了 useState 和 useEffect。但还有一个问题，就是 useState 和 useEffect 每个组件中只能用一次。
那么怎么才能支持使用多次 hooks 呢，我们可以将 hooks 保存到一个数组中。
const MyReact = (function() { let hooks = [], currentHook = 0 // 存储hooks的数组，和数组指针 return { render(Component) { const Comp = Component() // 执行effect Comp.render() currentHook = 0 // 每次render后，hooks的指针清零 return Comp }, useEffect(callback, depArray) { const hasNoDeps = !depArray const deps = hooks[currentHook] const hasChangedDeps = deps ? !depArray.some((el, i) => !Object.is(el, deps[i])) : true if (hasNoDeps || hasChangedDeps) { callback() hooks[currentHook] = depArray } currentHook++ // 每调用一次指针加一 }, useState(initialValue) { hooks[currentHook] = hooks[currentHook] || initialValue const setStateHookIndex = currentHook // 注意⚠️这句不是没用。是避免过期闭包问题。 const setState = newState => (hooks[setStateHookIndex] = newState) return [hooks[currentHook++], setState] } }})()
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注意这里用了一个新的变量 setStateHookIndex 来保存 currentHook 的值。这是为了避免 useState 闭包包住旧的 currentHook 的值。
将改动应用到组件中：
function Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) const [text, setText] = MyReact.useState('foo') // 第二次用了useState MyReact.useEffect(() => { console.log('effect', count, text) }, [count, text]) return { click: () => setCount(count + 1), type: txt => setText(txt), noop: () => setCount(count), render: () => console.log('render', { count, text }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter)// effect 0 foo// render {count: 0, text: 'foo'}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 1 foo// render {count: 1, text: 'foo'}App.type('bar')App = MyReact.render(Counter)// effect 1 bar// render {count: 1, text: 'bar'}App.noop()App = MyReact.render(Counter)// // 不运行effect// render {count: 1, text: 'bar'}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 2 bar// render {count: 2, text: 'bar'}
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实现多个 hooks 支持的基本思路，就是用一个数组存放 hooks。每次使用 hooks 时，将 hooks 指针加 1。每次 render 以后，将指针清零。
Custom Hooks
接下来，可以借助已经实现的 hooks 继续实现 custom hooks：
function Component() { const [text, setText] = useSplitURL('www.google.com') return { type: txt => setText(txt), render: () => console.log({ text }) }}function useSplitURL(str) { const [text, setText] = MyReact.useState(str) const masked = text.split('.') return [masked, setText]}let AppApp = MyReact.render(Component)// { text: [ 'www', 'google', 'com' ] }App.type('www.reactjs.org')App = MyReact.render(Component)// { text: [ 'www', 'reactjs', 'org' ] }}
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重新理解 Hooks 规则
了解 Hooks 的实现可以帮助我们理解 Hooks 的使用规则。还记得使用 Hooks 的原则吗？hooks 只能用到组件最外层的代码中，不能包裹在 if 或者循环里，原因是在 React 内部，通过数组来存储 hooks。所以必须保证每次 render，hooks 的顺序不变，数量不变，才能做 deps 的比对。
这篇写的比较细，相关的知识点都会解释，给大家刷新一下记忆。
Hooks
Hooks 是 React 16.8 推出的新功能。以这种更简单的方式进行逻辑复用。之前函数组件被认为是无状态的。但是通过 Hooks，函数组件也可以有状态，以及类组件的生命周期方法。
useState 用法示例：
import React, { useState } from 'react';
function Example() { // count是组件的状态 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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闭包
开始之前，我们来简单回顾一下闭包的概念，因为 Hooks 的实现是高度依赖闭包的。
闭包（Closure），Kyle Simpson 在《你不知道的 Javascript》中总结闭包是：
Closure is when a function is able to remember and access its lexical scope even when that function is executing outside its lexical scope.
闭包就是，函数可以访问到它所在的词法作用域，即使是在定义以外的位置调用。
闭包的一个重要应用就是，实现内部变量/私有数据。
var counter = 0;
// 给计数器加1function add() { counter += 1;}
// 调用 add() 3次add(); // 1add(); // 2counter = 1000;add(); // 1003
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这里因为 counter 不是内部变量，所以谁都能修改它的值。我们不想让人随意修改 counter 怎么办？这时候就可以用闭包：
function getAdd() { var counter = 0; return function add() {counter += 1;}}var add = getAdd();add(); // 1add(); // 2add(); // 3counter = 1000 // error! 当前位置无法访问counter
复制代码
我们还可以把函数的定义挪到调用的位置，用一个立即执行函数表达式 IIFE(Immediately Invoked Function Expression)：
var add = (function getAdd() { var counter = 0; return function add() {counter += 1;}})();add(); // 1add(); // 2add(); // 3
复制代码
这种通过 IIFE 创建闭包的方式也叫做模块模式(Module Pattern)，它创建了一个封闭的作用域，只有通过返回的对象/方法来操纵作用域中的值。这个模式由来已久了，之前很多 Javascript 的库，比如 jQuery，就是用它来导出自己的实例的。
开始动手实现
理清闭包的概念后可以着手写了。从简单的入手，先来实现 setState。
function useState(initialValue) { var _val = initialValue; // _val是useState的变量 function state() { // state是一个内部函数，是闭包 return _val; } function setState(newVal) { _val = newVal; } return [state, setState];}var [foo, setFoo] = useState(0);console.log(foo()); // 0setFoo(1);console.log(foo()) // 1
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根据 useState 的定义来实现。比较简单不需要多解释。
将 useState 应用到组件中
现在我们将这个简易版的 useState 应用到一个 Counter 组件中：
function Counter() { const [count, setCount] = useState(0); return { click: () => setCount(count() + 1), render: () => console.log('render:', { count: count() }) }}const C = Counter();C.render(); // render: { count: 0 }C.click();C.render(); // render: { count: 1 }
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这里简单起见，就不 render 真实 DOM 了，因为我们只关心组件的状态，所以每次 render 的时候打印 count 的值。参考 前端手写面试题详细解答
这里点击 click 之后，counter 的值加一，useState 的基本功能实现了。但现在 state 是一个函数而不是一个变量，这和 React 的 API 不一致，接下来我们就来改正这一点。
过期闭包
function useState(initialValue) { var _val = initialValue // 去掉了state()函数 function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] //直接返回_val}var [foo, setFoo] = useState(0)console.log(foo) // 0setFoo(1) // 更新_valconsole.log(foo) // 0 - BUG！
复制代码
如果我们直接把 state 从函数改成变量，问题就出现了，state 不更新了。无论点击几次，Counter 的值始终不变。这个是过期闭包问题（Stale Closure Problem）。因为在 useState 返回的时候，state 就指向了初始值，所以后面即使 counter 的值改变了，打印出来的仍然就旧值。我们想要的是，返回一个变量的同时，还能让这个变量和真实状态同步。那如何来实现呢？
模块模式
解决办法就是将闭包放在另一个闭包中。
const MyReact = (function() { let _val //将_val提升到外层闭包 return { render(Component) { const Comp = Component() Comp.render() return Comp }, useState(initialValue) { _val = _val || initialValue //每次刷新 function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] } }})()
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我们运用之前提到的模块模式，创建一个 MyReact 模块（第一层闭包），返回的对象中包含 useState 方法（第二层闭包）。useState 返回值中的 state，指向的是 useState 闭包中的_val，而每次调用 useState，_val 都会重新绑定到上层的_val 上，保证返回的 state 的值是最新的。解决了过期闭包的问题。
MyReact 还提供了另外一个方法 render，方法中调用组件的 render 方法来“渲染”组件，也是为了不渲染 DOM 的情况下进行测试。
function Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) return { click: () => setCount(count + 1), render: () => console.log('render:', { count }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter) // render: { count: 0 }App.click()App = MyReact.render(Counter) // render: { count: 1 }
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这里每次调用 MyReact.render(Counter)，都会生成新的 Counter 实例，调用实例的 render 方法。render 方法中调用了 MyReact.useState()。MyReact.useState()在多次执行之间，外层闭包中的_val 值保持不变，所以 count 会绑定到当前的_val 上，这样就可以打印出正确的 count 值了。
实现 useEffect
实现了 useState 之后，接下来实现 useEffect。
const MyReact = (function() { let _val, _deps // 将状态和依赖数组保存到外层的闭包中 return { render(Component) { const Comp = Component() Comp.render() return Comp }, useEffect(callback, depArray) { const hasNoDeps = !depArray const hasChangedDeps = _deps ? !depArray.every((el, i) => el === _deps[i]) : true if (hasNoDeps || hasChangedDeps) { callback() _deps = depArray } }, useState(initialValue) { _val = _val || initialValue function setState(newVal) { _val = newVal } return [_val, setState] } }})()
// usagefunction Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) MyReact.useEffect(() => { console.log('effect', count) }, [count]) return { click: () => setCount(count + 1), noop: () => setCount(count), render: () => console.log('render', { count }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter)// effect 0// render {count: 0}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 1// render {count: 1}App.noop()App = MyReact.render(Counter)// // 没有执行effect// render {count: 1}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 2// render {count: 2}
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在 MyReact.useEffect 中，我们将依赖数组保存到_deps，每次调用，都和前一次的依赖数组进行比对。发生变化才触发回调。
注意这里在比较依赖时用的是 Object.is, React 在比较 state 变化时也是用它。注意 Object.is 在比较时不会做类型转换（和==不同）。另外 NaN === NaN 返回 false，但是 Object.is(NaN, NaN)会返回 true。
(简单起见，我们实现的 useEffect，回调函数是同步执行的，所以打印出来的 log 是 effect 先执行，然后才是 render。实际 React 中 useEffect 的回调函数应该是异步执行的)
支持多个 Hooks
到此为止我们已经简单实现了 useState 和 useEffect。但还有一个问题，就是 useState 和 useEffect 每个组件中只能用一次。
那么怎么才能支持使用多次 hooks 呢，我们可以将 hooks 保存到一个数组中。
const MyReact = (function() { let hooks = [], currentHook = 0 // 存储hooks的数组，和数组指针 return { render(Component) { const Comp = Component() // 执行effect Comp.render() currentHook = 0 // 每次render后，hooks的指针清零 return Comp }, useEffect(callback, depArray) { const hasNoDeps = !depArray const deps = hooks[currentHook] const hasChangedDeps = deps ? !depArray.some((el, i) => !Object.is(el, deps[i])) : true if (hasNoDeps || hasChangedDeps) { callback() hooks[currentHook] = depArray } currentHook++ // 每调用一次指针加一 }, useState(initialValue) { hooks[currentHook] = hooks[currentHook] || initialValue const setStateHookIndex = currentHook // 注意⚠️这句不是没用。是避免过期闭包问题。 const setState = newState => (hooks[setStateHookIndex] = newState) return [hooks[currentHook++], setState] } }})()
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注意这里用了一个新的变量 setStateHookIndex 来保存 currentHook 的值。这是为了避免 useState 闭包包住旧的 currentHook 的值。
将改动应用到组件中：
function Counter() { const [count, setCount] = MyReact.useState(0) const [text, setText] = MyReact.useState('foo') // 第二次用了useState MyReact.useEffect(() => { console.log('effect', count, text) }, [count, text]) return { click: () => setCount(count + 1), type: txt => setText(txt), noop: () => setCount(count), render: () => console.log('render', { count, text }) }}let AppApp = MyReact.render(Counter)// effect 0 foo// render {count: 0, text: 'foo'}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 1 foo// render {count: 1, text: 'foo'}App.type('bar')App = MyReact.render(Counter)// effect 1 bar// render {count: 1, text: 'bar'}App.noop()App = MyReact.render(Counter)// // 不运行effect// render {count: 1, text: 'bar'}App.click()App = MyReact.render(Counter)// effect 2 bar// render {count: 2, text: 'bar'}
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实现多个 hooks 支持的基本思路，就是用一个数组存放 hooks。每次使用 hooks 时，将 hooks 指针加 1。每次 render 以后，将指针清零。
Custom Hooks
接下来，可以借助已经实现的 hooks 继续实现 custom hooks：
function Component() { const [text, setText] = useSplitURL('www.google.com') return { type: txt => setText(txt), render: () => console.log({ text }) }}function useSplitURL(str) { const [text, setText] = MyReact.useState(str) const masked = text.split('.') return [masked, setText]}let AppApp = MyReact.render(Component)// { text: [ 'www', 'google', 'com' ] }App.type('www.reactjs.org')App = MyReact.render(Component)// { text: [ 'www', 'reactjs', 'org' ] }}
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重新理解 Hooks 规则
了解 Hooks 的实现可以帮助我们理解 Hooks 的使用规则。还记得使用 Hooks 的原则吗？hooks 只能用到组件最外层的代码中，不能包裹在 if 或者循环里，原因是在 React 内部，通过数组来存储 hooks。所以必须保证每次 render，hooks 的顺序不变，数量不变，才能做 deps 的比对。
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