阅读 3268

阅读源码后,来讲讲React Hooks是怎么实现的

React 16.7-alpha中新增了新功能:Hooks。总结他的功能就是:让FunctionalComponent具有ClassComponent的功能。

import React, { useState, useEffect } from 'react'

function FunComp(props) {
  const [data, setData] = useState('initialState')

  function handleChange(e) {
    setData(e.target.value)
  }

  useEffect(() => {
    subscribeToSomething()

    return () => {
      unSubscribeToSomething()
    }
  })

  return (
    <input value={data} onChange={handleChange} />
  )
}
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按照Dan的说法,设计Hooks主要是解决ClassComponent的几个问题:

  1. 很难复用逻辑(只能用HOC,或者render props),会导致组件树层级很深
  2. 会产生巨大的组件(指很多代码必须写在类里面)
  3. 类组件很难理解,比如方法需要bindthis指向不明确

这些确实是存在的问题,比如我们如果用了react-router+redux+material-ui,很可能随便一个组件最后export出去的代码是酱紫的:

export default withStyle(style)(connect(/*something*/)(withRouter(MyComponent)))
复制代码

这就是一个4层嵌套的HOC组件

同时,如果你的组件内事件多,那么你的constructor里面可能会酱紫:

class MyComponent extends React.Component {
  constructor() {
    // initiallize

    this.handler1 = this.handler1.bind(this)
    this.handler2 = this.handler2.bind(this)
    this.handler3 = this.handler3.bind(this)
    this.handler4 = this.handler4.bind(this)
    this.handler5 = this.handler5.bind(this)
    // ...more

  }
}
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虽然最新的class语法可以用handler = () => {}来快捷绑定,但也就解决了一个声明的问题,整体的复杂度还是在的。

然后还有在componentDidMountcomponentDidUpdate中订阅内容,还需要在componentWillUnmount中取消订阅的代码,里面会存在很多重复性工作。最重要的是,在一个ClassComponent中的生命周期方法中的代码,是很难在其他组件中复用的,这就导致了了代码复用率低的问题。

还有就是class代码对于打包工具来说,很难被压缩,比如方法名称。

更多详细的大家可以去看ReactConf的视频,我这里就不多讲了,这篇文章的主题是从源码的角度讲讲Hooks是如何实现的

先来了解一些基础概念

首先useState是一个方法,它本身是无法存储状态的

其次,他运行在FunctionalComponent里面,本身也是无法保存状态的

useState只接收一个参数initial value,并看不出有什么特殊的地方。所以React在一次重新渲染的时候如何获取之前更新过的state呢?

在开始讲解源码之前,大家先要建立一些概念:

React Element

JSX翻译过来之后是React.createElement,他最终返回的是一个ReactElement对象,他的数据解构如下:

const element = {
  $$typeof: REACT_ELEMENT_TYPE, // 是否是普通Element_Type

  // Built-in properties that belong on the element
  type: type,  // 我们的组件,比如`class MyComponent`
  key: key,
  ref: ref,
  props: props,

  // Record the component responsible for creating this element.
  _owner: owner,
};
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这其中需要注意的是type,在我们写<MyClassComponent {...props} />的时候,他的值就是MyClassComponent这个class,而不是他的实例,实例是在后续渲染的过程中创建的。

Fiber

每个节点都会有一个对应的Fiber对象,他的数据解构如下:

function FiberNode(
  tag: WorkTag,
  pendingProps: mixed,
  key: null | string,
  mode: TypeOfMode,
) {
  // Instance
  this.tag = tag;
  this.key = key;
  this.elementType = null;  // 就是ReactElement的`$$typeof`
  this.type = null;         // 就是ReactElement的type
  this.stateNode = null;

  // Fiber
  this.return = null;
  this.child = null;
  this.sibling = null;
  this.index = 0;

  this.ref = null;

  this.pendingProps = pendingProps;
  this.memoizedProps = null;
  this.updateQueue = null;
  this.memoizedState = null;
  this.firstContextDependency = null;

  // ...others
}
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在这里我们需要注意的是this.memoizedState,这个key就是用来存储在上次渲染过程中最终获得的节点的state的,每次执行render方法之前,React会计算出当前组件最新的state然后赋值给class的实例,再调用render

所以很多不是很清楚React原理的同学会对React的ClassComponent有误解,认为statelifeCycle都是自己主动调用的,因为我们继承了React.Component,它里面肯定有很多相关逻辑。事实上如果有兴趣可以去看一下Component的源码,大概也就是100多行,非常简单。所以在React中,class仅仅是一个载体,让我们写组件的时候更容易理解一点,毕竟组件和class都是封闭性较强的

原理

在知道上面的基础之后,对于Hooks为什么能够保存无状态组件的原理就比较好理解了。

我们假设有这么一段代码:

function FunctionalComponent () {
  const [state1, setState1] = useState(1)
  const [state2, setState2] = useState(2)
  const [state3, setState3] = useState(3)
}
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先来看一张图

react-hooks

在我们执行functionalComponent的时候,在第一次执行到useState的时候,他会对应Fiber对象上的memoizedState,这个属性原来设计来是用来存储ClassComponentstate的,因为在ClassComponentstate是一整个对象,所以可以和memoizedState一一对应。

但是在Hooks中,React并不知道我们调用了几次useState,所以在保存state这件事情上,React想出了一个比较有意思的方案,那就是调用useState后设置在memoizedState上的对象长这样:

{
  baseState,
  next,
  baseUpdate,
  queue,
  memoizedState
}
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我们叫他Hook对象。这里面我们最需要关心的是memoizedStatenextmemoizedState是用来记录这个useState应该返回的结果的,而next指向的是下一次useState对应的`Hook对象。

也就是说:

hook1 => Fiber.memoizedState
state1 === hook1.memoizedState
hook1.next => hook2
state2 === hook2.memoizedState
hook2.next => hook3
state3 === hook2.memoizedState
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每个在FunctionalComponent中调用的useState都会有一个对应的Hook对象,他们按照执行的顺序以类似链表的数据格式存放在Fiber.memoizedState

重点来了:就是因为是以这种方式进行state的存储,所以useState(包括其他的Hooks)都必须在FunctionalComponent的根作用域中声明,也就是不能在if或者循环中声明,比如

if (something) {
  const [state1] = useState(1)
}

// or

for (something) {
  const [state2] = useState(2)
}
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最主要的原因就是你不能确保这些条件语句每次执行的次数是一样的,也就是说如果第一次我们创建了state1 => hook1, state2 => hook2, state3 => hook3这样的对应关系之后,下一次执行因为something条件没达成,导致useState(1)没有执行,那么运行useState(2)的时候,拿到的hook对象是state1的,那么整个逻辑就乱套了,所以这个条件是必须要遵守的!

setState

上面讲了Hooksstate是如何保存的,那么接下去来讲讲如何更新state

我们调用的调用useState返回的方法是酱紫的:

var dispatch = queue.dispatch = dispatchAction.bind(null, currentlyRenderingFiber$1, queue);
return [workInProgressHook.memoizedState, dispatch];
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调用这个方法会创建一个update

var update = {
  expirationTime: _expirationTime,
  action: action,
  callback: callback !== undefined ? callback : null,
  next: null
}
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这里的action是我们调用setState1传入的值,而这个update会被加入到queue上,因为可能存在一次性调用多次setState1的清空(跟React的batchUpdate有关,以后有机会讲。)

在收集完这所有update之后,会调度一次React的更新,在更新的过程中,肯定会执行到我们的FunctionalComponent,那么就会执行到对应的useState,然后我们就拿到了Hook对象,他保存了queue对象表示有哪些更新存在,然后依次进行更新,拿到最新的state保存在memoizedState上,并且返回,最终达到了setState的效果。

总结

其实本质上跟ClassComponent是差不多的,只不过因为useState拆分了单一对象state,所以要用一个相对独特的方式进行数据保存,而且会存在一定的规则限制。

但是这些条件完全不能掩盖Hooks的光芒,他的意义是在是太大了,让React这个 函数式编程范式的框架终于摆脱了要用类来创建组件的尴尬场面。事实上类的存在意义确实不大,比如PuerComponent现在也有对应的React.memo来让函数组件也能达到相同的效果。

最后,因为真的要把源码摊开来讲,就会涉及到一些其他的源码内容,比如workInProgress => current的转换,expirationTime涉及的调度等,反而会导致大家无法理解本篇文章的主体Hooks,所以我在写完完整源码解析后又总结归纳了这篇文章来单独发布。希望能帮助各位童鞋更好得理解Hooks,并能大胆用到实际开发中去。

因为:真的很好用啊!!!

注意

目前react-hot-loader不能和hooks一起使用,详情,所以你可以考虑等到正式版再用。

我是Jocky,一个专注于React技巧和深度分析的前端工程师,React绝对是一个越深入学习,越能让你觉得他的设计精巧,思想超前的框架。关注我获取最新的React动态,以及最深度的React学习。更多的文章看这里

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