React Hooks核心原理深入分析讲解

目录

• Hooks
• 闭包
• 开始动手实现
• 将useState应用到组件中
• 过期闭包
• 模块模式
• 实现useEffect
• 支持多个Hooks
• Custom Hooks
• 重新理解Hooks规则

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>
  );
}

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1
function add() {
  counter += 1;
}
// 调用 add() 3次
add(); // 1
add(); // 2
counter = 1000;
add(); // 1003

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(); // 1
add(); // 2
add(); // 3
counter = 1000 // error! 当前位置无法访问counter

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(); // 1
add(); // 2
add(); // 3

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()); // 0
setFoo(1);
console.log(foo()) // 1

根据useState的定义来实现。比较简单不需要多解释。

参考 前端进阶面试题详细解答

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 }

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。

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) // 0
setFoo(1) // 更新_val
console.log(foo) // 0 - BUG！

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]
    }
  }
})()

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 App
App = MyReact.render(Counter) // render: { count: 0 }
App.click()
App = MyReact.render(Counter) // render: { count: 1 }

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]
    }
  }
})()
// usage
function 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 App
App = 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}

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]
    }
  }
})()

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 App
App = 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'}

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 App
App = MyReact.render(Component)
// { text: [ 'www', 'google', 'com' ] }
App.type('www.reactjs.org')
App = MyReact.render(Component)
// { text: [ 'www', 'reactjs', 'org' ] }}

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。

到此这篇关于React Hooks核心原理深入分析讲解的文章就介绍到这了,更多相关React Hooks内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！