react hooks实现原理解析

目录

• react hooks 实现
• Hooks 解决了什么问题
• Hooks API 类型
• 首先接触到的是 State hooks
• 其次接触到的是 Effect hooks
• 最后接触到的是 custom hooks
• Hooks 实现方式
• 问题一：useState dispatch 函数如何与其使用的 Function Component 进行绑定

react hooks 实现

Hooks 解决了什么问题

在 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)

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)
  }
}

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>
  );
}

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>
}

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;
}

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 
};

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。参考React实战视频讲解：进入学习

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;
}

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];
}

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'))

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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