React Hook 到底是个啥？

本篇文章参考以下博文

React技术揭秘

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前言

最近在和同事们交流的时候，发现大家对 hook 的理解是，这玩意就是生命周期，原来放在生命周期里的东西，现在都要放到 hook 里。

如果刚接触 hook 的话，那么这个解释可以帮助你快速明白 hook 的用法，但是往深了说， hook 与生命周期还是有一定区别的。今天咱们就来研究研究，区别在哪？

阅读本节需要对 react 的 fiber 结构有一定的了解。

举个例子

我们举一个形象一点的例子，让大家先有一个概念。比如下图：
在这里插入图片描述

react 的图标大家都很熟悉了哈，这个图标的含义是原子，中间的是原子核，外面的轨迹是飞行的核外电子。那么 hook 的概念，就是像是电子。

自己实现 useState

接下来我们自己实现一个最常用的 hook useState 。

首先过程很简单，大家先别害怕。看下面一个例子

function App() {
    
    
  const [num, updateNum] = useState(0);

  return <p onClick={
    
    () => updateNum(num => num + 1)}>{
    
    num}</p>;
}

上面是一个简单的函数组件，一个按钮，点击之后会对 num 进行累加。那么这个组件中，涉及 useState 的工作有两部分：

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通过一些途径产生更新，更新会造成组件 render 。
组件 render 时 useState 返回的 num 为更新后的结果。

上面第一步的过程，又可以分解为：

调用 ReactDOM.render 会产生 mount 的更新，更新内容为 useState 的 initialValue （即0）。
点击 p 标签触发 updateNum 会产生一次 update 的更新，更新内容为 num => num + 1 。

接下来我们研究下，这两步是怎么实现的。

页面产生更新后，组件 render ，那么这个更新是什么？源码里这个更新是一个链表的节点，

const update = {
    
    
  // 更新执行的函数（num => num + 1）
  action,
  // 与同一个Hook的其他更新形成链表
  next: null
}

这些更新节点被放在了一个环装单向链表里，类似如下结构：
在这里插入图片描述

调用 updateNum 的过程，执行 dispatchAction 函数。

function dispatchAction(queue, action) {
    
    
  // 创建update
  const update = {
    
    
    action,
    next: null
  }

  // 环状单向链表操作
  if (queue.pending === null) {
    
     //链表为空时
    update.next = update;
  } else {
    
      //不为空时
    update.next = queue.pending.next;
    queue.pending.next = update;
  }
  queue.pending = update;

  // 模拟React开始调度更新
  schedule();
}

上面逻辑的效果是 queue.pending 始终指向最后一个插入的 update 。

这样做的好处是，当我们要遍历 update 时， queue.pending.next 指向第一个插入的 update 。

在这里插入图片描述

状态保存

知道了 update 的逻辑之后，我们来看看状态是怎么保存在 queue 里面的。我们知道 ClassComponent 的状态是保存在属性 state 里面的。而 FunctionComponent 的状态是保存在 fiber 里面的，类似下面：

// App组件对应的fiber对象
const fiber = {
    
    
  // 保存该FunctionComponent对应的Hooks链表
  memoizedState: null,
  // 指向App函数
  stateNode: App
};

Hook 数据结构

接下来我们关注 fiber.memoizedState 中保存的 Hook 的数据结构。

hook = {
    
    
  // 保存update的queue，即上文介绍的queue
  queue: {
    
    
    pending: null
  },
  // 保存hook对应的state
  memoizedState: initialState,
  // 与下一个Hook连接形成单向无环链表
  next: null
}

可以看到， Hook 与 update 类似，都通过链表连接。不过 Hook 是无环的单向链表。

注意区分 update 与 hook 的所属关系：

每个 useState 对应一个 hook 对象。

调用 const [num, updateNum] = useState(0) ;时 updateNum （即上文介绍的 dispatchAction ）产生的 update 保存在 useState 对应的 hook.queue 中。

模拟React调度更新流程

在上文 dispatchAction 末尾我们通过 schedule 方法模拟 React 调度更新流程。

function dispatchAction(queue, action) {
    
    
  // ...创建update
  
  // ...环状单向链表操作

  // 模拟React开始调度更新
  schedule();
}

现在我们来实现他。

我们用 isMount 变量指代是 mount 还是 update 。（源码中对于 mount 和 update 的处理是分开的，这里用一个 isMount 简化了）

// 首次render时是mount
isMount = true;

function schedule() {
    
    
  // 更新前将workInProgressHook重置为fiber保存的第一个Hook
  workInProgressHook = fiber.memoizedState;
  // 触发组件render
  fiber.stateNode();
  // 组件首次render为mount，以后再触发的更新为update
  isMount = false;
}

通过 workInProgressHook 变量指向当前正在工作的 hook 。

workInProgressHook = fiber.memoizedState;

在组件 render 时，每当遇到下一个 useState ，我们移动 workInProgressHook 的指针。

workInProgressHook = workInProgressHook.next;

这样，只要每次组件 render 时 useState 的调用顺序及数量保持一致，那么始终可以通过 workInProgressHook 找到当前 useState 对应的 hook 对象。

到这里第一步就完成了，接下来我们进行第二步。即组件 render 时 useState 返回的 num 为更新后的结果。

计算 State

组件 render 时会调用 useState ，他的大体逻辑如下：

function useState(initialState) {
    
    
  // 当前useState使用的hook会被赋值该该变量
  let hook;

  if (isMount) {
    
    
    // ...mount时需要生成hook对象
  } else {
    
    
    // ...update时从workInProgressHook中取出该useState对应的hook
  }

  let baseState = hook.memoizedState;
  if (hook.queue.pending) {
    
    
    // ...根据queue.pending中保存的update更新state
  }
  hook.memoizedState = baseState;

  return [baseState, dispatchAction.bind(null, hook.queue)];
}

首先我们需要先关注以下如何获取 hook 对象：

if (isMount) {
    
    
  // mount时为该useState生成hook
  hook = {
    
    
    queue: {
    
    
      pending: null
    },
    memoizedState: initialState,
    next: null
  }

  // 将hook插入fiber.memoizedState链表末尾
  if (!fiber.memoizedState) {
    
    
    fiber.memoizedState = hook;
  } else {
    
    
    workInProgressHook.next = hook;
  }
  // 移动workInProgressHook指针
  workInProgressHook = hook;
} else {
    
    
  // update时找到对应hook
  hook = workInProgressHook;
  // 移动workInProgressHook指针
  workInProgressHook = workInProgressHook.next;
}

当找到该 useState 对应的 hook 后，如果该 hook.queue.pending 不为空（即存在 update ），则更新其 state 。

// update执行前的初始state
let baseState = hook.memoizedState;

if (hook.queue.pending) {
    
    
  // 获取update环状单向链表中第一个update
  let firstUpdate = hook.queue.pending.next;

  do {
    
    
    // 执行update action
    const action = firstUpdate.action;
    baseState = action(baseState);
    firstUpdate = firstUpdate.next;

    // 最后一个update执行完后跳出循环
  } while (firstUpdate !== hook.queue.pending.next)

  // 清空queue.pending
  hook.queue.pending = null;
}

// 将update action执行完后的state作为memoizedState
hook.memoizedState = baseState;

完整的过程如下：

function useState(initialState) {
    
    
  let hook;

  if (isMount) {
    
    
    hook = {
    
    
      queue: {
    
    
        pending: null
      },
      memoizedState: initialState,
      next: null
    }
    if (!fiber.memoizedState) {
    
    
      fiber.memoizedState = hook;
    } else {
    
    
      workInProgressHook.next = hook;
    }
    workInProgressHook = hook;
  } else {
    
    
    hook = workInProgressHook;
    workInProgressHook = workInProgressHook.next;
  }

  let baseState = hook.memoizedState;
  if (hook.queue.pending) {
    
    
    let firstUpdate = hook.queue.pending.next;

    do {
    
    
      const action = firstUpdate.action;
      baseState = action(baseState);
      firstUpdate = firstUpdate.next;
    } while (firstUpdate !== hook.queue.pending)

    hook.queue.pending = null;
  }
  hook.memoizedState = baseState;

  return [baseState, dispatchAction.bind(null, hook.queue)];
}

到此为止，我们完整的实现了一个 hook ，它与源码中的 hook 还是有细微差异的，但是原理相同。

最后点以下题，看到现在大家应该感觉出来 hook 和生命周期还是很不一样的吧，那各位觉得 hook 到底是个啥？

我个人感觉更像是一个工具，这个工具会帮我们把数据更新到页面上，不同的 hook 更新效果不太相同，有的会同步更新，有的则会延迟更新，我们要做的则是在不同的业务需要下，使用这些工具，至于工具到底是怎么做到的，而且还做的这么好，那就需要我们反复的研究源码，才能熟知。