轻松掌握React Hooks底层实现原理

因为最近业务较忙，2020年搞懂React原理系列文章最终篇直到如今才在业余时间抽空完成。以前在公司内部已有过一次PPT形式的分享，但通过一段时间对hooks的深度使用，对其又有了更深一些了解，故本次加上新内容并以文章形式再分享一次。

持续一年阅读React源码和总结其核心原理，慢慢也有了一些心得：

读懂源码只是第一步，弄懂其功能的代码实现方式。而再进一步是完全搞懂其实现原理、思想，它经过什么方式实现了什么功能，带来了什么价值。

无论它的底层代码如何改写，最终的目的都是为了实现某个功能。只要咱们把其功能实现原理掌握，即可活学活用，结合业务让业务开发效率更高，或围绕业务作一些生产力工具。

React使用当前最新版本：17.0.1

今年写了一个“搞懂React源码系列”，把React最核心的内容用最易懂的方式讲清楚。2020年搞懂React源码系列：

• React Diff原理
• React 调度原理
• 搭建阅读React源码环境-支持React全部版本断点调试细分文件
• （当前）React Hooks原理

少了React Fiber更新原理？那是由于国外大佬的一篇文章写得太好，没有必要再重复写一次。或许明年能够找个时间写个简明概要的React全部原理汇总文章。

本文将重点讲useMemo、useEffect和useState3个api，由于它们在平常开发中最经常使用。后面讲其余几个api。本次主要描述每一个hook的功能和原理。

基础知识

任何一个hook的调用方式都是：

输出 = hook函数(输入)

必定会有输入和hook函数和输出。
而被调用的过程通常是2种：组件初始化和组件更新。

UseMemo实现原理

useMemo的功能是记忆某个结果，只有依赖项发生改变时才更新输出结果。

输出结果 = useMemo(计算函数，依赖项)

下方展现其在不一样过程当中useMemo内部实现原理。

输入	hook函数	输出
计算函数，依赖项	useMemo	计算结果

组件初始化：

1. 执行计算函数，获取计算结果
2. 缓存结果结果和依赖项
3. 返回计算结果

组件更新:

if (依赖项和已缓存依赖项相同) {
    返回已缓存计算结果
} else {
    执行计算函数，获取新计算结果
    缓存新计算结果和新依赖项
    返回新计算结果
}

其中一个问题值得注意，依赖项是如何比较的？深比较或浅比较？由于依赖项通常是一个数组，而数组中的每一个元素是具体的依赖变量，那么React是如何比较的？

翻看源码，发现若两个依赖项都是数组，则React会使用Object.is对其每个元素进行强比较。

Object.is('foo', 'foo');     // true
Object.is(window, window);   // true

Object.is('foo', 'bar');     // false
Object.is([], []);           // false

var foo = { a: 1 };
var bar = { a: 1 };
Object.is(foo, foo);         // true
Object.is(foo, bar);         // false

Object.is(null, null);       // true

// Special Cases
Object.is(0, -0);            // false
Object.is(-0, -0);           // true
Object.is(NaN, 0/0);         // true

转念一想，其实就应这样比较。

UseEffect实现原理

useEffect(建立函数，依赖项)

useEffect的主要功能是：

组件加载后执行建立函数，建立函数执行后会返回一个销毁函数，在组件销毁前执行。

若依赖项为数组且不为空，则依赖项改变时，会执行上一个销毁函数和从新执行建立函数。

输入	hook函数
建立函数，依赖项	useEffect

useEffect直接被调用的过程是组件初始化和组件更新，其销毁函数被调用的过程是组件销毁。

组件初始化：

1. 生成一个effect对象，包含建立函数
2. 缓存effect和依赖项
3. 当React进入提交阶段，执行effect中的建立函数，获取销毁函数。若销毁函数不为空，则将其放入effect。

组件更新：

1. 生成一个effect对象, 包含建立函数
2. 检查已缓存effect中是否有销毁函数，有的话则放入新effect对象
3. 缓存effect
4. 若依赖项和已缓存依赖项不一样，则将hasEffect标记添加到effect，并缓存新依赖项
5. 当React进入提交阶段：

if (effect有hasEffect标记) {
    若effect中有销毁函数，则先执行销毁函数
    执行effect中的建立函数，获取销毁函数。若销毁函数不为空，则将其放入effect
}

组件销毁：

1. 若effect中有销毁函数，则执行。

UseState实现原理

useState的功能是设置一个状态的初始值，并返回当前状态和设置状态的函数。

[状态，设置状态函数] = useState(初始状态)

输入	hook函数	输出
初始状态	useState	状态，设置状态函数

useState直接被调用的过程也是组件初始化和组件更新，其还有一个调用设置状态函数的过程。

组件初始化：

1. 若初始状态为函数，则将函数执行结果设为当前状态。不然将初始状态设为当前状态。
2. 生成设置状态函数
3. 缓存当前状态和设置状态函数
4. 返回当前状态

组件更新：

1. 读取缓存状态和设置状态函数
2. 返回缓存状态

执行设置状态函数：

1. 更新缓存状态
2. 触发React组件树更新
3. 在下一次组件更新时，将返回已被更新的缓存状态

useReducer

useReducer的功能和原理与useState一致，区别在于useReducer使用函数管理状态，使用派发动做指令函数做为设置状态函数。Reducer概念可参看redux。

[状态，派发动做指令函数]=useReducer(reducer函数，初始状态)

UseCallback实现原理

已缓存函数 = useCallback(待缓存函数，依赖项)

useCallback的功能就是useMemo记忆函数一个封装，相比useMemo只是少套了一层函数：

已缓存函数 = useMemo( () => 待缓存函数, 依赖项)

不过React内部并无用useMemo直接实现useCallback，而是用一套相似useMemo的代码实现。

UseRef实现原理

{current: 当前值} = useRef(初始当前值)

useRef的功能是生成一个对象，结构是：{current: 当前值}, 对象一旦初始化，不会由于组件更新而改变。

虽然对象初始化后不会因组件更新改变，但咱们能够经过更改其current属性，当前值就至关于一个组件的变量，相似class组件的实例属性。

useRef最经常使用的场景莫过于设置组件的ref。

const container = useRef(null)
return <div ref={container}></div>

其实此处官网也有特别讲，div上的ref属性将触发设置container.current为dom对象。

但咱们也能够把useRef做为生成组件变量的方法灵活应用。

输入	hook函数	输出
初始当前值	useRef	{current: 当前值}

组件初始化：

1. 生成对象: { current: 初始当前值 }
2. 缓存对象
3. 返回缓存对象

组件更新：

1. 获取缓存对象
2. 返回缓存对象

UseImperativeHandle

useImperativeHandle的功能被子组件使用，实现父组件调用子组件内部方法，通常与forwardRef一块儿使用。

UseImperativeHandle实现原理与useEffect相似。

UseLayoutEffect

useLayoutEffect和useLayout的功能区别：

useLayoutEffect	useLayout
渲染到屏幕前执行	渲染到屏幕后执行

useLayoutEffect(() => {
   // 组件初始化或更新在渲染到屏幕前执行
   return () => {
     // 1. 组件卸载前执行 2. 执行下一个effect前执行
   } 
}, )

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在跨年前完成2020搞懂React原理系列文章最后一篇，也是为了迎接即将到来的2021。

在2021年，新的系列即将启航。不过在写新系列前，下一篇将先写微前端框架实现原理。

祝你们新年快乐！