React Hooks源码深度解析
作者：京东零售 郑炳懿 前言 React Hooks是React16.8 引入的一个新特性，它允许函数组件中使用state和其他 React 特性，而不必使用类组件。Hooks是一个非常重要的概念，因为它们提供了更简单、更易于理解的React开发体验。 React Hooks的核心源码主要包括两个部分：React内部的Hook管理器和一系列预置的Hook函数。 首先，让我们看一下React内部的Hook管理器。这个管理器是React内部的一个重要机制，它负责管理组件中的所有Hook，并确保它们在组件渲染期间以正确的顺序调用。 内部Hook管理器 示例： const Hook = { queue: [], current: null, }; function useState(initialState) { const state = Hook.current[Hook.queue.length]; if (!state) { Hook.queue.push({ state: typeof initialState === 'function' ? initialState() : initialState, setState(value) { this.state = value; render(); }, }); } return [state.state, state.setState.bind(state)]; } function useHook(callback) { Hook.current = { __proto__: Hook.current, }; try { callback(); } finally { Hook.current = Hook.current.__proto__; } } function render() { useHook(() => { const [count, setCount] = useState(0); console.log('count:', count); setTimeout(() => { setCount(count + 1); }, 1000); }); } render(); 在这个示例中，Hook对象有两个重要属性：queue和current。queue存储组件中所有Hook的状态和更新函数，current存储当前正在渲染的组件的Hook链表。useState和useHook函数则分别负责创建新的Hook状态和在组件中使用Hook。 预置 Hook 函数 useState Hook 以下是useState Hook的实现示例： function useState(initialState) { const hook = updateWorkInProgressHook(); if (!hook.memoizedState) { hook.memoizedState = [ typeof initialState === 'function' ? initialState() : initialState, action => { hook.queue.pending = true; hook.queue.dispatch = action; scheduleWork(); }, ]; } return hook.memoizedState; } 上述代码实现了useState Hook，其主要作用是返回一个state和更新函数的数组，state 初始值为initialState。 在这个实现中，updateWorkInProgressHook()函数用来获取当前正在执行的函数组件的 fiber 对象并判断是否存在对应的hook。它的实现如下： function updateWorkInProgressHook() { const fiber = getWorkInProgressFiber(); let hook = fiber.memoizedState; if (hook) { fiber.memoizedState = hook.next; hook.next = null; } else { hook = { memoizedState: null, queue: { pending: null, dispatch: null, last: null, }, next: null, }; } workInProgressHook = hook; return hook; } getWorkInProgressFiber()函数用来获取当前正在执行的函数组件的fiber对象，workInProgressHook则用来存储当前正在执行的hook对象。在函数组件中，每一个useState调用都会创建一个新的 hook 对象，并将其添加到fiber对象的hooks链表中。这个hooks链表是通过fiber对象的memoizedState属性来维护的。 我们还需要注意到在useState Hook的实现中，每一个hook对象都包含了一个queue对象，用来存储待更新的状态以及更新函数。scheduleWork()函数则用来通知React调度器有任务需要执行。 在React的源码中，useState函数实际上是一个叫做useStateImpl的内部函数。 下面是useStateImpl的源码： function useStateImpl<S>(initialState: (() => S) | S): [S, Dispatch<SetStateAction<S>>] { const dispatcher = resolveDispatcher(); return dispatcher.useState(initialState); } 可以看到，useStateImpl函数的作用就是获取当前的dispatcher并调用它的useState方法，返回一个数组，第一个元素是状态的值，第二个元素是一个dispatch函数，用来更新状态。这里的resolveDispatcher函数用来获取当前的dispatcher，其实现如下： function resolveDispatcher(): Dispatcher { const dispatcher = currentlyRenderingFiber?.dispatcher; if (dispatcher === undefined) { throw new Error('Hooks can only be called inside the body of a function component. (https://fb.me/react-invalid-hook-call)'); } return dispatcher; } resolveDispatcher函数首先尝试获取当前正在渲染的fiber对象的dispatcher属性，如果获取不到则说 明当前不在组件的渲染过程中，就会抛出一个错误。 最后，我们来看一下useState方法在具体的dispatcher实现中是如何实现的。我们以useReducer的 dispatcher为例，它的实现如下： export function useReducer<S, A>( reducer: (prevState: S, action: A) => S, initialState: S, initialAction?: A, ): [S, Dispatch<A>] { const [dispatch, currentState] = updateReducer<S, A>( reducer, // $FlowFixMe: Flow doesn't like mixed types [initialState, initialAction], // $FlowFixMe: Flow doesn't like mixed types reducer === basicStateReducer ? basicStateReducer : updateStateReducer, ); return [currentState, dispatch]; } 可以看到，useReducer方法实际上是调用了一个叫做updateReducer的函数，返回了一个包含当前状态和dispatch函数的数组。updateReducer的实现比较复杂，涉及到了很多细节，这里不再展开介绍。 useEffect Hook useEffect是React中常用的一个Hook函数，用于在组件中执行副作用操作，例如访问远程数据、添加/移除事件监听器、手动操作DOM等等。useEffect的核心功能是在组件的渲染过程结束之后异步执行回调函数，它的实现方式涉及到 React 中的异步渲染机制。 以下是useEffect Hook的实现示例： function useEffect(callback, dependencies) { // 通过调用 useLayoutEffect 或者 useEffect 方法来获取当前的渲染批次 const batch = useContext(BatchContext); // 根据当前的渲染批次判断是否需要执行回调函数 if (shouldFireEffect(batch, dependencies)) { callback(); } // 在组件被卸载时清除当前 effect 的状态信息 return () => clearEffect(batch); } 在这个示例中，useEffect接收两个参数：回调函数和依赖项数组。当依赖项数组中的任何一个值发生变化时， React会在下一次渲染时重新执行useEffect中传入的回调函数。 useEffect函数的实现方式主要依赖于React中的异步渲染机制。当一个组件需要重新渲染时，React会将所有的state更新操作加入到一个队列中，在当前渲染批次结束之后再异步执行这些更新操作，从而避免在同一个渲染批次中连续执行多次更新操作。 在useEffect函数中，我们通过调用useContext(BatchContext)方法来获取当前的渲染批次，并根据shouldFireEffect方法判断是否需要执行回调函数。在回调函数执行完毕后，我们需要通过clearEffect方法来清除当前effect的状态信息，避免对后续的渲染批次产生影响。 总结 总的来说，React Hooks的实现原理并不复杂，它主要依赖于React内部的fiber数据结构和调度系统，通过这些机制来实现对组件状态的管理和更新。Hooks能够让我们在函数组件中使用状态和其他React特性，使得函数组件的功能可以和类组件媲美。 除了useState、useEffect等hook，React还有useContext等常用的Hook。它们的实现原理也基本相似，都是利用fiber架构来实现状态管理和生命周期钩子等功能。 以上是hook简单实现示例，它们并不是React中实际使用的代码，但是可以帮助我们更好地理解hook的核心实现方式。
