react的useState源码分析
前言
简单说下为什么React选择函数式组件，主要是class组件比较冗余、生命周期函数写法不友好，骚写法多，functional组件更符合React编程思想等等等。更具体的可以拜读dan大神的blog。其中Function components capture the rendered values这句十分精辟的道出函数式组件的优势。
但是在16.8之前react的函数式组件十分羸弱，基本只能作用于纯展示组件，主要因为缺少state和生命周期。本人曾经在hooks出来前负责过纯函数式的react项目，所有状态处理都必须在reducer中进行，所有副作用都在saga中执行，可以说是十分艰辛的经历了。在hooks出来后我在公司的一个小中台项目中使用，落地效果不错，代码量显著减少的同时提升了代码的可读性。因为通过custom hooks可以更好地剥离代码结构，不会像以前类组件那样在cDU等生命周期堆了一大堆逻辑，在命令式代码和声明式代码中有一个良性的边界。
useState在React中是怎么实现的
Hooks take some getting used to — and especially at the boundary of imperative and declarative code.
如果对hooks不太了解的可以先看看这篇文章:前情提要，十分简明的介绍了hooks的核心原理，但是我对useEffect，useRef等钩子的实现比较好奇，所以开始啃起了源码，下面我会结合源码介绍useState的原理。useState具体逻辑分成三部分：mountState，dispatch， updateState
hook的结构
首先的是hooks的结构，hooks是挂载在组件Fiber结点上memoizedState的
//hook的结构
export type Hook = {
memoizedState: any, //上一次的state
baseState: any, //当前state
baseUpdate: Update<any, any> | null, // update func
queue: UpdateQueue<any, any> | null, //用于缓存多次action
next: Hook | null, //链表
};
renderWithHooks
在reconciler中处理函数式组件的函数是renderWithHooks，其类型是：
renderWithHooks(
current: Fiber | null, //当前的fiber结点
workInProgress: Fiber,
Component: any, //jsx中用<>调用的函数
props: any,
refOrContext: any,
nextRenderExpirationTime: ExpirationTime, //需要在什么时候结束
): any
在renderWithHooks，核心流程如下：
//从memoizedState中取出hooks
nextCurrentHook = current !== null ? current.memoizedState : null;
//判断通过有没有hooks判断是mount还是update，两者的函数不同
ReactCurrentDispatcher.current =
nextCurrentHook === null
? HooksDispatcherOnMount
: HooksDispatcherOnUpdate;
//执行传入的type函数
let children = Component(props, refOrContext);
//执行完函数后的dispatcher变成只能调用context的
ReactCurrentDispatcher.current = ContextOnlyDispatcher;
return children;
useState构建时流程
mountState
在HooksDispatcherOnMount中，useState调用的是下面的mountState，作用是创建一个新的hook并使用默认值初始化并绑定其触发器，因为useState底层是useReducer，所以数组第二个值返回的是dispatch。
type BasicStateAction<S> = (S => S) | S;
function mountState<S>(
initialState: (() => S) | S,
){
const hook = mountWorkInProgressHook();
//如果入参是func则会调用，但是不提供参数，带参数的需要包一层
if (typeof initialState === 'function') {
initialState = initialState();
}
//上一个state和基本(当前)state都初始化
hook.memoizedState = hook.baseState = initialState;
const queue = (hook.queue = {
last: null,
dispatch: null,
eagerReducer: basicStateReducer, // useState使用基础reducer
eagerState: (initialState: any),
});
//返回触发器
const dispatch: Dispatch<
//useState底层是useReducer，所以type是BasicStateAction
(queue.dispatch = (dispatchAction.bind(
null,
//绑定当前fiber结点和queue
((currentlyRenderingFiber: any): Fiber),
queue,
): any));
return [hook.memoizedState, dispatch];
}
mountWorkInProgressHook
这个函数是mountState时调用的构建hook的方法，在初始化完毕后会连接到当前hook.next（如果有的话）
function mountWorkInProgressHook(): Hook {
const hook: Hook = {
memoizedState: null,
baseState: null,
queue: null,
baseUpdate: null,
next: null,
};
if (workInProgressHook === null) {
// 列表中的第一个hook
firstWorkInProgressHook = workInProgressHook = hook;
} else {
// 添加到列表的末尾
workInProgressHook = workInProgressHook.next = hook;
}
return workInProgressHook;
}
dispatch分发函数
在上面我们提到，useState底层是useReducer，所以返回的第二个参数是dispatch函数，其中的设计十分巧妙。
假设我们有以下代码:
相关参考视频讲解：进入学习
const [data, setData] = React.useState(0)
setData('first')
setData('second')
setData('third')
在第一次setData后， hooks的结构如上图
在第二次setData后， hooks的结构如上图
在第三次setData后， hooks的结构如上图
在正常情况下，是不会在dispatcher中触发reducer而是将action存入update中在updateState中再执行，但是如果在react没有重渲染需求的前提下是会提前计算state即eagerState。作为性能优化的一环。
function dispatchAction<S, A>(
fiber: Fiber,
queue: UpdateQueue<S, A>,
action: A,
) {
const alternate = fiber.alternate;
{
flushPassiveEffects();
//获取当前时间并计算可用时间
const currentTime = requestCurrentTime();
const expirationTime = computeExpirationForFiber(currentTime, fiber);
const update: Update<S, A> = {
expirationTime,
action,
eagerReducer: null,
eagerState: null,
next: null,
};
//下面的代码就是为了构建queue.last是最新的更新，然后last.next开始是每一次的action
// 取出last
const last = queue.last;
if (last === null) {
// 自圆
update.next = update;
} else {
const first = last.next;
if (first !== null) {
update.next = first;
}
last.next = update;
}
queue.last = update;
if (
fiber.expirationTime === NoWork &&
(alternate === null || alternate.expirationTime === NoWork)
) {
// 当前队列为空，我们可以在进入render阶段前提前计算出下一个状态。如果新的状态和当前状态相同，则可以退出重渲染
const lastRenderedReducer = queue.lastRenderedReducer; // 上次更新完后的reducer
if (lastRenderedReducer !== null) {
let prevDispatcher;
if (__DEV__) {
prevDispatcher = ReactCurrentDispatcher.current; // 暂存dispatcher
ReactCurrentDispatcher.current = InvalidNestedHooksDispatcherOnUpdateInDEV;
}
try {
const currentState: S = (queue.lastRenderedState: any);
// 计算下次state
const eagerState = lastRenderedReducer(currentState, action);
// 在update对象中存储预计算的完整状态和reducer，如果在进入render阶段前reducer没有变化那么可以服用eagerState而不用重新再次调用reducer
update.eagerReducer = lastRenderedReducer;
update.eagerState = eagerState;
if (is(eagerState, currentState)) {
// 在后续的时间中，如果这个组件因别的原因被重渲染且在那时reducer更变后，仍有可能重建这次更新
return;
}
} catch (error) {
// Suppress the error. It will throw again in the render phase.
} finally {
if (__DEV__) {
ReactCurrentDispatcher.current = prevDispatcher;
}
}
}
}
scheduleWork(fiber, expirationTime);
}
}
useState更新时流程
updateReducer
因为useState底层是useReducer，所以在更新时的流程(即重渲染组件后)是调用updateReducer的。
function updateState<S>(
initialState: (() => S) | S,
): [S, Dispatch<BasicStateAction<S>>] {
return updateReducer(basicStateReducer, (initialState: any));
}
所以其reducer十分简单
function basicStateReducer<S>(state: S, action: BasicStateAction<S>): S {
return typeof action === 'function' ? action(state) : action;
}
我们先把复杂情况抛开，跑通updateReducer流程
function updateReducer(
reducer: (S, A) => S,
initialArg: I,
init?: I => S,
){
// 获取当前hook,queue
const hook = updateWorkInProgressHook();
const queue = hook.queue;
queue.lastRenderedReducer = reducer;
// action队列的最后一个更新
const last = queue.last;
// 最后一个更新是基本状态
const baseUpdate = hook.baseUpdate;
const baseState = hook.baseState;
// 找到第一个没处理的更新
let first;
if (baseUpdate !== null) {
if (last !== null) {
// 第一次更新时，队列是一个自圆queue.last.next = queue.first。当第一次update提交后，baseUpdate不再为空即可跳出队列
last.next = null;
}
first = baseUpdate.next;
} else {
first = last !== null ? last.next : null;
}
if (first !== null) {
let newState = baseState;
let newBaseState = null;
let newBaseUpdate = null;
let prevUpdate = baseUpdate;
let update = first;
let didSkip = false;
do {
const updateExpirationTime = update.expirationTime;
if (updateExpirationTime < renderExpirationTime) {
// 优先级不足，跳过这次更新，如果这是第一次跳过更新，上一个update/state是newBaseupdate/state
if (!didSkip) {
didSkip = true;
newBaseUpdate = prevUpdate;
newBaseState = newState;
}
// 更新优先级
if (updateExpirationTime > remainingExpirationTime) {
remainingExpirationTime = updateExpirationTime;
}
} else {
// 处理更新
if (update.eagerReducer === reducer) {
// 如果更新被提前处理了且reducer跟当前reducer匹配，可以复用eagerState
newState = ((update.eagerState: any): S);
} else {
// 循环调用reducer
const action = update.action;
newState = reducer(newState, action);
}
}
prevUpdate = update;
update = update.next;
} while (update !== null && update !== first);
• if (!didSkip) {
• newBaseUpdate = prevUpdate;
• newBaseState = newState;
• }
• // 只有在前后state变了才会标记
• if (!is(newState, hook.memoizedState)) {
• markWorkInProgressReceivedUpdate();
• }
• hook.memoizedState = newState;
• hook.baseUpdate = newBaseUpdate;
• hook.baseState = newBaseState;
queue.lastRenderedState = newState;
}
const dispatch: Dispatch<A> = (queue.dispatch: any);
return [hook.memoizedState, dispatch];
}
export function markWorkInProgressReceivedUpdate() {
didReceiveUpdate = true;
}
后记
作为系列的第一篇文章，我选择了最常用的hooks开始，抛开提前计算及与react-reconciler的互动，整个流程是十分清晰易懂的。mount的时候构建钩子，触发dispatch时按序插入update。updateState的时候再按序触发reducer。可以说就是一个简单的redux。
作者：flyzz177
来源：juejin.cn/post/7184636589564231735
