浅谈React Hooks

由于工作的原因我已经很长时间没接触过React了。前段时间圈子里都在讨论React Hooks，出于好奇也学习了一番，特此整理以加深理解。

缘由

在web应用无所不能的9012年，组成应用的Components也越来越复杂，冗长而难以复用的代码给开发者们造成了很多麻烦。比如：

1. 难以复用stateful的代码，render props及HOC虽然解决了问题，但对组件的包裹改变了组件树的层级，存在冗余；
2. 在ComponentDidMount、ComponentDidUpdate、ComponentWillUnmount等生命周期中做获取数据，订阅/取消事件，操作ref等相互之间无关联的操作，而把订阅/取消这种相关联的操作分开，降低了代码的可读性；
3. 与其他语言中的class概念差异较大，需要对事件处理函数做bind操作，令人困扰。另外class也不利于组件的AOT compile，minify及hot loading。

在这种背景下，React在16.8.0引入了React Hooks。

特性

主要介绍state hook，effect hook及custom hook

State Hook

最基本的应用如下：

import React, { useState } from 'react'

function counter() {
  const [count, setCount] = useState(0)

  return (
    <div>
      <p>You have clicked {count} times</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
        Click
      </button>
    </div>
  )
}

调用useState，传入初始值，通过数组的结构赋值得到 独立的local state count，及setCount。count可以理解为class component中的state，可见这里的state不局限于对象，可以为number，string，当然也可以是一个对象。而setCount可以理解为class component中的setState，不同的是setState会merge新老state，而hook中的set函数会直接替换，这就意味着如果state是对象时，每次set应该传入所有属性，而不能像class component那样仅传入变化的值。所以在使用useState时，尽量将相关联的，会共同变化的值放入一个object。

再看看有多个“local state”的情况：

import React, { useState } from 'react'

function person() {
  const [name, setName] = useState('simon')
  const [age, setAge] = useState(24)

  return (
    <div>
      <p>name: {name}</p>
      <p>age: {age}</p>
    </div>
  )
}

我们知道当函数执行完毕，函数作用域内的变量都会销毁，hooks中的state在component首次render后被React保留下来了。那么在下一次render时，React如何将这些保留的state与component中的local state对应起来呢。这里给出一个简单版本的实现：

const stateArr = []
const setterArr = []
let cursor = 0
let isFirstRender = true

function createStateSetter(cursor) {
  return state => {
    stateArr[cursor] = state
  }
}

function useState(initState) {
  if (isFirstRender) {
    stateArr.push(initState)
    setterArr.push(createStateSetter(cursor))

    isFirstRender = false
  }

  const state = stateArr[cursor]
  const setter = setterArr[cursor]

  cursor++

  return [state, setter]
}

可以看出React需要保证多个hooks在component每次render的时候的执行顺序都保持一致，否则就会出现错误。这也是React hooks rule中必须在top level使用hooks的由来——条件，遍历等语句都有可能会改变hooks执行的顺序。

Effect Hook

import React, { useState, useEffect } from 'react'

function FriendStatus(props) {
  const [isOnline, setIsOnline] = useState(null)

  function handleStatusChange(status) {
    setIsOnline(status.isOnline)
  }

  // 基本写法
  useEffect(() => {
    document.title = 'Dom is ready'
  })

  // 需要取消操作的写法
  useEffect(() => {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange)

    return function cleanup() {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange)
    }
  })

  if (isOnline === null) {
    return 'Loading...'
  }
  return isOnline ? 'Online' : 'Offline'
}

可以看到上面的代码在传入useEffect的函数(effect)中做了一些"side effect"，在class component中我们通常会在componentDidMount，componentDidUpdate中去做这些事情。另外在class component中，需要在componentDidMount中订阅，在componentWillUnmount中取消订阅，这样将一件事拆成两件事做，不仅可读性低，还容易产生bug:

class FriendStatus extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { isOnline: null };
    this.handleStatusChange = this.handleStatusChange.bind(this);
  }

  componentDidMount() {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }

  componentWillUnmount() {
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }

  handleStatusChange(status) {
    this.setState({
      isOnline: status.isOnline
    });
  }

  render() {
    if (this.state.isOnline === null) {
      return 'Loading...';
    }
    return this.state.isOnline ? 'Online' : 'Offline';
  }
}

如上代码，如果props中的friend.id发生变化，则会导致订阅和取消的id不一致，如需解决需要 在componentDidUpdate中先取消订阅旧的再订阅新的 ，代码非常冗余。而useEffect hook在这一点上是浑然天成的。另外effect函数在每次render时都是新创建的，这其实是有意而为之，因为这样才能取得最新的state值。

有同学可能会想，每次render后都会执行effect，这样会不会对性能造成影响。其实effect是在页面渲染完成之后执行的，不会阻塞，而在effect中执行的操作往往不要求同步完成，除了少数如要获取宽度或高度，这种情况需要使用其他的hook(useLayoutEffect)，此处不做详解。即使这样，React也提供了控制的方法，及useEffect的第二个参数————一个数组，如果数组中的值不发生变化的话就跳过effect的执行：

useEffect(() => {
  ChatAPI.subscribeToFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange)
  return () => {
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
  }
}, [props.friend.id])

Custom Hook

A custom Hook is a JavaScript function whose name starts with ”use” and that may call other Hooks.

Custom Hook的使命是解决stateful logic复用的问题，如上面例子中的FriendStatus，在一个聊天应用中可能多个组件都需要知道好友的在线状态，将FriendStatus抽象成这样的hook：

function useFriendStatus(friendID) {
  const [isOnline, setIsOnline] = useState(null);

  function handleStatusChange(status) {
    setIsOnline(status.isOnline);
  }

  useEffect(() => {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(friendID, handleStatusChange);
    return () => {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(friendID, handleStatusChange);
    };
  });

  return isOnline;
}

function FriendStatus(props) {
  const isOnline = useFriendStatus(props.friend.id)

  if (isOnline === null) {
    return 'Loading...'
  }

  return isOnline ? 'Online' : 'Offline'
}

function FriendListItem(props) {
  const isOnline = useFriendStatus(props.friend.id)

  return (
    <li style={{ color: isOnline ? 'green' : 'black' }}>
      {props.friend.name}
    </li>
  )
}

FriendStatus和FriendListItem中的isOnline是 独立 的，因 custom hook复用的是stateful logic，而不是state本身 。另外custom hook必须以use开头来命名，这样linter工具才能正确检测其是否符合规范。

除了以上三种hook，React还提供了useContext, useReducer, useCallback, useMemo, useRef, useImperativeHandle, useLayoutEffect, useDebugValue内置hook，它们的用途可以参考官方文档，这里我想单独讲讲useRef。

顾名思义，这个hook应该跟ref相关的：

function TextInputWithFocusButton() {
  const inputEl = useRef(null)
  const onButtonClick = () => {
    inputEl.current.focus()
  }
  return (
    <>
      <input ref={inputEl} type="text" />
      <button onClick={onButtonClick}>Focus the input</button>
    </>
  )
}

来看看官方文档上的说明：

useRef returns a mutable ref object whose .current property is initialized to the passed argument (initialValue). The returned object will persist for the full lifetime of the component.

这句话告诉我们在组件的整个生命周期里，inputEl.current都是存在的，这扩展了useRef本身的用途，可以使用useRef维护类似于class component中实例属性的变量：

function Timer() {
  const intervalRef = useRef()

  useEffect(() => {
    const id = setInterval(() => {
      // ...
    })
    intervalRef.current = id
    return () => {
      clearInterval(intervalRef.current)
    }
  })

  // ...
}

这在class component中是理所当然的，但不要忘记Timer仅仅是一个函数，函数执行完毕后函数作用域内的变量将会销毁，所以这里需要使用useRef来保持这个timerId。类似的useRef还可以用来获取preState：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0)

  const prevCountRef = useRef()
  useEffect(() => {
    prevCountRef.current = count    // 由于useEffect中的函数是在render完成之后异步执行的，所以在每次render时prevCountRef.current的值为上一次的count值
  })
  const prevCount = prevCountRef.current

  return <h1>Now: {count}, before: {prevCount}</h1>
}

参考文章&拓展阅读

• React Hooks官方文档
• React hooks: not magic, just arrays
• Why Isn’t X a Hook?
• Making Sense of React Hooks