關于useState的一切
作為React開發者，你能答上如下兩個問題么：
1. 對于如下函數組件：
- function App() {
- const [num, updateNum] = useState(0);
- window.updateNum = updateNum;
- return num;
- }
調用window.updateNum(1)可以將視圖中的0更新為1么？
2. 對于如下函數組件：
- function App() {
- const [num, updateNum] = useState(0);
- function increment() {
- setTimeout(() => {
- updateNum(num + 1);
- }, 1000);
- }
- return <p onClick={increment}>{num}</p>;
- }
在1秒內快速點擊p5次，視圖上顯示為幾？
- 👉向右滑動展示答案 1. 可以
- 2. 顯示為1
其實，這兩個問題本質上是在問：
- useState如何保存狀態？
- useState如何更新狀態？
本文會結合源碼，講透如上兩個問題。
這些，就是你需要了解的關于useState的一切。
hook如何保存數據
FunctionComponent的render本身只是函數調用。
那么在render內部調用的hook是如何獲取到對應數據呢？
比如：
- useState獲取state
- useRef獲取ref
- useMemo獲取緩存的數據
答案是：
每個組件有個對應的fiber節點（可以理解為虛擬DOM），用于保存組件相關信息。
每次FunctionComponent render時，全局變量currentlyRenderingFiber都會被賦值為該FunctionComponent對應的fiber節點。
所以，hook內部其實是從currentlyRenderingFiber中獲取狀態信息的。
多個hook如何獲取數據
我們知道，一個FunctionComponent中可能存在多個hook，比如：
- function App() {
- // hookA
- const [a, updateA] = useState(0);
- // hookB
- const [b, updateB] = useState(0);
- // hookC
- const ref = useRef(0);
- return <p></p>;
- }
那么多個hook如何獲取自己的數據呢？
答案是：
currentlyRenderingFiber.memoizedState中保存一條hook對應數據的單向鏈表。
對于如上例子，可以理解為：
- const hookA = {
- // hook保存的數據
- memoizedState: null,
- // 指向下一個hook
- next: hookB
- // ...省略其他字段
- };
- hookB.next = hookC;
- currentlyRenderingFiber.memoizedState = hookA;
當FunctionComponent render時，每執行到一個hook，都會將指向currentlyRenderingFiber.memoizedState鏈表的指針向后移動一次，指向當前hook對應數據。
這也是為什么React要求hook的調用順序不能改變（不能在條件語句中使用hook） —— 每次render時都是從一條固定順序的鏈表中獲取hook對應數據的。
useState執行流程
我們知道，useState返回值數組第二個參數為改變state的方法。
在源碼中，他被稱為dispatchAction。
每當調用dispatchAction，都會創建一個代表一次更新的對象update：
- const update = {
- // 更新的數據
- action: action,
- // 指向下一個更新
- next: null
- };
對于如下例子
- function App() {
- const [num, updateNum] = useState(0);
- function increment() {
- updateNum(num + 1);
- }
- return <p onClick={increment}>{num}</p>;
- }
調用updateNum(num + 1)，會創建：
- const update = {
- // 更新的數據
- action: 1,
- // 指向下一個更新
- next: null
- // ...省略其他字段
- };
如果是多次調用dispatchAction，例如：
- function increment() {
- // 產生update1
- updateNum(num + 1);
- // 產生update2
- updateNum(num + 2);
- // 產生update3
- updateNum(num + 3); }
那么，update會形成一條環狀鏈表。
- update3 --next--> update1
- ^ |
- | update2
- |______next_______|
這條鏈表保存在哪里呢？
既然這條update鏈表是由某個useState的dispatchAction產生，那么這條鏈表顯然屬于該useState hook。
我們繼續補充hook的數據結構。
- const hook = {
- // hook保存的數據
- memoizedState: null,
- // 指向下一個hook
- next: hookForB
- // 本次更新以baseState為基礎計算新的state
- baseState: null,
- // 本次更新開始時已有的update隊列
- baseQueue: null,
- // 本次更新需要增加的update隊列
- queue: null,
- };
其中，queue中保存了本次更新update的鏈表。
在計算state時，會將queue的環狀鏈表剪開掛載在baseQueue最后面，baseQueue基于baseState計算新的state。
在計算state完成后，新的state會成為memoizedState。
為什么更新不基于memoizedState而是baseState，是因為state的計算過程需要考慮優先級，可能有些update優先級不夠被跳過。所以memoizedState并不一定和baseState相同。更詳細的解釋見React技術揭秘[1]
回到我們開篇第一個問題：
- function App() {
- const [num, updateNum] = useState(0);
- window.updateNum = updateNum;
- return num;
- }
調用window.updateNum(1)可以將視圖中的0更新為1么？
我們需要看看這里的updateNum方法的具體實現：
- updateNum === dispatchAction.bind(null, currentlyRenderingFiber, queue);
可見，updateNum方法即綁定了currentlyRenderingFiber與queue（即hook.queue）的dispatchAction。
上文已經介紹，調用dispatchAction的目的是生成update，并插入到hook.queue鏈表中。
既然queue作為預置參數已經綁定給dispatchAction，那么調用dispatchAction就步僅局限在FunctionComponent內部了。
update的action
第二個問題
- function App() {
- const [num, updateNum] = useState(0);
- function increment() {
- setTimeout(() => {
- updateNum(num + 1);
- }, 1000);
- }
- return <p onClick={increment}>{num}</p>;
- }
在1秒內快速點擊p5次，視圖上顯示為幾？
我們知道，調用updateNum會產生update，其中傳參會成為update.action。
在1秒內點擊5次。在點擊第五次時，第一次點擊創建的update還沒進入更新流程，所以hook.baseState還未改變。
那么這5次點擊產生的update都是基于同一個baseState計算新的state，并且num變量也還未變化（即5次update.action（即num + 1）為同一個值）。
所以，最終渲染的結果為1。
useState與useReducer
那么，如何5次點擊讓視圖從1逐步變為5呢？
由以上知識我們知道，需要改變baseState或者action。
其中baseState由React的更新流程決定，我們無法控制。
但是我們可以控制action。
action不僅可以傳值，也可以傳函數。
- // action為值
- updateNum(num + 1);
- // action為函數
- updateNum(num => num + 1);
在基于baseState與update鏈表生成新state的過程中：
- let newState = baseState;
- let firstUpdate = hook.baseQueue.next;
- let update = firstUpdate;
- // 遍歷baseQueue中的每一個update
- do {
- if (typeof update.action === 'function') {
- newState = update.action(newState);
- } else {
- newState = action;
- }
- } while (update !== firstUpdate)
可見，當傳值時，由于我們5次action為同一個值，所以最終計算的newState也為同一個值。
而傳函數時，newState基于action函數計算5次，則最終得到累加的結果。
如果這個例子中，我們使用useReducer而不是useState，由于useReducer的action始終為函數，所以不會遇到我們例子中的問題。
事實上，useState本身就是預置了如下reducer的useReducer。
- function basicStateReducer(state, action) {
- return typeof action === 'function' ? action(state) : action;
- }
總結
通過本文，我們了解了useState的完整執行過程。
