深入浅出 React Hooks

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React Hooks 是什么？

Hooks 顾名思义，字面意义上来说就是 React 钩子的概念。通过一个 case 我们对 React Hooks 先有一个第一印象。

假设现在要实现一个计数器的组件。如果使用组件化的方式，我们需要做的事情相对更多一些，比如说声明 state，编写计数器的方法等，而且需要理解的概念可能更多一些，比如 Javascript 的类的概念，this 上下文的指向等。

示例

import React, { Component } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

class Counter extends React.Component {
  state = {
      count: 0
  }

  countUp = () => {
    const { count } = this.state;
      this.setState({ count: count + 1 });
  }
  
  countDown = () => {
    const { count } = this.state;
      this.setState({ count: count - 1 });
  }
  
  render() {
    const { count } = this.state;
      return (
      <div>
        <button onClick={this.countUp}>+</button>
        <h1>{count}</h1>
        <button onClick={this.countDown}>-</button>
      </div>
    )
  }
}

ReactDOM.render(<Counter />, document.getElementById('root'));

使用 React Hooks，我们可以这么写。

示例

import React, { useState } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return (
    <div>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>+</button>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={() => setCount(count - 1)}>-</button>
    </div>
  )
}

ReactDOM.render(<Counter />, document.getElementById('root'));

通过上面的例子，显而易见的是 React Hooks 提供了一种简洁的、函数式（FP）的程序风格，通过纯函数组件和可控的数据流来实现状态到 UI 的交互（MVVM）。

Hooks API

• Basic Hooks

  • useState
  • useEffect
  • useContext

• Additional Hooks

  • useReducer
  • useCallback
  • useMemo
  • useRef
  • useImperativeHandle
  • useLayoutEffect
  • useDebugValue

useState

useState 是最基本的 API，它传入一个初始值，每次函数执行都能拿到新值。

import React, { useState } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return (
    <div>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>+</button>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={() => setCount(count - 1)}>-</button>
    </div>
  )
}

ReactDOM.render(<Counter />, document.getElementById('root'));

需要注意的是，通过 useState 得到的状态 count，在 Counter 组件中的表现为一个常量，每一次通过 setCount 进行修改后，又重新通过 useState 获取到一个新的常量。

useReducer

useReducer 和 useState 几乎是一样的，需要外置外置 reducer (全局)，通过这种方式可以对多个状态同时进行控制。仔细端详起来，其实跟 redux 中的数据流的概念非常接近。

import { useState, useReducer } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function reducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case 'up':
      return { count: state.count + 1 };
    case 'down':
      return { count: state.count - 1 };
  }
}

function Counter() {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, { count: 1 })
  return (
    <div>
      {state.count}
      <button onClick={() => dispatch({ type: 'up' })}>+</button>
      <button onClick={() => dispatch({ type: 'down' })}>+</button>
    </div>
  );
}

ReactDOM.render(<Counter />, document.getElementById('root'));

useEffect

一个至关重要的 Hooks API，顾名思义，useEffect 是用于处理各种状态变化造成的副作用，也就是说只有在特定的时刻，才会执行的逻辑。

import { useState, useEffect } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

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

  // => componentDidMount/componentDidUpdate
  useEffect(() => {
    // update 
    document.title = `You clicked ${count} times`;
    // => componentWillUnMount
    return function cleanup() {
        document.title = 'app';
    }
  }, [count]);

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

ReactDOM.render(<Example />, document.getElementById('root'));

useMemo

useMemo 主要用于渲染过程优化，两个参数依次是计算函数（通常是组件函数）和依赖状态列表，当依赖的状态发生改变时，才会触发计算函数的执行。如果没有指定依赖，则每一次渲染过程都会执行该计算函数。

const memoizedValue = useMemo(() => computeExpensiveValue(a, b), [a, b]);

import { useState, useMemo } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

function Time() {
    return <p>{Date.now()}</p>;
}

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  
  const memoizedChildComponent = useMemo((count) => {
    return <Time />;
  }, [count]);

  return (
    <div>
      <h1>{count}</h1>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>+</button>
      <div>{memoizedChildComponent}</div>
    </div>
  );
}

ReactDOM.render(<Counter />, document.getElementById('root'));

useContext

context 是在外部 create ，内部 use 的 state，它和全局变量的区别在于，如果多个组件同时 useContext，那么这些组件都会 rerender，如果多个组件同时 useState 同一个全局变量，则只有触发 setState 的当前组件 rerender。

示例-未使用 useContext

import { useState, useContext, createContext } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

// 1. 使用 createContext 创建上下文
const UserContext = new createContext();

// 2. 创建 Provider
const UserProvider = props => {
  let [username, handleChangeUsername] = useState('');
  return (
    <UserContext.Provider value={{ username, handleChangeUsername }}>
      {props.children}
    </UserContext.Provider>
  );
};

// 3. 创建 Consumer
const UserConsumer = UserContext.Consumer;

// 4. 使用 Consumer 包裹组件
const Pannel = () => (
  <UserConsumer>
    {({ username, handleChangeUsername }) => (
      <div>
        <div>user: {username}</div>
        <input onChange={e => handleChangeUsername(e.target.value)} />
      </div>
    )}
  </UserConsumer>
);

const Form = () => <Pannel />;

const App = () => (
  <div>
    <UserProvider>
      <Form />
    </UserProvider>
  </div>
);

ReactDOM.render(<App />, document.getElementById('root'));

示例 - 使用 useContext

import { useState, useContext, createContext } from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

// 1. 使用 createContext 创建上下文
const UserContext = new createContext();

// 2. 创建 Provider
const UserProvider = props => {
  let [username, handleChangeUsername] = useState('');
  return (
    <UserContext.Provider value={{ username, handleChangeUsername }}>
      {props.children}
    </UserContext.Provider>
  );
};

const Pannel = () => {
  const { username, handleChangeUsername } = useContext(UserContext); // 3. 使用 Context
  return (
    <div>
      <div>user: {username}</div>
      <input onChange={e => handleChangeUsername(e.target.value)} />
    </div>
  );
};

const Form = () => <Pannel />;

const App = () => (
  <div>
    <UserProvider>
      <Form />
    </UserProvider>
  </div>
);

ReactDOM.render(<App />, document.getElementById('root'));

useRef

useRef 返回一个可变的 ref 对象，其 .current 属性初始化为传递的参数（initialValue）。返回的对象将持续整个组件的生命周期。事实上 useRef 是一个非常有用的 API，许多情况下，我们需要保存一些改变的东西，它会派上大用场的。

示例

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

React 状态共享方案

说到状态共享，最简单和直接的方式就是通过 props 逐级进行状态的传递，这种方式耦合于组件的父子关系，一旦组件嵌套结构发生变化，就需要重新编写代码，维护成本非常昂贵。随着时间的推移，官方推出了各种方案来解决状态共享和代码复用的问题。

Mixins

React 中，只有通过 createClass 创建的组件才能使用 mixins。这种高耦合，依赖难以控制，复杂度高的方式随着 ES6 的浪潮逐渐淡出了历史舞台。

HOC

高阶组件源于函数式编程，由于 React 中的组件也可以视为函数（类），因此天生就可以通过 HOC 的方式来实现代码复用。可以通过属性代理和反向继承来实现，HOC 可以很方便的操控渲染的结果，也可以对组件的 props / state 进行操作，从而可以很方便的进行复杂的代码逻辑复用。

import React from 'react';
import PropTypes from 'prop-types';

// 属性代理
class Show extends React.Component {
  static propTypes = {
    children: PropTypes.element,
    visible: PropTypes.bool,
  };

  render() {
    const { visible, children } = this.props;
    return visible ? children : null;
  }
}

// 反向继承
function Show2(WrappedComponent) {
  return class extends WrappedComponent {
    render() {
      if (this.props.visible === false) {
        return null;
      } else {
        return super.render();
      }
    }
  }
}

function App() {
    return (
      <Show visible={Math.random() > 0.5}>hello</Show>
  );
}

Redux 中的状态复用是一种典型的 HOC 的实现，我们可以通过 compose 来将数据组装到目标组件中，当然你也可以通过装饰器的方式进行处理。

import React from 'react';
import { connect } from 'react-redux';

// use decorator
@connect(state => ({ name: state.user.name }))
class App extends React.Component{
  render() {
        return <div>hello, {this.props.name}</div>
  }
}

// use compose
connect((state) => ({ name: state.user.name }))(App);

 

Render Props

显而易见，renderProps 就是一种将 render 方法作为 props 传递到子组件的方案，相比 HOC 的方案，renderProps 可以保护原有的组件层次结构。

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import PropTypes from 'prop-types';

// 与 HOC 不同，我们可以使用具有 render prop 的普通组件来共享代码
class Mouse extends React.Component {
  static propTypes = {
    render: PropTypes.func.isRequired
  }

  state = { x: 0, y: 0 };

  handleMouseMove = (event) => {
    this.setState({
      x: event.clientX,
      y: event.clientY
    });
  }

  render() {
    return (
      <div style={{ height: '100%' }} onMouseMove={this.handleMouseMove}>
        {this.props.render(this.state)}
      </div>
    );
  }
}

function App() {
  return (
    <div style={{ height: '100%' }}>
      <Mouse render={({ x, y }) => (
          // render prop 给了我们所需要的 state 来渲染我们想要的
          <h1>The mouse position is ({x}, {y})</h1>
        )}/>
    </div>
  );
}

ReactDOM.render(<App/>, document.getElementById('root'));

Hooks

通过组合 Hooks API 和 React 内置的 Context，从前面的示例可以看到通过 Hook 让组件之间的状态共享更清晰和简单。

React Hooks 设计理念

基本原理

function FunctionalComponent () {
  const [state1, setState1] = useState(1);
  const [state2, setState2] = useState(2);
  const [state3, setState3] = useState(3);
}

{
  memoizedState: 'foo',
  next: {
    memoizedState: 'bar',
    next: {
      memoizedState: 'bar',
      next: null
    }
  }
}

函数式贯彻到底

capture props

函数组件天生就是支持 props 的，基本用法上和 class 组件没有太大的差别。需要注意的两个区别是：

• class 组件 props 挂载在 this 上下文中，而函数式组件通过形参传入；
• 由于挂载位置的差异，class 组件中如果 this 发生了变化，那么 this.props 也会随之改变；而在函数组件里 props 始终是不可变的，因此遵守 capture value 原则（即获取的值始终是某一时刻的），Hooks 也遵循这个原则。

通过一个示例来理解一下 capture value，我们可以通过 useRef 来规避 capture value，因为 useRef 是可变的。

state

	class 组件	函数组件
创建状态	this.state = {}	useState, useReducer
修改状态	this.setState()	set function
更新机制	异步更新，多次修改合并到上一个状态，产生一个副本	同步更新，直接修改为目标状态
状态管理	一个 state 集中式管理多个状态	多个 state，可以通过 useReducer 进行状态合并（手动）
性能	高	如果 useState 初始化状态需要通过非常复杂的计算得到，请使用函数的声明方式，否则每次渲染都会重复执行

生命周期

• componentDidMount / componentDidUpdate / componentWillUnMount

useEffect 在每一次渲染都会被调用，稍微包装一下就可以作为这些生命周期使用；

• shouldComponentUpdate

通常我们优化组件性能时，会优先采用纯组件的方式来减少单个组件的渲染次数。

class Button extends React.PureComponent {}

React Hooks 中可以采用 useMemo 代替，可以实现仅在某些数据变化时重新渲染组件，等同于自带了 shallowEqual 的 shouldComponentUpdate。

强制渲染 forceUpdate

由于默认情况下，每一次修改状态都会造成重新渲染，可以通过一个不使用的 set 函数来当成 forceUpdate。

const forceUpdate = () => useState(0)[1];

实现原理

基于 Hooks，增强 Hooks

来一套组合拳吧！

由于每一个 Hooks API 都是纯函数的概念，使用时更关注输入 (input) 和输出 (output)，因此可以更好的通过组装函数的方式，对不同特性的基础 Hooks API 进行组合，创造拥有新特性的 Hooks。

• useState 维护组件状态
• useEffect 处理副作用
• useContext 监听 provider 更新变化

useDidMount

import { useEffect } from 'react';

const useDidMount = fn => useEffect(() => fn && fn(), []);

export default useDidMount;

useDidUpdate

import { useEffect, useRef } from 'react';

const useDidUpdate = (fn, conditions) => {
  const didMoutRef = useRef(false);
  useEffect(() => {
    if (!didMoutRef.current) {
      didMoutRef.current = true;
      return;
    }
    // Cleanup effects when fn returns a function
    return fn && fn();
  }, conditions);
};

export default useDidUpdate

useWillUnmount

在讲到 useEffect 时已经提及过，其允许返回一个 cleanup 函数，组件在取消挂载时将会执行该 cleanup 函数，因此 useWillUnmount 也能轻松实现~

import { useEffect } from 'react';

const useWillUnmount = fn => useEffect(() => () => fn && fn(), []);

export default useWillUnmount;

useHover

示例

// lib/onHover.js
import { useState } from 'react';

const useHover = () => {
  const [hovered, set] = useState(false);
  return {
    hovered,
    bind: {
      onMouseEnter: () => set(true),
      onMouseLeave: () => set(false),
    },
  };
};

export default useHover;

import { useHover } from './lib/onHover.js';

function Hover() {
  const { hovered, bind } = useHover();
  return (
    <div>
      <div {...bind}>
        hovered:
        {String(hovered)}
      </div>
    </div>
  );
}

useField

示例

// lib/useField.js

import { useState } from 'react';

const useField = (initial) => {
  const [value, set] = useState(initial);

  return {
    value,
    set,
    reset: () => set(initial),
    bind: {
      value,
      onChange: e => set(e.target.value),
    },
  };
}

export default useField;

import { useField } from 'lib/useField';

function Input {
  const { value, bind } = useField('Type Here...');

  return (
    <div>
      input text:
      {value}
      <input type="text" {...bind} />
    </div>
  );
}

function Select() {
  const { value, bind } = useField('apple')
  return (
    <div>
      selected:
      {value}
      <select {...bind}>
        <option value="apple">apple</option>
        <option value="orange">orange</option>
      </select>
    </div>
  );
}

注意事项

• Hook 的使用范围：函数式的 React 组件中、自定义的 Hook 函数里；
• Hook 必须写在函数的最外层，每一次 useState 都会改变其下标 (cursor)，React 根据其顺序来更新状态；
• 尽管每一次渲染都会执行 Hook API，但是产生的状态 (state) 始终是一个常量（作用域在函数内部）；

结语

React Hooks 提供为状态管理提供了新的可能性，尽管我们可能需要额外去维护一些内部的状态，但是可以避免通过 renderProps / HOC 等复杂的方式来处理状态管理的问题。Hooks 带来的好处如下：

• 更细粒度的代码复用，并且不会产生过多的副作用
• 函数式编程风格，代码更简洁，同时降低了使用和理解门槛
• 减少组件嵌套层数
• 组件数据流向更清晰

事实上，通过定制各种场景下的自定义 Hooks，能让我们的应用程序更方便和简洁，组件的层次结构也能保证完好，还有如此令人愉悦的函数式编程风格，Hooks 在 React 16.8.0 版本已经正式发布稳定版本，现在开始用起来吧！！！

参考资料

• hooks-reference
• react-hooks-lib
• 【React深入】从Mixin到HOC再到Hook
• How Are Function Components Different from Classes?
• under-the-hood-of-reacts-hooks-system
• 阅读源码后，来讲讲React Hooks是怎么实现的