React setState 这样用,开发直呼内行!

 阅读约 19 分钟

(Long time no see, 标题皮一下,内容还是良心的)
众所周知, React 是通过管理状态来实现对组件的管理,而setState是用于改变状态的最基本的一个方法,虽然基础,但是其实并不容易掌握,本文将结合部分源码对这个方法做一个相对深入的解析。

基本用法

  1. 首先官方文档给出的,它的基本API:
// 接受2个参数,updater 和 callback
setState(updater[, callback])

// 第一种:updater可以是对象
setState({
    key: val
}, newState=>{
    // callback里可以获取到更新后的newState
})

// 第二种:updater可以是函数,返回一个对象值
setState((state, props)=>{
    return {
        key: val
    }
}), newState=>{
})

其中updater表示新的state值可以是返回一个对象的函数,也可以直接是一个对象。这部分的内容会通过浅比较被合并到state中去。
官方文档很明确的告诉我们:

setState 将对组件 state 的更改排入队列,并通知 React 需要使用更新后的 state 重新渲染此组件及其子组件。将 setState() 视为请求而不是立即更新组件的命令。为了更好的感知性能,React 会延迟调用它,然后通过一次传递更新多个组件。React 并不会保证 state 的变更会立即生效。

因此这个api的第二个参数callback,允许我们在setState执行完成后做一些更新的操作。

以上稍微回顾下基础知识部分,接下来我们正式开始详细探讨。

关于第一个函数参数

为了避免枯燥,我们带着问题来继续研究:

  • 问题1:setState使用函数参数和对象参数有何区别?
    在回答这个问题之前,请先看这个很常用的计时器的例子:
class Demo extends Component {
    constructor(props) {
        super(props);
        this.state = {
            count: 0 //初始值
        };
    }

    increaseCount = () => {
        this.setState({count: this.state.count + 1});
    }

    handleClick = ()=>{
        this.increaseCount();
    }

    render() {
        return (
            <div className="App-header">
                <button onClick={this.handleClick}>点击自增</button>      
                count:{this.state.count}
            </div>
        );
    }
}

这个代码看起来没有什么问题, 每次点击的时候也能自增1,完全符合预期效果。但是接下来! 我们希望通过改动handleClick,使得每次点击时,count自增2次,即:

  handleClick = ()=>{
        this.increaseCount()
        this.increaseCount()
    }

这时候就会惊奇地发现,每次点击后,count还是自增1!问题出在哪里呢?

其实就是this.setState({count: this.state.count + 1});这种写法,由于前面提到了setState并非同步方法,所以这里的this.state.count并不能保证取到最新的值,这时候我们可以采用第二种写法:

   // 这里我们用的函数参数的方式
   increaseCount = () => {
        this.setState((state)=>{return{count: state.count + 1}});
    }

这时候再试试,发现计时器可以按照预期效果执行,此时可以回答问题1了:如果setState时需要根据现有的state来更新新的state,那么应该使用函数参数来保证取到最新的state值。

答案1: 如果需要依赖当前state的值来更新下一个值的情况,需要使用函数作为参数,因为函数才能保证取到最新的state

关于批量更新

接下来要研究的,就是重头戏--setState更新过程,可能你看过的文档都告诉你,setState不会保证立即执行,而是会在某个时机批量更新所有的component

那么问题来了: 为什么要设定这个批量机制,这个批量更新的过程到底又是如何执行的呢?

问题2: setStates为什么要设定批量更新机制?

这一点其实是处于大型应用的性能考虑,首先我们都知道,componentrender是很耗时的。想象这种场景:

如果在某个复合组件由一个Parent和一个Child组成,在一个click事件中,Parent组件和Child组件都需要执行setState,如果没有批量更新的机制,那么首先父组件的setState会触发父组件的re-render 并且也会触发一次子组件的render,而子组件自己的setState还要触发一次它自身的re-render,这样会导致Child rerender两次,批量更新机制就是为了应对这种情况而产生的。

所以紧接着问题来了:

问题3:批量更新的过程是怎么执行的

为了回答这个问题,我整理了一下reactsetState相关的源码(源码学习的步骤放在最后,有兴趣的小伙伴可以阅读,想直接看结论也可以略过),抛开一些对主流程影响不大的细节(去掉了一些错误抛出之类的代码,提高阅读效率),梳理出这样的一个大概的流程:(如果图被压缩看不清请点击https://www.processon.com/view/link/5de4a992e4b0df12b4afbc2a

流程图.png

大致分为以下阶段:

  1. 首先判断执行setState的上下文环境,是否处于事件系统或者Mount周期中(这一点很重要!!!,后面会详细说明)
  2. 某个component执行setState
  3. 将新的statepartialState放入component对应的instance变量,这里简单介绍下,react在内存中为每个component创建了一个对应的instance对象,用来保存对应的一些属性,方便在更新以及其他过程时清晰的使用component对应的属性。
  4. 把缓存完变量的component,放入全局变dirtyComponents数组中,根据第一步的判断,判断目前是否要立即批量更新(如果是则直接更新,如果正处于handle event或者mount阶段,则等到阶段末尾再执行更新)

PS:这个过程中的关键步骤,react15.6的源码是使用了事务transition的写法来实现的,但是我认为对于解释setState的内容并非必要的,所以在本文不深入说明,剥离出来说明是为了让读者更容易理解。关于transition如果有必要,之后另外写文章说明

从以上的描述可以看到,我把判断执行setState的上下文环境放在开头,为什么要这样呢,接下来我们看另外一个有趣的例子,把最前面的计时器例子,稍微改变一下:

class Main extends Component {
    constructor(props) {
        super(props);
        this.state = {
            count: 0 //初始值
        };
    }

    // 注意这个函数的改动
    increaseCount = () => {
        this.setState({count: this.state.count + 1});
        console.log("第1次输出", this.state.count) 
        setTimeout(()=>{
            this.setState({count: this.state.count + 1});
            console.log("第2次输出", this.state.count)
            this.setState({count: this.state.count + 1});
            console.log("第3次输出", this.state.count)
        },0)
    }

    handleClick = ()=>{
        this.increaseCount();
    }

    render() {
        return (
            <div className="App-header">
                <button onClick={this.handleClick}>点击自增</button>      
                count:{this.state.count}
            </div>
        );
    }
}

点击一下按钮之后,你能直接回答出上面的3次输出分别为多少吗?

答案:三次输出分别是0, 2, 3.

  • 首先对于第一个console,对照上面的流程可知,setState执行时正处于click事件handle阶段,因此本次的更新将被放入更新队列并推迟更新,因此立即console无法获得最新的结果(类似的 如果我们在componentwillMount等生命周期阶段进行setState操作并立刻console也拿不到最新的值,因为也得走批量更新的路线); 所以第一次输出是0
  • 其次第二个和第三个setState被放在setTimeout中,之前我在写异步事件队列的时候有说过,由于js的单线程,所有异步的操作都会被放在异步队列里,因此这两次调用setState时,函数调用栈和第一次是不一样的,它们并没有处于事件handle或者component Mount阶段,因此调用setState后,会立即执行批量更新(其实这时候也会把当前组件放入dirtyComponents中,只是此时恰好只有一个dirtyComponent,就会被执行批量更新),因此,后面两次的更新可以立刻拿到变更的值, 因此分别输出23

其实到这里,我们就应该思考一个问题:
问题4: 为什么React特意在Mount过程和事件处理系统中安排批量更新机制呢?
答案4:回想起那么说过的设置批量更新的初衷,是为了减少整个应用内非必要的render从而提升性能,而最有可能需要render的时机其实就是:

  1. Mount一个component的阶段,本身存在render过程;
  2. 事件处理函数内部,经常有可能是多个组件,可能对于一个事件都进行了setState操作;

综上所述,不难猜想,其实React应该是希望在所有的地方都强制控制setState进行异步批量更新,而从目前版本(本文所用的源码是15.6)来说,能够逾越这个控制的,一般是只有手动setTimeout或者promise.then(常见于请求数据之后更新某个state)。

附录 相关源码阅读顺序

这部分是我个人关于setState在react源码的阅读顺序,仅供参考,希望可以对研究源码的小伙伴有所帮助:

// 1.  react-15.6.0/src/isomorphic/modern/class/ReactBaseClasses.js
ReactComponent.prototype.setState = function(partialState, callback) {
  // 省略错误捕获和异常处理
  // updater实际是注入的 可以直接全局查找enqueueSetState方法
  this.updater.enqueueSetState(this, partialState);
  if (callback) {
    this.updater.enqueueCallback(this, callback, 'setState');
  }
};

// 通过全局查找enqueueSetState方法,找到以下内容
// 2.react-15.6.0/src/renderers/shared/stack/reconciler/ReactUpdateQueue.js
enqueueSetState:function(publicInstance, partialState){
// 这里可以简单理解为: 当前component上保存一个_pendingStateQueue数组,值为partialState,internalInstance实际上是内存中与当前component对应的一个变量,专门用来存储当前component对应的属性
    var internalInstance = getInternalInstanceReadyForUpdate(
      publicInstance,
      'setState',
    );

    if (!internalInstance) {
      return;
    }

    
    var queue =
      internalInstance._pendingStateQueue ||
      (internalInstance._pendingStateQueue = []);
    queue.push(partialState);

    enqueueUpdate(internalInstance);
}

// 查找enqueueUpdate方法
// 3. react-15.6.0/src/renderers/shared/stack/reconciler/ReactUpdateQueue.js
enqueueUpdate: function enqueueUpdate(internalInstance) {
  ReactUpdates.enqueueUpdate(internalInstance);
}

// 查找ReactUpdates的enqueueUpdate
// 4.react-15.6.0/src/renderers/shared/stack/reconciler/ReactUpdates.js
// 这里if (!batchingStrategy.isBatchingUpdates)便是批量更新执行的关键分支语句
ReactUpdates.enqueueUpdate = function (component){
  // 如果不在批量更新 那直接执行
  if (!batchingStrategy.isBatchingUpdates) {
    batchingStrategy.batchedUpdates(enqueueUpdate, component);
    return;
  }

  // 如果在 那存起来 延后执行
  dirtyComponents.push(component);
  if (component._updateBatchNumber == null) {
    component._updateBatchNumber = updateBatchNumber + 1;
  }
}

// 5.先看!batchingStrategy.isBatchingUpdates路线查找
// react-15.6.0/src/renderers/shared/stack/reconciler/ReactDefaultBatchingStrategy.js
// 这里要很注意,每次调用batchedUpdates 都会使ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates 变成 true;所以必须全局查找 调用batchingStrategy.batchedUpdates()的地方,查找后会发现是在Mount和eventHandle过程,这也就是得出前面流程图里,得出第一步骤的关键点

var ReactDefaultBatchingStrategy = {
  isBatchingUpdates: false,

  /**
   * Call the provided function in a context within which calls to `setState`
   * and friends are batched such that components aren't updated unnecessarily.
   */
  batchedUpdates: function(callback, a, b, c, d, e) {
    var alreadyBatchingUpdates = ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates;

    ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates = true;

    // The code is written this way to avoid extra allocations
    if (alreadyBatchingUpdates) {
      return callback(a, b, c, d, e);
    } else {
      // 这个地方用了transaction的写法,看起来稍微有点绕,建议稍微了解下transaction的概念
      return transaction.perform(callback, null, a, b, c, d, e);
    }
  },
};
    
// 6.flushBatchedUpdates 遍历dirtyComponents 循环执行runBatchedUpdates
ar flushBatchedUpdates = function() {
    while (dirtyComponents.length || asapEnqueued) {
    if (dirtyComponents.length) {
      var transaction = ReactUpdatesFlushTransaction.getPooled();
      transaction.perform(runBatchedUpdates, null, transaction);
      ReactUpdatesFlushTransaction.release(transaction);
    }

    if (asapEnqueued) {
      asapEnqueued = false;
      var queue = asapCallbackQueue;
      asapCallbackQueue = CallbackQueue.getPooled();
      queue.notifyAll();
      CallbackQueue.release(queue);
    }
  }
}


// 这是最后遍历更新的地方 其实没什么好看的了
function runBatchedUpdates(){
    // 遍历所有的dirtyComponents 依次更新component 并缓存callbacks
}

小结

(看了一眼上一篇又过去了接近3个月-_-!)本文主要针对setState批量更新过程和常见几个问题做了一些相关解析,希望对大家有帮助,关于transaction以及具体的更新比对过程后续找机会另外说明(理直气壮鸽子王-_-),如果读者有感兴趣的其他话题也欢迎提出来探讨。


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阅读 841发布于 2019-12-03

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