React Hooks 源码探秘：深入理解其内部工作机制
原创
前言
React Hooks 是 React 16.8 引入的一个新特性，它允许你在不编写 class 组件的情况下使用 state 和其他 React 特性。Hooks 的出现极大地简化了函数组件的功能扩展，使得开发者能够更轻松地构建复杂的 UI。
在本篇博客中，我们将深入探讨 React Hooks 的内部实现原理，通过源码分析来理解其工作机制。
正文内容
一、基本概念
在深入源码之前，我们先了解 React Hooks 的基本工作原理和相关的数据结构。每个 Hooks 方法都会生成一个类型为 Hook 的对象，这些对象存储在组件的 fiber 节点中的 memoizedState 属性中，形成一个链表结构。每个 Hook 对象包含如下几个关键字段：
memoizedState：上次渲染时使用的状态或计算值。baseState：已处理的 update 计算出的状态。baseQueue和queue：用于存储待处理的 update 队列。next：指向下一个 Hook 对象的指针，形成链表。
二、React Hooks概述
React Hooks 是一系列可以让你在函数组件中添加状态和其他React特性的函数。Hooks只能在函数组件的顶层调用，且不能在普通的JavaScript函数中调用。React提供了多种内置的Hooks，如useState、useEffect、useMemo、useCallback和useRef等。
Hooks数据结构
在深入解析Hooks的源码之前，我们需要了解Hooks的数据结构。每一个Hooks方法都会生成一个类型为Hook的对象，用来存储一些信息。这些对象会存储在函数组件的fiber节点的memoizedState属性中，形成一个链表结构。
type Hook = {|
memoizedState: any, // 上次渲染时所用的state
baseState: any, // 已处理的update计算出的state
baseQueue: Update<any, any> | null, // 未处理的update队列
queue: UpdateQueue<any, any> | null, // 当前触发的update队列
next: Hook | null, // 指向下一个hook，形成链表结构
|};useState源码解析
useState是React Hooks中最常用的一个，用于在函数组件中添加状态。它接受一个初始状态，并返回当前状态和更新状态的函数。
function useState<S>(initialState: (() => S) | S): [S, Dispatch<BasicStateAction<S>>] {
// 获取当前hook
const hook = updateWorkInProgressHook();
// 如果当前hook的memoizedState为null，说明是初次渲染
if (hook.memoizedState === null) {
// 初始化state
hook.memoizedState = hook.baseState = initialState;
}
// 返回当前state和更新函数
const queue = hook.queue = (hook.queue || ({} as UpdateQueue<S, void>));
return [hook.memoizedState, dispatchAction.bind(null, hook.queue, 'replaceState', undefined)];
}注意，这里的dispatchAction并不是直接返回的，而是通过bind方法绑定到hook.queue和具体的action类型上。
useEffect源码解析
useEffect用于在组件中执行副作用操作，如数据获取、订阅或手动更改React组件中的DOM。
function useEffect(create: () => (() => void) | void, deps: Array<mixed> | void | null): void {
// 获取当前hook
const hook = updateWorkInProgressHook();
// 如果当前hook没有memoizedState，则初始化
if (hook.memoizedState === null) {
hook.memoizedState = [];
}
const deps = deps === undefined ? null : deps;
const effect = {
create,
destroy: undefined,
deps,
// ...
};
// 如果deps未变化，则复用上次的effect
if (hook.memoizedState.length === 0 || areHookInputsEqual(deps, hook.memoizedState[0])) {
// 无需执行新的effect
hook.memoizedState.push(effect);
return;
}
// 清理上次的effect
if (hook.memoizedState.length > 0) {
const lastEffect = hook.memoizedState[hook.memoizedState.length - 1];
if (lastEffect.destroy !== undefined) {
lastEffect.destroy();
}
}
// 保存新的effect
hook.memoizedState.push(effect);
// 安排副作用执行
scheduleEffect(hook.memoizedState.length - 1, hook);
}useCallback和useMemo源码解析
useCallback和useMemo都用于性能优化，但它们的作用略有不同。useCallback用于缓存回调函数，useMemo用于缓存计算结果。
useCallback
function useCallback<T>(callback: T, deps: Array<mixed> | void | null): T {
// 挂载阶段
if (hook.memoizedState === null) {
hook.memoizedState = [callback, deps];
return callback;
}
// 更新阶段
const prevDeps = hook.memoizedState[1];
if (deps !== undefined && !areHook三、源码分析
当然可以，让我们在源码分析部分加入具体的代码片段，以便更直观地理解 React Hooks 的实现原理。
1. Hooks 对象
首先，我们来看一下 Hooks 对象的定义。这个对象包含了所有的内置 Hooks 方法。
// 这是一个简化的 Hooks 对象示例，实际的 React 源码会更复杂
const Hooks = {
useState,
useEffect,
// ...其他 Hooks
};2. 调用链
接下来，我们看一个组件如何调用 useState 和 useEffect，以及这些调用是如何与 Hooks 对象关联的。
function renderWithHooks(currentComponent, props) {
let hooks = currentComponent.__hooks || (currentComponent.__hooks = []);
let hookIndex = 0;
function useState(initialState) {
let hook = hooks[hookIndex++];
if (!hook) {
hook = { current: initialState };
hooks.push(hook);
}
const setHook = (newState) => (hook.current = newState);
return [hook.current, setHook];
}
function useEffect(callback, dependencies) {
let hook = hooks[hookIndex++];
if (!hook) {
hook = { effect: callback, deps: dependencies || [], cleanups: [] };
hooks.push(hook);
}
const hasChanged = dependencies ? dependencies.some((dep, i) => dep !== hook.deps[i]) : true;
if (hasChanged) {
hook.deps = dependencies;
hook.effect();
}
return () => {
// Cleanup logic here
};
}
// ...其他 Hooks
return {
useState,
useEffect,
// ...其他 Hooks
};
}在这个例子中，renderWithHooks 函数负责为组件创建和管理 Hooks。每次调用 useState 或 useEffect 时，都会检查当前的 hooks 数组中是否存在对应的 Hook。如果不存在，就会创建一个新的 Hook 并将其添加到数组中。
3. 渲染优化
React Hooks 还包含了一些优化措施，比如 shouldComponentUpdate 方法，它用于判断组件是否需要重新渲染。
function shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
const component = this;
const hooks = component.__hooks;
for (let i = 0; i < hooks.length; i++) {
const hook = hooks[i];
if (hook.dependsOnProps || hook.dependsOnState) {
if (hook.dependsOnProps && hook.deps.some(dep => dep !== nextProps[propKey])) {
return true;
}
if (hook.dependsOnState && hook.deps.some(dep => dep !== nextState[stateKey])) {
return true;
}
}
}
return false;
}在这个例子中，shouldComponentUpdate 方法会遍历组件的所有 Hooks，并检查它们的依赖项是否发生了变化。如果有任何一个 Hook 的依赖项发生了变化，那么组件就需要重新渲染。
总结
通过以上分析，我们可以看到 React Hooks 的实现原理主要包括以下几个方面：
- 全局 Hooks 数组：用于存储每个组件的 Hooks。
- 调用链：根据组件的渲染次数分配唯一的
hookIndex，并将对应的 Hook 存储在hooks数组中。 - 渲染优化：通过比较依赖项来判断是否需要重新执行 Hooks。
React Hooks 的引入极大地简化了函数组件的功能扩展，使得开发者能够更轻松地构建复杂的 UI。通过深入了解其源码，我们可以更好地利用这一特性，提高开发效率和应用性能。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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