摘要
当使用 Hook 特性编写组件的时候时候，总能感觉到它的简洁和方便。
在正式开始前，希望您读过 Hook 的文档或者在项目使用过它。但如果只对函数编程感兴趣，也可能有所收获。
为了让行文更流畅，我打算先抛出几个问题，这些问题会在源码实现的过程中，逐步解决：
- useState 的实现原理
- 为什么不能在循环、判断内部使用 Hook
- useEffect 的实现原理
- useEffect 的应用场景
- Class
vsHooks`
⚠️ 代码均由TypeScript来实现，文中全部 demos 均在 gist.github.com/dongyuanxin/
useState 的实现原理
当调用 useState 的时候，会返回形如 (变量, 函数) 的一个元祖。并且 state 的初始值就是外部调用 useState 的时候，传入的参数。
理清楚了传参和返回值，再来看下 useState 还做了些什么。正如下面代码所示，当点击按钮的时候，执行setNum，状态 num 被更新，并且 UI 视图更新。显然，useState 返回的用于更改状态的函数，自动调用了render方法来触发视图更新。
function App() {
const [num, setNum] = useState < number > 0;
return (
<div>
<div>num: {num}</div>
<button onClick={() => setNum(num + 1)}>加 1</button>
</div>
);
}有了上面的探索，借助闭包，封装一个 setState 如下：
function render() {
ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));
}
let state: any;
function useState<T>(initialState: T): [T, (newState: T) => void] {
state = state || initialState;
function setState(newState: T) {
state = newState;
render();
}
return [state, setState];
}
render(); // 首次渲染这是一个简易能用的useState雏形了。它也解决了文章开始提到的「🤔️ useState 的实现原理」这个问题。但如果在函数内声明多个 state，在当前代码中，只有第一个 state 是生效的(请看state = state || initialState;))。
为什么不能在循环、判断内部使用 Hook
先不要考虑题目提及的问题。思路还是回到如何让 useState 支持多个 state。《React hooks: not magic, just arrays》中提及，React Hook 看起来非常 Magic 的实现，本质上还是通过 Array 来实现的。
前面 useState 的简单实现里，初始的状态是保存在一个全局变量中的。以此类推，多个状态，应该是保存在一个专门的全局容器中。这个容器，就是一个朴实无华的 Array 对象。具体过程如下：
- 第一次渲染时候，根据 useState 顺序，逐个声明 state 并且将其放入全局 Array 中。每次声明 state，都要将 cursor 增加 1。
- 更新 state，触发再次渲染的时候。cursor 被重置为 0。按照 useState 的声明顺序，依次拿出最新的 state 的值，视图更新。
请看下面这张图，每次使用 useState，都会向 STATE 容器中添加新的状态。
实现的代码如下：
import React from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
const states: any[] = [];
let cursor: number = 0;
function useState<T>(initialState: T): [T, (newState: T) => void] {
const currenCursor = cursor;
states[currenCursor] = states[currenCursor] || initialState; // 检查是否渲染过
function setState(newState: T) {
states[currenCursor] = newState;
render();
}
++cursor; // update: cursor
return [states[currenCursor], setState];
}
function App() {
const [num, setNum] = useState < number > 0;
const [num2, setNum2] = useState < number > 1;
return (
<div>
<div>num: {num}</div>
<div>
<button onClick={() => setNum(num + 1)}>加 1</button>
<button onClick={() => setNum(num - 1)}>减 1</button>
</div>
<hr />
<div>num2: {num2}</div>
<div>
<button onClick={() => setNum2(num2 * 2)}>扩大一倍</button>
<button onClick={() => setNum2(num2 / 2)}>缩小一倍</button>
</div>
</div>
);
}
function render() {
ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));
cursor = 0; // 重置cursor
}
render(); // 首次渲染此时，如果想在循环、判断等不在函数组件顶部的地方使用 Hook，如下所示：
let tag = true;
function App() {
const [num, setNum] = useState < number > 0;
// 只有初次渲染，才执行
if (tag) {
const [unusedNum] = useState < number > 1;
tag = false;
}
const [num2, setNum2] = useState < number > 2;
return (
<div>
<div>num: {num}</div>
<div>
<button onClick={() => setNum(num + 1)}>加 1</button>
<button onClick={() => setNum(num - 1)}>减 1</button>
</div>
<hr />
<div>num2: {num2}</div>
<div>
<button onClick={() => setNum2(num2 * 2)}>扩大一倍</button>
<button onClick={() => setNum2(num2 / 2)}>缩小一倍</button>
</div>
</div>
);
}由于在条件判断的逻辑中，重置了tag=false，因此此后的渲染不会再进入条件判断语句。看起来好像没有问题？但是，由于 useState 是基于 Array+Cursor 来实现的，第一次渲染时候，state 和 cursor 的对应关系如下表：
| 变量名 | cursor |
|---|---|
| num | 0 |
| unusedNum | 1 |
| num2 | 2 |
当点击事件触发再次渲染，并不会进入条件判断中的 useState。所以，cursor=2 的时候对应的变量是 num2。而其实 num2 对应的 cursor 应该是 3。就会导致setNum2并不起作用。
到此，解决了文章开头提出的「🤔️ 为什么不能在循环、判断内部使用 Hook」。在使用 Hook 的时候，请在函数组件顶部使用！
useEffect 的实现原理
在探索 useEffect 原理的时候，一直被一个问题困扰：useEffect 作用和用途是什么？当然，用于函数的副作用这句话谁都会讲。举个例子吧：
function App() {
const [num, setNum] = useState(0);
useEffect(() => {
// 模拟异步请求后端数据
setTimeout(() => {
setNum(num + 1);
}, 1000);
}, []);
return <div>{!num ? "请求后端数据..." : `后端数据是 ${num}`}</div>;
}这段代码，虽然这样组织可读性更高，毕竟可以将这个请求理解为函数的副作用。但这并不是必要的。完全可以不使用useEffect，直接使用setTimeout，并且它的回调函数中更新函数组件的 state。
在阅读A Complete Guide to useEffect和构建你自己的 Hooks之后，我才理解 useEffect 的存在的必要性和意义。
在 useEffect 的第二个参数中，我们可以指定一个数组，如果下次渲染时，数组中的元素没变，那么就不会触发这个副作用（可以类比 Class 类的关于 nextprops 和 prevProps 的生命周期）。好处显然易见，相比于直接裸写在函数组件顶层，useEffect 能根据需要，避免多余的 render。
下面是一个不包括销毁副作用功能的 useEffect 的 TypeScript 实现：
// 还是利用 Array + Cursor的思路
const allDeps: any[][] = [];
let effectCursor: number = 0;
function useEffect(callback: () => void, deps: any[]) {
if (!allDeps[effectCursor]) {
// 初次渲染：赋值 + 调用回调函数
allDeps[effectCursor] = deps;
++effectCursor;
callback();
return;
}
const currenEffectCursor = effectCursor;
const rawDeps = allDeps[currenEffectCursor];
// 检测依赖项是否发生变化，发生变化需要重新render
const isChanged = rawDeps.some(
(dep: any, index: number) => dep !== deps[index]
);
if (isChanged) {
callback();
}
++effectCursor;
}
function render() {
ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));
effectCursor = 0; // 注意将 effectCursor 重置为0
}对于 useEffect 的实现，配合下面案例的使用会更容易理解。当然，你也可以在这个 useEffect 中发起异步请求，并在接受数据后，调用 state 的更新函数，不会发生爆栈的情况。
function App() {
const [num, setNum] = useState < number > 0;
const [num2] = useState < number > 1;
// 多次触发
// 每次点击按钮，都会触发 setNum 函数
// 副作用检测到 num 变化，会自动调用回调函数
useEffect(() => {
console.log("num update: ", num);
}, [num]);
// 仅第一次触发
// 只会在compoentDidMount时，触发一次
// 副作用函数不会多次执行
useEffect(() => {
console.log("num2 update: ", num2);
}, [num2]);
return (
<div>
<div>num: {num}</div>
<div>
<button onClick={() => setNum(num + 1)}>加 1</button>
<button onClick={() => setNum(num - 1)}>减 1</button>
</div>
</div>
);
}⚠️ useEffect 第一个回调函数可以返回一个用于销毁副作用的函数，相当于 Class 组件的 unmount 生命周期。这里为了方便说明，没有进行实现。
在这一小节中，尝试解答了 「🤔️ useEffect 的实现原理」和 「🤔️ useEffect 的应用场景」这两个问题。
Class VS Hooks
虽然 Hooks 看起来更酷炫，更简洁。但是在实际开发中我更倾向于使用 Class 来声明组件。两种方法的对比如下：
| Class | Hooks |
|---|---|
| 代码逻辑清晰（构造函数、componentDidMount 等） | 需要配合变量名和注释 |
| 不容易内存泄漏 | 容易发生内存泄漏 |
总的来说，Hooks 对代码编写的要求较高，在没有有效机制保证代码可读性、规避风险的情况下，Class 依然是我的首选。关于内存泄漏，下面是一个例子（目前还没找到方法规避这种向全局传递状态更新函数的做法）：
import React, { useState } from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
let func: any;
setInterval(() => {
typeof func === "function" && func(Date.now());
console.log("interval");
}, 1000);
function App() {
const [num, setNum] = useState < number > 0;
if (typeof func !== "function") {
func = setNum;
}
return <div>{num}</div>;
}
function render() {
ReactDOM.render(<App />, document.getElementById("root"));
}
render();