React Hooks源码深度解析

作者：京东零售 郑炳懿

前言

React Hooks是React16.8 引入的一个新特性，它允许函数组件中使用state和其他 React 特性，而不必使用类组件。Hooks是一个非常重要的概念，因为它们提供了更简单、更易于理解的React开发体验。

React Hooks的核心源码主要包括两个部分：React内部的Hook管理器和一系列预置的Hook函数。

首先，让我们看一下React内部的Hook管理器。这个管理器是React内部的一个重要机制，它负责管理组件中的所有Hook，并确保它们在组件渲染期间以正确的顺序调用。

(资料图)

内部Hook管理器

示例：

const Hook = {  queue: [],  current: null,};function useState(initialState) {  const state = Hook.current[Hook.queue.length];  if (!state) {    Hook.queue.push({      state: typeof initialState === "function" ? initialState() : initialState,      setState(value) {        this.state = value;        render();      },    });  }  return [state.state, state.setState.bind(state)];}function useHook(callback) {  Hook.current = {    __proto__: Hook.current,  };  try {    callback();  } finally {    Hook.current = Hook.current.__proto__;  }}function render() {  useHook(() => {    const [count, setCount] = useState(0);    console.log("count:", count);    setTimeout(() => {      setCount(count + 1);    }, 1000);  });}render();

在这个示例中，Hook对象有两个重要属性：queue和current。queue存储组件中所有Hook的状态和更新函数，current存储当前正在渲染的组件的Hook链表。useState和useHook函数则分别负责创建新的Hook状态和在组件中使用Hook。

预置 Hook 函数

useState Hook

以下是useState Hook的实现示例：

function useState(initialState) {  const hook = updateWorkInProgressHook();  if (!hook.memoizedState) {    hook.memoizedState = [      typeof initialState === "function" ? initialState() : initialState,      action => {        hook.queue.pending = true;        hook.queue.dispatch = action;        scheduleWork();      },    ];  }  return hook.memoizedState;}

上述代码实现了useState Hook，其主要作用是返回一个state和更新函数的数组，state 初始值为initialState。

在这个实现中，updateWorkInProgressHook()函数用来获取当前正在执行的函数组件的 fiber 对象并判断是否存在对应的hook。它的实现如下：

function updateWorkInProgressHook() {  const fiber = getWorkInProgressFiber();  let hook = fiber.memoizedState;  if (hook) {    fiber.memoizedState = hook.next;    hook.next = null;  } else {    hook = {      memoizedState: null,      queue: {        pending: null,        dispatch: null,        last: null,      },      next: null,    };  }  workInProgressHook = hook;  return hook;}

getWorkInProgressFiber()函数用来获取当前正在执行的函数组件的fiber对象，workInProgressHook则用来存储当前正在执行的hook对象。在函数组件中，每一个useState调用都会创建一个新的 hook 对象，并将其添加到fiber对象的hooks链表中。这个hooks链表是通过fiber对象的memoizedState属性来维护的。

我们还需要注意到在useState Hook的实现中，每一个hook对象都包含了一个queue对象，用来存储待更新的状态以及更新函数。scheduleWork()函数则用来通知React调度器有任务需要执行。

在React的源码中，useState函数实际上是一个叫做useStateImpl的内部函数。

下面是useStateImpl的源码：

function useStateImpl(initialState: (() => S) | S): [S, Dispatch>] {  const dispatcher = resolveDispatcher();  return dispatcher.useState(initialState);}

可以看到，useStateImpl函数的作用就是获取当前的dispatcher并调用它的useState方法，返回一个数组，第一个元素是状态的值，第二个元素是一个dispatch函数，用来更新状态。这里的resolveDispatcher函数用来获取当前的dispatcher，其实现如下：

function resolveDispatcher(): Dispatcher {  const dispatcher = currentlyRenderingFiber?.dispatcher;  if (dispatcher === undefined) {    throw new Error("Hooks can only be called inside the body of a function component. (https://fb.me/react-invalid-hook-call)");  }  return dispatcher;}

resolveDispatcher函数首先尝试获取当前正在渲染的fiber对象的dispatcher属性，如果获取不到则说

明当前不在组件的渲染过程中，就会抛出一个错误。

最后，我们来看一下useState方法在具体的dispatcher实现中是如何实现的。我们以useReducer的

dispatcher为例，它的实现如下：

export function useReducer(  reducer: (prevState: S, action: A) => S,  initialState: S,  initialAction?: A,): [S, Dispatch] {  const [dispatch, currentState] = updateReducer(    reducer,    // $FlowFixMe: Flow doesn"t like mixed types    [initialState, initialAction],    // $FlowFixMe: Flow doesn"t like mixed types    reducer === basicStateReducer ? basicStateReducer : updateStateReducer,  );  return [currentState, dispatch];}

可以看到，useReducer方法实际上是调用了一个叫做updateReducer的函数，返回了一个包含当前状态和dispatch函数的数组。updateReducer的实现比较复杂，涉及到了很多细节，这里不再展开介绍。

useEffect Hook

useEffect是React中常用的一个Hook函数，用于在组件中执行副作用操作，例如访问远程数据、添加/移除事件监听器、手动操作DOM等等。useEffect的核心功能是在组件的渲染过程结束之后异步执行回调函数，它的实现方式涉及到 React 中的异步渲染机制。

以下是useEffect Hook的实现示例：

function useEffect(callback, dependencies) {  // 通过调用 useLayoutEffect 或者 useEffect 方法来获取当前的渲染批次  const batch = useContext(BatchContext);  // 根据当前的渲染批次判断是否需要执行回调函数  if (shouldFireEffect(batch, dependencies)) {    callback();  }  // 在组件被卸载时清除当前 effect 的状态信息  return () => clearEffect(batch);}

在这个示例中，useEffect接收两个参数：回调函数和依赖项数组。当依赖项数组中的任何一个值发生变化时，

React会在下一次渲染时重新执行useEffect中传入的回调函数。

useEffect函数的实现方式主要依赖于React中的异步渲染机制。当一个组件需要重新渲染时，React会将所有的state更新操作加入到一个队列中，在当前渲染批次结束之后再异步执行这些更新操作，从而避免在同一个渲染批次中连续执行多次更新操作。

在useEffect函数中，我们通过调用useContext(BatchContext)方法来获取当前的渲染批次，并根据shouldFireEffect方法判断是否需要执行回调函数。在回调函数执行完毕后，我们需要通过clearEffect方法来清除当前effect的状态信息，避免对后续的渲染批次产生影响。

总结

总的来说，React Hooks的实现原理并不复杂，它主要依赖于React内部的fiber数据结构和调度系统，通过这些机制来实现对组件状态的管理和更新。Hooks能够让我们在函数组件中使用状态和其他React特性，使得函数组件的功能可以和类组件媲美。

除了useState、useEffect等hook，React还有useContext等常用的Hook。它们的实现原理也基本相似，都是利用fiber架构来实现状态管理和生命周期钩子等功能。

以上是hook简单实现示例，它们并不是React中实际使用的代码，但是可以帮助我们更好地理解hook的核心实现方式。