30分鐘精通React Hooks

zach5078發表於2018-11-08

你還在為該使用無狀態元件(Function)還是有狀態元件(Class)而煩惱嗎? ——擁有了hooks,你再也不需要寫Class了,你的所有元件都將是Function。

你還在為搞不清使用哪個生命週期鉤子函式而日夜難眠嗎? ——擁有了Hooks,生命週期鉤子函式可以先丟一邊了。

你在還在為元件中的this指向而暈頭轉向嗎? ——既然Class都丟掉了,哪裡還有this?你的人生第一次不再需要面對this。

這樣看來,說React Hooks是今年最勁爆的新特性真的毫不誇張。如果你也對react感興趣,或者正在使用react進行專案開發,答應我,請一定抽出至少30分鐘的時間來閱讀本文好嗎?

一個最簡單的Hooks

首先讓我們看一下一個簡單的有狀態元件:

class Example extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      count: 0
    };
  }

  render() {
    return (
      <div>
        <p>You clicked {this.state.count} times</p>
        <button onClick={() => this.setState({ count: this.state.count + 1 })}>
          Click me
        </button>
      </div>
    );
  }
}
複製程式碼

我們再來看一下使用hooks後的版本:

import { useState } from 'react';

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

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

是不是簡單多了!可以看到,Example變成了一個函式,但這個函式卻有自己的狀態(count),同時它還可以更新自己的狀態(setCount)。這個函式之所以這麼了不得,就是因為它注入了一個hook--useState,就是這個hook讓我們的函式變成了一個有狀態的函式。

除了useState這個hook外,還有很多別的hook,比如useEffect提供了類似於componentDidMount等生命週期鉤子的功能,useContext提供了上下文(context)的功能等等。

Hooks本質上就是一類特殊的函式,它們可以為你的函式型元件(function component)注入一些特殊的功能。咦?這聽起來有點像被詬病的Mixins啊?難道是Mixins要在react中死灰復燃了嗎?當然不會了,等會我們再來談兩者的區別。總而言之,這些hooks的目標就是讓你不再寫class,讓function一統江湖。

React為什麼要搞一個Hooks?

想要複用一個有狀態的元件太麻煩了!

我們都知道react都核心思想就是,將一個頁面拆成一堆獨立的,可複用的元件,並且用自上而下的單向資料流的形式將這些元件串聯起來。但假如你在大型的工作專案中用react,你會發現你的專案中實際上很多react元件冗長且難以複用。尤其是那些寫成class的元件,它們本身包含了狀態(state),所以複用這類元件就變得很麻煩。

那之前,官方推薦怎麼解決這個問題呢?答案是:渲染屬性(Render Props)高階元件(Higher-Order Components)。我們可以稍微跑下題簡單看一下這兩種模式。

渲染屬性指的是使用一個值為函式的prop來傳遞需要動態渲染的nodes或元件。如下面的程式碼可以看到我們的DataProvider元件包含了所有跟狀態相關的程式碼,而Cat元件則可以是一個單純的展示型元件,這樣一來DataProvider就可以單獨複用了。

import Cat from 'components/cat'
class DataProvider extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { target: 'Zac' };
  }

  render() {
    return (
      <div>
        {this.props.render(this.state)}
      </div>
    )
  }
}

<DataProvider render={data => (
  <Cat target={data.target} />
)}/>

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雖然這個模式叫Render Props,但不是說非用一個叫render的props不可,習慣上大家更常寫成下面這種:

...
<DataProvider>
  {data => (
    <Cat target={data.target} />
  )}
</DataProvider>
複製程式碼

高階元件這個概念就更好理解了,說白了就是一個函式接受一個元件作為引數,經過一系列加工後,最後返回一個新的元件。看下面的程式碼示例,withUser函式就是一個高階元件,它返回了一個新的元件,這個元件具有了它提供的獲取使用者資訊的功能。

const withUser = WrappedComponent => {
  const user = sessionStorage.getItem("user");
  return props => <WrappedComponent user={user} {...props} />;
};

const UserPage = props => (
  <div class="user-container">
    <p>My name is {props.user}!</p>
  </div>
);

export default withUser(UserPage);
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以上這兩種模式看上去都挺不錯的,很多庫也運用了這種模式,比如我們常用的React Router。但我們仔細看這兩種模式,會發現它們會增加我們程式碼的層級關係。最直觀的體現,開啟devtool看看你的元件層級巢狀是不是很誇張吧。這時候再回過頭看我們上一節給出的hooks例子,是不是簡潔多了,沒有多餘的層級巢狀。把各種想要的功能寫成一個一個可複用的自定義hook,當你的元件想用什麼功能時,直接在元件裡呼叫這個hook即可。

30分鐘精通React Hooks

生命週期鉤子函式裡的邏輯太亂了吧!

我們通常希望一個函式只做一件事情,但我們的生命週期鉤子函式裡通常同時做了很多事情。比如我們需要在componentDidMount中發起ajax請求獲取資料,繫結一些事件監聽等等。同時,有時候我們還需要在componentDidUpdate做一遍同樣的事情。當專案變複雜後,這一塊的程式碼也變得不那麼直觀。

classes真的太讓人困惑了!

我們用class來建立react元件時,還有一件很麻煩的事情,就是this的指向問題。為了保證this的指向正確,我們要經常寫這樣的程式碼:this.handleClick = this.handleClick.bind(this),或者是這樣的程式碼:<button onClick={() => this.handleClick(e)}>。一旦我們不小心忘了繫結this,各種bug就隨之而來,很麻煩。

還有一件讓我很苦惱的事情。我在之前的react系列文章當中曾經說過,儘可能把你的元件寫成無狀態元件的形式,因為它們更方便複用,可獨立測試。然而很多時候,我們用function寫了一個簡潔完美的無狀態元件,後來因為需求變動這個元件必須得有自己的state,我們又得很麻煩的把function改成class。

在這樣的背景下,Hooks便橫空出世了!

什麼是State Hooks?

回到一開始我們用的例子,我們分解來看到底state hooks做了什麼:

import { useState } from 'react';

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

  return (
    <div>
      <p>You clicked {count} times</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
        Click me
      </button>
    </div>
  );
}
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宣告一個狀態變數

import { useState } from 'react';

function Example() {
  const [count, setCount] = useState(0);
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useState是react自帶的一個hook函式,它的作用就是用來宣告狀態變數。useState這個函式接收的引數是我們的狀態初始值(initial state),它返回了一個陣列,這個陣列的第[0]項是當前當前的狀態值,第[1]項是可以改變狀態值的方法函式。

所以我們做的事情其實就是,宣告瞭一個狀態變數count,把它的初始值設為0,同時提供了一個可以更改count的函式setCount。

上面這種表達形式,是借用了es6的陣列解構(array destructuring),它可以讓我們的程式碼看起來更簡潔。不清楚這種用法的可以先去看下我的這篇文章30分鐘掌握ES6/ES2015核心內容(上)

如果不用陣列解構的話,可以寫成下面這樣。實際上陣列解構是一件開銷很大的事情,用下面這種寫法,或者改用物件解構,效能會有很大的提升。具體可以去這篇文章的分析Array destructuring for multi-value returns (in light of React hooks),這裡不詳細展開,我們就按照官方推薦使用陣列解構就好。

let _useState = useState(0);
let count = _useState[0];
let setCount = _useState[1];
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讀取狀態值

<p>You clicked {count} times</p>
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是不是超簡單?因為我們的狀態count就是一個單純的變數而已,我們再也不需要寫成{this.state.count}這樣了。

更新狀態

  <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
    Click me
  </button>
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當使用者點選按鈕時,我們呼叫setCount函式,這個函式接收的引數是修改過的新狀態值。接下來的事情就交給react了,react將會重新渲染我們的Example元件,並且使用的是更新後的新的狀態,即count=1。這裡我們要停下來思考一下,Example本質上也是一個普通的函式,為什麼它可以記住之前的狀態?

一個至關重要的問題

這裡我們就發現了問題,通常來說我們在一個函式中宣告的變數,當函式執行完成後,這個變數也就銷燬了(這裡我們先不考慮閉包等情況),比如考慮下面的例子:

function add(n) {
    const result = 0;
    return result + 1;
}

add(1); //1
add(1); //1

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不管我們反覆呼叫add函式多少次,結果都是1。因為每一次我們呼叫add時,result變數都是從初始值0開始的。那為什麼上面的Example函式每次執行的時候,都是拿的上一次執行完的狀態值作為初始值?答案是:是react幫我們記住的。至於react是用什麼機制記住的,我們可以再思考一下。

假如一個元件有多個狀態值怎麼辦?

首先,useState是可以多次呼叫的,所以我們完全可以這樣寫:

function ExampleWithManyStates() {
  const [age, setAge] = useState(42);
  const [fruit, setFruit] = useState('banana');
  const [todos, setTodos] = useState([{ text: 'Learn Hooks' }]);
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其次,useState接收的初始值沒有規定一定要是string/number/boolean這種簡單資料型別,它完全可以接收物件或者陣列作為引數。唯一需要注意的點是,之前我們的this.setState做的是合併狀態後返回一個新狀態,而useState是直接替換老狀態後返回新狀態。最後,react也給我們提供了一個useReducer的hook,如果你更喜歡redux式的狀態管理方案的話。

從ExampleWithManyStates函式我們可以看到,useState無論呼叫多少次,相互之間是獨立的。這一點至關重要。為什麼這麼說呢?

其實我們看hook的“形態”,有點類似之前被官方否定掉的Mixins這種方案,都是提供一種“插拔式的功能注入”的能力。而mixins之所以被否定,是因為Mixins機制是讓多個Mixins共享一個物件的資料空間,這樣就很難確保不同Mixins依賴的狀態不發生衝突。

而現在我們的hook,一方面它是直接用在function當中,而不是class;另一方面每一個hook都是相互獨立的,不同元件呼叫同一個hook也能保證各自狀態的獨立性。這就是兩者的本質區別了。

react是怎麼保證多個useState的相互獨立的?

還是看上面給出的ExampleWithManyStates例子,我們呼叫了三次useState,每次我們傳的引數只是一個值(如42,‘banana’),我們根本沒有告訴react這些值對應的key是哪個,那react是怎麼保證這三個useState找到它對應的state呢?

答案是,react是根據useState出現的順序來定的。我們具體來看一下:

  //第一次渲染
  useState(42);  //將age初始化為42
  useState('banana');  //將fruit初始化為banana
  useState([{ text: 'Learn Hooks' }]); //...

  //第二次渲染
  useState(42);  //讀取狀態變數age的值(這時候傳的引數42直接被忽略)
  useState('banana');  //讀取狀態變數fruit的值(這時候傳的引數banana直接被忽略)
  useState([{ text: 'Learn Hooks' }]); //...
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假如我們改一下程式碼:

let showFruit = true;
function ExampleWithManyStates() {
  const [age, setAge] = useState(42);
  
  if(showFruit) {
    const [fruit, setFruit] = useState('banana');
    showFruit = false;
  }
 
  const [todos, setTodos] = useState([{ text: 'Learn Hooks' }]);
複製程式碼

這樣一來,

  //第一次渲染
  useState(42);  //將age初始化為42
  useState('banana');  //將fruit初始化為banana
  useState([{ text: 'Learn Hooks' }]); //...

  //第二次渲染
  useState(42);  //讀取狀態變數age的值(這時候傳的引數42直接被忽略)
  // useState('banana');  
  useState([{ text: 'Learn Hooks' }]); //讀取到的卻是狀態變數fruit的值,導致報錯
複製程式碼

鑑於此,react規定我們必須把hooks寫在函式的最外層,不能寫在ifelse等條件語句當中,來確保hooks的執行順序一致。

什麼是Effect Hooks?

我們在上一節的例子中增加一個新功能:

import { useState, useEffect } from 'react';

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

  // 類似於componentDidMount 和 componentDidUpdate:
  useEffect(() => {
    // 更新文件的標題
    document.title = `You clicked ${count} times`;
  });

  return (
    <div>
      <p>You clicked {count} times</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>
        Click me
      </button>
    </div>
  );
}
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我們對比著看一下,如果沒有hooks,我們會怎麼寫?

class Example extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      count: 0
    };
  }

  componentDidMount() {
    document.title = `You clicked ${this.state.count} times`;
  }

  componentDidUpdate() {
    document.title = `You clicked ${this.state.count} times`;
  }

  render() {
    return (
      <div>
        <p>You clicked {this.state.count} times</p>
        <button onClick={() => this.setState({ count: this.state.count + 1 })}>
          Click me
        </button>
      </div>
    );
  }
}

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我們寫的有狀態元件,通常會產生很多的副作用(side effect),比如發起ajax請求獲取資料,新增一些監聽的註冊和取消註冊,手動修改dom等等。我們之前都把這些副作用的函式寫在生命週期函式鉤子裡,比如componentDidMount,componentDidUpdate和componentWillUnmount。而現在的useEffect就相當與這些宣告周期函式鉤子的集合體。它以一抵三。

同時,由於前文所說hooks可以反覆多次使用,相互獨立。所以我們合理的做法是,給每一個副作用一個單獨的useEffect鉤子。這樣一來,這些副作用不再一股腦堆在生命週期鉤子裡,程式碼變得更加清晰。

useEffect做了什麼?###

我們再梳理一遍下面程式碼的邏輯:

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

  useEffect(() => {
    document.title = `You clicked ${count} times`;
  });
複製程式碼

首先,我們宣告瞭一個狀態變數count,將它的初始值設為0。然後我們告訴react,我們的這個元件有一個副作用。我們給useEffecthook傳了一個匿名函式,這個匿名函式就是我們的副作用。在這個例子裡,我們的副作用是呼叫browser API來修改文件標題。當react要渲染我們的元件時,它會先記住我們用到的副作用。等react更新了DOM之後,它再依次執行我們定義的副作用函式。

這裡要注意幾點: 第一,react首次渲染和之後的每次渲染都會呼叫一遍傳給useEffect的函式。而之前我們要用兩個宣告周期函式來分別表示首次渲染(componentDidMount),和之後的更新導致的重新渲染(componentDidUpdate)。

第二,useEffect中定義的副作用函式的執行不會阻礙瀏覽器更新檢視,也就是說這些函式是非同步執行的,而之前的componentDidMount或componentDidUpdate中的程式碼則是同步執行的。這種安排對大多數副作用說都是合理的,但有的情況除外,比如我們有時候需要先根據DOM計算出某個元素的尺寸再重新渲染,這時候我們希望這次重新渲染是同步發生的,也就是說它會在瀏覽器真的去繪製這個頁面前發生。

useEffect怎麼解綁一些副作用

這種場景很常見,當我們在componentDidMount裡新增了一個註冊,我們得馬上在componentWillUnmount中,也就是元件被登出之前清除掉我們新增的註冊,否則記憶體洩漏的問題就出現了。

怎麼清除呢?讓我們傳給useEffect的副作用函式返回一個新的函式即可。這個新的函式將會在元件下一次重新渲染之後執行。這種模式在一些pubsub模式的實現中很常見。看下面的例子:

import { useState, useEffect } from 'react';

function FriendStatus(props) {
  const [isOnline, setIsOnline] = useState(null);

  function handleStatusChange(status) {
    setIsOnline(status.isOnline);
  }

  useEffect(() => {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    // 一定注意下這個順序:告訴react在下次重新渲染元件之後,同時是下次呼叫ChatAPI.subscribeToFriendStatus之前執行cleanup
    return function cleanup() {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    };
  });

  if (isOnline === null) {
    return 'Loading...';
  }
  return isOnline ? 'Online' : 'Offline';
}
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這裡有一個點需要重視!這種解綁的模式跟componentWillUnmount不一樣。componentWillUnmount只會在元件被銷燬前執行一次而已,而useEffect裡的函式,每次元件渲染後都會執行一遍,包括副作用函式返回的這個清理函式也會重新執行一遍。所以我們一起來看一下下面這個問題。

為什麼要讓副作用函式每次元件更新都執行一遍?

我們先看以前的模式:

  componentDidMount() {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }

  componentWillUnmount() {
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }
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很清除,我們在componentDidMount註冊,再在componentWillUnmount清除註冊。但假如這時候props.friend.id變了怎麼辦?我們不得不再新增一個componentDidUpdate來處理這種情況:

...
  componentDidUpdate(prevProps) {
    // 先把上一個friend.id解綁
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
      prevProps.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
    // 再重新註冊新但friend.id
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }
...
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看到了嗎?很繁瑣,而我們但useEffect則沒這個問題,因為它在每次元件更新後都會重新執行一遍。所以程式碼的執行順序是這樣的:

1.頁面首次渲染
2.替friend.id=1的朋友註冊

3.突然friend.id變成了2
4.頁面重新渲染
5.清除friend.id=1的繫結
6.替friend.id=2的朋友註冊
...
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怎麼跳過一些不必要的副作用函式

按照上一節的思路,每次重新渲染都要執行一遍這些副作用函式,顯然是不經濟的。怎麼跳過一些不必要的計算呢?我們只需要給useEffect傳第二個引數即可。用第二個引數來告訴react只有當這個引數的值發生改變時,才執行我們傳的副作用函式(第一個引數)。

useEffect(() => {
  document.title = `You clicked ${count} times`;
}, [count]); // 只有當count的值發生變化時,才會重新執行`document.title`這一句
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當我們第二個引數傳一個空陣列[]時,其實就相當於只在首次渲染的時候執行。也就是componentDidMount加componentWillUnmount的模式。不過這種用法可能帶來bug,少用。

還有哪些自帶的Effect Hooks?

除了上文重點介紹的useState和useEffect,react還給我們提供來很多有用的hooks:

useContext useReducer useCallback useMemo useRef useImperativeMethods useMutationEffect useLayoutEffect

我不再一一介紹,大家自行去查閱官方文件。

怎麼寫自定義的Effect Hooks?

為什麼要自己去寫一個Effect Hooks? 這樣我們才能把可以複用的邏輯抽離出來,變成一個個可以隨意插拔的“插銷”,哪個元件要用來,我就插進哪個元件裡,so easy!看一個完整的例子,你就明白了。

比如我們可以把上面寫的FriendStatus元件中判斷朋友是否線上的功能抽出來,新建一個useFriendStatus的hook專門用來判斷某個id是否線上。

import { useState, useEffect } from 'react';

function useFriendStatus(friendID) {
  const [isOnline, setIsOnline] = useState(null);

  function handleStatusChange(status) {
    setIsOnline(status.isOnline);
  }

  useEffect(() => {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(friendID, handleStatusChange);
    return () => {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(friendID, handleStatusChange);
    };
  });

  return isOnline;
}
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這時候FriendStatus元件就可以簡寫為:

function FriendStatus(props) {
  const isOnline = useFriendStatus(props.friend.id);

  if (isOnline === null) {
    return 'Loading...';
  }
  return isOnline ? 'Online' : 'Offline';
}
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簡直Perfect!假如這個時候我們又有一個朋友列表也需要顯示是否線上的資訊:

function FriendListItem(props) {
  const isOnline = useFriendStatus(props.friend.id);

  return (
    <li style={{ color: isOnline ? 'green' : 'black' }}>
      {props.friend.name}
    </li>
  );
}
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簡直Fabulous!

結尾

不知道你閱讀完整篇文章的感受如何,或者對hooks有任何角度的看法和思考都歡迎在評論區一起討論。另外如果你有換工作的打算,我們部門真的很缺人,歡迎私信勾搭~(阿里巴巴,base在深圳的部門lazada,要求三年及以上工作經驗,可郵件跟我交流或者接簡歷丟給我:zeqiang.wang@alibaba-inc.com)

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