(譯)React是如何區分Class和Function?

66CCFF發表於2018-12-05

原文地址: how-does-react-tell-a-class-from-a-function

本文地址: React是如何區分Class和Function?

邊看邊翻譯 花了2h+... 如果你覺得讀起來還算通順不費事 那也算我為大家做了一點小貢獻吧

React呼叫兩者的不同之處

一起來看下這個 function 型別的 Greeting元件:

function Greeting() {
  return <p>Hello</p>;
}
複製程式碼

React 同樣支援將它定義為 class 型別:

class Greeting extends React.Component {
  render() {
    return <p>Hello</p>;
  }
}
複製程式碼

(直到最近 hooks-intro,這是使用state等特性的唯一方法。)

當你想渲染<Greeting />元件時,你不必關心它是如何定義的:

//類或者函式,都可以
<Greeting />
複製程式碼

但是,作為 React本身 是會認為這兩個是有不同之處的。

如果Greeting是一個函式,React 只需要直接呼叫它:

// 你的程式碼
function Greeting() {
  return <p>Hello</p>;
}

// React內
const result = Greeting(props); // <p>Hello</p>
複製程式碼

但是如果Greeting是一個類,那麼 React 就需要使用new來例項化它,然後在例項上呼叫render方法:

// 你的程式碼
class Greeting extends React.Component {
  render() {
    return <p>Hello</p>;
  }
}

// React內
const instance = new Greeting(props); // Greeting {}
const result = instance.render(); // <p>Hello</p>
複製程式碼

在這兩種情況下,React的目標是獲取渲染節點(本例中,是<p> Hello </ p>),但確切的步驟取決於Greeting的型別。

那麼React如何知道某個東西是class型別還是function型別呢?

事實上,這篇文章更多的是關於JavaScript而不是關於React。 如何你好奇React為何以某種方式運作,讓我們一起挖掘其中的原理。

這是一段漫長的探求之旅。這篇文章沒有太多關於React本身的資訊,我們將討論newthisclassarrow functionprototype__ proto__instanceof這些概念,以及這些東西如何在JavaScript中運作的機制。幸運的是,當你僅僅是使用React時,你不需要考慮這麼多。但你如果要深究React……

(如果你真的只想知道答案,請拉動到文章最後。)

為什麼要用不同的呼叫方式?

首先,我們需要理解以不同方式處理class和function的重要性。注意我們在呼叫類時如何使用new運算子:

// If Greeting is a function
const result = Greeting(props); // <p>Hello</p>

// If Greeting is a class
const instance = new Greeting(props); // Greeting {}
const result = instance.render(); // <p>Hello</p>
複製程式碼

讓我們大致的瞭解下new在Javascript中做了什麼:


在ES6之前,Javascript沒有class這個概念。但是,可以使用純函式表現出和class相似的模式。 具體來說,你可以使用new來呼叫類似類構造方法的函式,來表現出和class相似的模式

// 只是一個function
function Person(name) {
  this.name = name;
}

var fred = new Person('Fred'); // ✅ Person {name: 'Fred'}
var george = Person('George'); // ? 不會如期工作
//你今天仍然可以寫這樣的程式碼!在 `DevTools` 中嘗試一下。
複製程式碼

如果不用new修飾Person('Fred'),Person內部的this在裡面會指向 window 或者 undefined 。結果就是程式碼會崩潰或者像給window.name賦值一樣愚蠢。

在呼叫之前新增new,等於說:“嘿 JavaScript,我知道Person只是一個函式,但讓我們假裝它是個類建構函式。 建立一個{}物件 並在Person函式內將this指向該物件, 這樣我就可以賦值像this.name這樣的東西。然後把那個物件返回給我。”

上面這些就是new操作符做的事情。

var fred = new Person('Fred'); // `Person`內,相同的物件作為`this`
複製程式碼

同時new操作符使上面的fred物件可以使用Person.prototype上的任何內容。

function Person(name) {
  this.name = name;
}
Person.prototype.sayHi = function() {
  alert('Hi, I am ' + this.name);
}

var fred = new Person('Fred');
fred.sayHi();
複製程式碼

這是之前人們在JavaScript模擬類的方式。

可以看到的是在JavaScript早已有new。但是,class卻是後來加入的特性。為了更明確我們的意圖,重寫一下程式碼:

class Person {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayHi() {
    alert('Hi, I am ' + this.name);
  }
}

let fred = new Person('Fred');
fred.sayHi();
複製程式碼

在語言和API設計中把握開發人員的意圖非常重要。

如果你編寫一個函式,JavaScript就無法猜測你的意思是像alert()一樣被直接呼叫,還是像new Person()那樣充當建構函式。忘記新增new會導致令人困惑的執行結果。

class語法讓我們明確的告訴Javascript:“這不僅僅是一個函式 - 它是一個類,它有一個建構函式”。 如果在呼叫class時忘記使用new,JavaScript丟擲異常:

let fred = new Person('Fred');
// ✅  If Person is a function: works fine
// ✅  If Person is a class: works fine too

let george = Person('George'); // We forgot `new`
// ? If Person is a constructor-like function: confusing behavior
// ? If Person is a class: fails immediately
複製程式碼

這有助於我們儘早發現錯誤,而不是出現一些不符合預期的結果 比如this.name被視為window.name而不是george.name

但是,這意味著React需要在呼叫任何class之前使用new。它不能只是將其作為普通函式直接呼叫,因為JavaScript會將其視為錯誤!

class Counter extends React.Component {
  render() {
    return <p>Hello</p>;
  }
}

// ? React can't just do this:
const instance = Counter(props);
複製程式碼

這意味著麻煩(麻煩就是在於React需要區分Class和Function……)。

探究React式如何解決的

babel之類編譯工具給解決問題帶來的麻煩

在我們探究React式如何解決這個問題時,需要考慮到大多數人都使用Babel之類的編譯器來相容瀏覽器(例如轉義class等),所以我們需要在設計中考慮編譯器這種情況。

在Babel的早期版本中,可以在沒有new的情況下呼叫類。但是通過生成一些額外的程式碼,這個情況已經被修復了:

function Person(name) {
  // A bit simplified from Babel output:
  if (!(this instanceof Person)) {
    throw new TypeError("Cannot call a class as a function");
  }
  // Our code:
  this.name = name;
}

new Person('Fred'); // ✅ Okay
Person('George');   // ? Can’t call class as a function
複製程式碼

你或許在打包檔案中看到類似的程式碼,這就是_classCallCheck函式所做的功能。 (您可以通過設定“loose mode”不進行檢查來減小捆綁包大小,但這可能會使程式碼最終轉換為真正的原生類變得複雜。)

到現在為止,你應該大致瞭解使用new與不使用new來呼叫某些內容之間的區別:

new Person() Person()
class this is a Person instance ? TypeError
function this is a Person instance ? this is window or undefined

這之中的區別就是React為什麼需要正確呼叫元件的重要原因。 如果您的元件被定義為類,React在呼叫它時需要使用new

那麼問題來了 React是否可以判斷某個東西是不是一個class?

沒有那麼容易!即使我們可以在JavaScript es6 中區別class 和 function,這仍然不適用於像Babel這樣的工具處理之後的class。因為對於瀏覽器來說,它們只是單純的function而已(class被babel處理後)。


Okay,也許React可以在每次呼叫時使用new?不幸的是,這也並不總是奏效。

異常情況一:

作為一般function,使用new呼叫它們會為它們提供一個物件例項作為this。對於作為建構函式編寫的函式(如上面的Person),它是理想的,但它會給函式元件帶來混亂:

function Greeting() {
  // 我們不希望“this”在這裡成為任何一種情況下的例項
  return <p>Hello</p>;
}
複製程式碼

雖然這種情況也是可以容忍的,但還有另外兩個原因可以扼殺一直使用new的想法。

異常情況二:

第一個是箭頭函式(未被babel編譯時)會使new呼叫失效,使用new呼叫箭頭函式會丟擲一個異常

const Greeting = () => <p>Hello</p>;
new Greeting(); // ? Greeting is not a constructor
複製程式碼

這種情況時是有意的,並且遵循箭頭函式的設計。箭頭函式的主要優點之一是它們沒有自己的this繫結 - 取而代之的是 this被繫結到最近的函式體中。

class Friends extends React.Component {
  render() {
    const friends = this.props.friends;
    return friends.map(friend =>
      <Friend
        // `this` is resolved from the `render` method
        size={this.props.size}
        name={friend.name}
        key={friend.id}
      />
    );
  }
}
複製程式碼

Okay,所以箭頭功能沒有自己的this 這意味著箭頭函式無法成為構造者!

const Person = (name) => {
  // ? This wouldn’t make sense!
  this.name = name;
}
複製程式碼

因此,JavaScript不允許使用new呼叫箭頭函式。如果你這樣做,只會產生錯誤。這類似於JavaScript不允許在沒有new的情況下呼叫類的方式。

這很不錯,但它也使我們在全部函式呼叫前新增new的計劃失敗。 React不可以在所有情況下呼叫new,因為它會破壞箭頭函式!我們可以嘗試通過缺少prototype來判斷出箭頭函式:

(() => {}).prototype // undefined
(function() {}).prototype // {constructor: f}
複製程式碼

但是這個不適用於使用babel編譯的函式。這可能不是什麼大問題,但還有另一個原因讓這種方法失敗。

異常情況三:

我們不能總是使用new的另一個原因是,這樣做不支援返回字串或其他原始型別。

function Greeting() {
  return 'Hello';
}

Greeting(); // ✅ 'Hello'
new Greeting(); // ? Greeting {}
複製程式碼

這再次與new的設計奇怪表現有關。正如我們之前看到的那樣,new告訴JavaScript引擎建立一個物件,在函式內部建立該物件,然後將該物件作為new的結果。 但是,JavaScript還允許使用new呼叫的函式通過返回一些其他物件來覆蓋new的返回值。這可能對類似物件池這樣的模式很有用:

// Created lazily
var zeroVector = null;

function Vector(x, y) {
  if (x === 0 && y === 0) {
    if (zeroVector !== null) {
      // Reuse the same instance
      return zeroVector;
    }
    zeroVector = this;
  }
  this.x = x;
  this.y = y;
}

var a = new Vector(1, 1);
var b = new Vector(0, 0);
var c = new Vector(0, 0); // ? b === c
複製程式碼

但是,如果函式的返回值不是物件,new會完全忽略函式的返回值。如果你返回一個字串或一個數字,就好像沒有返回一樣。

function Answer() {
  return 42;
}

Answer(); // ✅ 42
new Answer(); // ? Answer {}
複製程式碼

當使用new呼叫函式時,無法從函式中讀取原始返回值(如數字或字串)。因此,如果React總是使用new,它將無法支援返回字串型別的函式(元件)

這是不可接受的,所以我們得另尋他法。

解決方式

到目前為止我們瞭解到了什麼? React需要用new呼叫類(相容Babel情況),但它需要呼叫常規函式或箭頭函式(相容Babel)時不能使用new。同時並沒有可靠的方法來區分它們。 如果我們無法解決一個普遍問題,那麼我們能解決一個更具體的問題嗎?

將Component定義為class時,你可能希望繼承React.Component使用其內建方法(比如this.setState())。那麼我們可以只檢測React.Component子類,而不是嘗試檢測所有class嗎?

劇透:這正是React所做的。

prototype__proto__

也許,判斷Greeting是否是React component class的一般方法是測試Greeting.prototype instanceof React.Component

class A {}
class B extends A {}

console.log(B.prototype instanceof A); // true
複製程式碼

我知道你在想什麼。剛剛發生了什麼?!要回答這個問題,我們需要了解JavaScript原型。

你可能熟悉原型鏈。JavaScript中的每個物件都可能有一個“原型”。當我們編寫fred.sayHi()fred物件沒有sayHi屬性時,我們在fred的原型上查詢sayHi屬性。如果我們在那裡找不到它,我們會看看鏈中的下一個原型--fred的原型的原型。並以此類推。

令人困惑的是,類或函式的prototype屬性並不指向該值的原型。 我不是在開玩笑。

function Person() {}

console.log(Person.prototype); // ? Not Person's prototype
console.log(Person.__proto__); // ? Person's prototype
複製程式碼

所以“原型鏈”更像是__proto __.__ proto __.__ proto__而不是prototype.prototype.prototype。我花了許多年才瞭解到這一點。

所有物件的 __proto__ 都指向其構造器的prototype 函式或類的prototype屬性就是這樣一個東西

function Person(name) {
  this.name = name;
}
Person.prototype.sayHi = function() {
  alert('Hi, I am ' + this.name);
}

var fred = new Person('Fred'); // Sets `fred.__proto__` to `Person.prototype`
複製程式碼

__proto__鏈是JavaScript查詢屬性的方式:

fred.sayHi();
// 1. Does fred have a sayHi property? No.
// 2. Does fred.__proto__ have a sayHi property? Yes. Call it!

fred.toString();
// 1. Does fred have a toString property? No.
// 2. Does fred.__proto__ have a toString property? No.
// 3. Does fred.__proto__.__proto__ have a toString property? Yes. Call it!
複製程式碼

事實上,除非您正在除錯與原型鏈相關的內容,否則您幾乎不需要直接在程式碼中修改__proto__。如果你想在fred .__ proto__上新增東西,你應該把它放在Person.prototype上。它最初就是這麼設計的。

甚至瀏覽器都不應該暴露__proto__屬性,因為原型鏈被設計為一個內部概念。但是有些瀏覽器新增了__proto__,最終它被勉強標準化。

至今我仍然覺得“prototype的屬性沒有給你一個值的原型“非常令人困惑(例如,fred.prototype未定義,因為fred不是一個函式)。就個人而言,我認為這是導致經驗豐富的開發人員也會誤解JavaScript原型的最大原因。

extends 與 原型鏈

這帖子有點長 不是嗎?別放棄!現在已經講了80%的內容了,讓我們繼續吧

我們知道,當說呼叫obj.foo時,JavaScript實際上在objobj .__ proto__obj .__ proto __.__ proto__中尋找foo,依此類推。

對於類來說原型鏈機制會更加複雜,但extends會使類完美適用原型鏈機制。這也是React類的例項訪問setState之類的方法的原理:

class Greeting extends React.Component {
  render() {
    return <p>Hello</p>;
  }
}

let c = new Greeting();
console.log(c.__proto__); // Greeting.prototype
console.log(c.__proto__.__proto__); // React.Component.prototype
console.log(c.__proto__.__proto__.__proto__); // Object.prototype

c.render();      // Found on c.__proto__ (Greeting.prototype)
c.setState();    // Found on c.__proto__.__proto__ (React.Component.prototype)
c.toString();    // Found on c.__proto__.__proto__.__proto__ (Object.prototype)
複製程式碼

換句話說,類例項的__protp__鏈會映象拷貝類的繼承關係:

// `extends` chain
Greeting
  → React.Component
    → Object (implicitly)

// `__proto__` chain
new Greeting()
  → Greeting.prototype
    → React.Component.prototype
      → Object.prototype
複製程式碼

如此兩個鏈(繼承鏈 原型鏈)

instanceof 判斷方式

由於__proto__鏈映象拷貝類的繼承關係,因此我們可以通過Greeting的原型鏈來判斷Greeting是否繼承了React.Component

// `__proto__` chain
new Greeting()
  → Greeting.prototype // ?️ We start here
    → React.Component.prototype // ✅ Found it!Object.prototype
複製程式碼

方便的是,x instanceof Y就是相同的搜尋原理。它在x .__ proto__鏈中尋找是否有Y.prototype存在。

通常,它用於確定某些東西是否是類的例項:

let greeting = new Greeting();

console.log(greeting instanceof Greeting); // true
// greeting (?️‍ We start here)
//   .__proto__ → Greeting.prototype (✅ Found it!)
//     .__proto__ → React.Component.prototype 
//       .__proto__ → Object.prototype

console.log(greeting instanceof React.Component); // true
// greeting (?️‍ We start here)
//   .__proto__ → Greeting.prototype
//     .__proto__ → React.Component.prototype (✅ Found it!)
//       .__proto__ → Object.prototype

console.log(greeting instanceof Object); // true
// greeting (?️‍ We start here)
//   .__proto__ → Greeting.prototype
//     .__proto__ → React.Component.prototype
//       .__proto__ → Object.prototype (✅ Found it!)

console.log(greeting instanceof Banana); // false
// greeting (?️‍ We start here)
//   .__proto__ → Greeting.prototype
//     .__proto__ → React.Component.prototype 
//       .__proto__ → Object.prototype (?‍ Did not find it!)
複製程式碼

但它也可以用於確定一個類是否繼承另一個類:

console.log(Greeting.prototype instanceof React.Component);
// greeting
//   .__proto__ → Greeting.prototype (?️‍ We start here)
//     .__proto__ → React.Component.prototype (✅ Found it!)
//       .__proto__ → Object.prototype
複製程式碼

這種判斷方式就是是我們如何確定某些東西是React元件類還是一般函式。

React 判斷方式

但這並不是React所做的。 ?

instanceof解決方案的一個隱患是:當頁面上有多個React副本時,我們正在檢查的元件可能繼承自另一個React副本的React.Component,這種instanceof方式就會失效。 在一個專案中混合使用React的多個副本是不好的方式,但我們應該儘可能避免出現由於歷史遺留所產生的這種問題。 (使用Hooks,我們可能需要強制刪除重複資料。)

另一種可能的騷操作是檢查原型上是否存在render方法。但是,當時還不清楚元件API將如何變換。每個判斷操作都有成本我們不想新增多於一次的操作。如果將render定義為例項方法(例如使用類屬性語法),這也不起作用。

因此,React為基本元件新增了一個特殊標誌。React通過檢查是該標誌來判斷一個東西是否是React元件類。

最初該標誌在React.Component基礎類本身上:

// Inside React
class Component {}
Component.isReactClass = {};

// We can check it like this
class Greeting extends Component {}
console.log(Greeting.isReactClass); // ✅ Yes
複製程式碼

但是,我們想要判斷的一些類實現沒有複製靜態屬性(或設定__proto__),因此標誌丟失了。

這就是React將此標誌移動到React.Component.prototype的原因:

// Inside React
class Component {}
Component.prototype.isReactComponent = {};

// We can check it like this
class Greeting extends Component {}
console.log(Greeting.prototype.isReactComponent); // ✅ Yes
複製程式碼

這就是React如何判斷class的全部內容。


如今在React中使用就是isReactComponent標誌檢查。

如果不擴充套件React.Component,React將不會在原型上找到isReactComponent,也不會將元件視為類。現在你知道為什麼Cannot call a class as a function問題最受歡迎的回答是新增extends React.Component。最後,新增了一個prototype.render存在時,但prototype.isReactComponent不存在的警告

實際的解決方案非常簡單,但我用大量的時間解釋了為什麼React最終採取這個解決方案,以及替代方案是什麼。 你可能覺得博文這個解釋過程有點囉嗦,

根據我的經驗,開發庫API經常會遇到這種情況。為了使API易於使用,開發者需要考慮語言語義(可能,對於多種語言,包括未來的方向)、執行時效能、是否編譯情況的相容、完整體系和打包解決方案的狀態、 早期預警和許多其他事情。 最終結果可能並不優雅,但必須實用。

如果最終API是成功的,則使用者永遠不必考慮此過程。 取而代之的是他們只需要專注於建立應用程式。

但如果你也好奇......去探究其中的原因還是十分有趣的。

相關文章