站在源码的角度探究React中的状态state

1.类组件中的state

setState的用法

React项目中UI改变来源于state的改变，类组件中setState是更新组件，渲染视图的主要方式

基本用法

setState(obj,callback)

• 第一个参数：当obj是一个对象，即为即将合并的state；如果obj是一个函数，那么当组件的state和props将作为参数，返回值用于合并新的state
• 第二个参数callback：callback为一个函数，函数执行上下文中可以获取当前setState更新后的最新的值，可以作为依赖state变化的副作用函数，可以用来做一些基本的DOM操作

/* 第一个参数为function类型 */
this.setState((state,props)=>{
    return {number:}
})



/* 第一个参数为object类型 */
this.setState({ number:1 },()=>{
    console.log(this.state.number) //获取最新的number
})

加入一次事件中触发一次如上的setState，在React底层主要做了哪些事呢？

• 首先，setState会产生当前更新的优先级------产生更新优先级
• 接下来React会从fiber Root根部fiber向下调和子节点，调和阶段将对比发生更新的彼方，更新对比expirationTime，找到发生更新的组件，合并state，然后触发render函数，得到最新的UI视图，完成render阶段--------对比
• 接下来到commit阶段，commit阶段，替换真实DOM，完成此次更新流程。--------替换真实DOM
• 此时仍然在commit阶段，会执行setState中callback函数，如上的()=>{console.log(this.state.number)} ，到此为止就完成了一次setState的过程。

更新的流层图如下：

 要记住一个主要任务的先后顺序，这对于弄清渲染过程会有帮助：

render阶段render函数执行--->commit阶段真实DOM替换--->setState回调函数执行callback

类组件如何限制state更新视图

对于类组件如何显示state带来的更新作用呢？

• pureComponet可以对state和props进行浅比较，如果没有发生变化，那么组件就不会更新
• shouldComponentUpdate生命周期可以通过判断前后state变化来决定组件需不需要更新，需要更新返回true，否则返回false

setState原理揭秘

知其然，知其所以然，下面将介绍setState的底层逻辑，要弄清楚state的更新机制，所以接下来要从两个方向分析

• 一是揭秘enqueueSetState到底做了什么？
• 二是React底层是如何进行批量更新的？

首先，这里极简了一下enqueueSetState的代码，如下：

enqueueSetState(){
    //每次调用setState，react都会创建一个update里面保存了如下
    const update= createUpdate(expirationTime,suspenseConfig)
    //callback 可以理解为setState回调函数，第二个参数
    callback && (update.callback=callback)
    //enqueuUpdate 把当前的update 传入当前fier ，待更新队列中
    enqueuUpdate(fiber,update)
    //开始调度更新
    scheduleUpdateOnFiber(fiber,expirationTime)

}

enqueueSetState作用实际很简单，就是创建一个update，然后放入当前的fiber对象的待更新队列中，最后开启调度更新，进入上述讲到的更新流程。

那么问题来了，React的batchUpdate批量更新是什么时候加上去的呢?

这就要提前聊到事件系统了，正常的state更新，UI交互，都离不开用户的事件，比如点击事件，表单输入等，React是采用事件合成的形式，每一个事件都是由React事件系统统一调度的，那么State批量更新正是和事件系统息息相关的。

//在legcy模式下，所有的事件都将经过此函数统一处理
function dispatchEventFoLegacyPluginEventSystem(){
    //handleTopLevel 事件处理函数
    batchEventUpdates(handleTopLvele,bookKeeping)

}

batchEventUpdates方法具体如下：

batchEventUpdate(fn,a){
    //开启批量更新
    isBatchingEventUpdates=true；
    try{
        //这里执行了事处理函数，比如在一次点击事件中触发setState，那么它将在这个函数执行
        return batchEventUpdateImpl(fn,a,b);
    }finally{
        //try里面的return 不会影响finally执行
        //完成一次事件，批量更新
        isBatchingEventUpdates=false
    }
}

如上分析出流程图，在React事件执行之前通过isBatchEventUpdates=true打开开关开启事件批量更新，当该事件结束，再通过isBactchEventUpdates=false；关闭开关，然后在scheduleUpdateOnFiber中根据开关来确定是否进行批量更新

举个例子，如下组件中这么写：

import React, { Component } from 'react';

export default class Test extends Component {
  state={number:0}
  handleClick=()=>{
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback1',this.state.number)
    })
    console.log(this.state.number)
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback2',this.state.number)
    })    
    console.log(this.state.number)
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback3',this.state.number)
    })
    console.log(this.state.number)
  }
  render() {
    return (
      <div> 
        {this.state.number}
        <button onClick={this.handleClick}>number++</button>
      </div>
    );
  }
}

点击打印结果：0，0，0 callback1 1 ，callback2 1，callback3 1

如上代码，在整个React上下文执行栈中会变成这样：

那么，为什么异步操作里面的批量更新规则会被打破呢？比如用promise或者setTime在handleClick中这么写：

handleClick=()=>{
  setTimeout(()=>{
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback1',this.state.number)
    })
    console.log(this.state.number)
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback2',this.state.number)
    })    
    console.log(this.state.number)
    this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
      console.log('callback3',this.state.number)
    })
    console.log(this.state.number)
  })
}

 打印：callback1 1,1，callback2 2,2，callback3 3 ，3

那么整个React上下文执行栈就会变成如图这样

 所以批量更新规则被打破。

那么，如果在如上异步环境下，继续开启批量更新模式呢?

React-Dom提供了批量更新方法unstable_batchChedUpdates，可以去手动批量更新，可以将上述setTimeout里面的内容作如下修改：

import ReactDom from 'react-dom';
const {unstable_batchedUpdates}=ReactDom

  setTimeout(()=>{
    unstable_batchedUpdates(()=>{
      this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
        console.log('callback1',this.state.number)
      })
      console.log(this.state.number)
      this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
        console.log('callback2',this.state.number)
      })    
      console.log(this.state.number)
      this.setState({number:this.state.number+1},()=>{
        console.log('callback3',this.state.number)
      })
      console.log(this.state.number)
    })
  })

点击打印结果：0，0，0 callback1 1 ，callback2 1，callback3 1

在实际工作中，unstable_batchChedUpdates可以用于Ajax数据交互之后，合并多次setState，或者是多次useState。原因很简单，所有的数据交互都是在异步环境下，如果没有批量更新处理，一次数据交互多次改变state会促使视图多次渲染。

那么如何提升更新优先级呢?

React-dom提供了flushSync，flushSync可以将回调函数中的更新任务，放在一个比较高的优先级中。React设定了很多不同优先级的更新任务，如果一次更新任务在flushSync回调内部，那么将获得一个比较高优先级的更新。

2 函数组件中的state

React-hooks发布之后，useState可以使函数组件像类组件一样拥有state，也就是说名函数组件可以通过useState来改变UI视图。那么useState到底应该如何使用，底层优势怎么运行的呢？

useState的用法

const [state,setState] = useState(initData)

• state，目的是提供给UI，作为渲染视图的数据源
• setState改变state的函数，可以理解为推动函数组件渲染的渲染函数
• initData有两种情况，第一种情况是非函数，将作为state的初始化的值，第二种情况是函数，函数返回值作为作为useState初始化的值

initData为函数的情况：

const [number,setNumber]= React.useState(0)

initData为函数的情况：

  const [number,setNumber]=React.useState(()=>{
    //props中的a=1 state为0-1随机数
    //props中a=2 state为1-10的随机数
    //否则 state为1-100的随机数
    if(props.a===1) return Math.random()
    if(props.a===2) return Math.ceil(Math.random()*10)
    return Math.ceil(Math.random()*100)
  })

对于setState参数，也有两种情况：

• 第一种是非函数情况，此时将作为新的值，赋予state，作为下一次渲染使用；
• 第二种是函数的情况，如果setState的参数是一个函数，这里可以称它为reducer，reducer参数，是上一次返回最新的state，返回值作为新的state

setState参数是一个非函数的情况：

  const [number,setNumber]= React.useState(0)
  const handleClick=()=>{
    setNumber(1)
    setNumber(2)
    setNumber(3)
  }

setState参数是一个函数的情况：

  const [number,setNumber]= React.useState(0)
  const handleClick=()=>{
    setNumber((state)=>{
      return state+1//0+1=1
    })
    setNumber(8)//8
    setNumber((state)=>{
      return state+1//8+1=9
    })
  }

如何监听state的变化？

类组件中的setState中，有第二个参数callback或是生命周期函数componentDidUpdate可以检测监听到state改变或是组件更新。

那么在函数组件中，如何监听state变化呢？这个时候就需要useEffect出场了，通常可以把state作为依赖项传入useEffect第二个参数deps，但是注意useEffect初始化是会默认执行一遍。

import React,{useEffect, useState} from 'react'
import ReactDom from 'react-dom'

export default function Test() {
  const [number,setNumber]= React.useState(0)
  const handleClick=()=>{
    ReactDom.flushSync(()=>{
      setNumber(2)
    })
    setNumber(1)
    setTimeout(()=>{
      setNumber(3)
    })
  }
  useEffect(()=>{
    console.log('变化',number)
  },[number])
  console.log(number)
  return (
    <button onClick={handleClick}>text1</button>
  )
}

 执行结果：

 setState(dispatch)更新特点

上述讲到的批量更新和flushSync，在函数组件中，dispatch更新效果和类组件是一样的，但是useState有一点值得注意，就是当帝爱用改变state的函数dispatch，在本次函数执行上下文中，是获取不到state的值的，举例如下：

  const [number,setNumber]= React.useState(0)
  const handleClick=()=>{
    ReactDom.flushSync(()=>{
      setNumber(2)
      console.log(number)
    })
    setNumber(1)
    console.log(number)
    setNumber(()=>{
      setNumber(3)
      console.log(number)
    })
  }

结果：0 0 0

原因很简单，函数组件更新就是函数的执行，在函数一次执行过程中，函数内部所有变量重新生命，所以改变的state，只有在下一次函数组件执行时才会更新，所以在如同上一个函数执行上下文中，number一直为0，无论怎么打印，都拿不到最新的state。

useState的注意事项

在使用useState的dispatchAction更新state的时候，记得不要传入相同的state，这样会使视图不更新，比如下面：

  const [state,dispatchState]= React.useState({
    name:'aline'
  })
  const handleClick=()=>{
    state.name='aline'
    dispatchState(state)//直接改变state，在内存中执行的地址没有变
  }

上述例子为什么没有更新呢？是因为在useState的dispatchAction处理逻辑中，会浅比较state两次，发现state相同，不会开启更新调度任务。其中demo中两次state指向了相同的内存空间，所以默认为state相等，就不会发生视图更新了

解决问题：把上述的dispatchState改成dispatch({...state}）根本解决了问题，浅拷贝了对象，重新开启了内存空间。

总结

类组件中的setState和函数组件中的useState有什么异同？

相同点

• 首先从原理角度出发，setState和useState更新视图，底层都调用了scheduleUpdateOnFiber方法，而且时间驱动情况下都有批量更新规则

不同点

• 再不是pureComponent组件模式下，setState不会浅比较两次的state的值，只有调用setState，在没有其他优化手段的前提下，会执行更新，但是useState中的dispatchAction会默认比较两次state是否相同，然后决定是否更新组件
• setState有专门监听state变化的回调函数callback，着这个回调函数中可以获取到最新的值，而在函数组件中，只能通过useEffect来执行state变化引起副作用。
• setState在顶层处理state的逻辑主要是和旧state进行合并操作，而useState则是替换，及重新赋值