useState

useState 可以說是我們?nèi)粘Ｗ畛Ｓ玫?hook 之一了，在實際使用過程中，有一些簡單的小技巧能幫助你提升性能 & 減少出 bug 的概率。

• 使用 惰性初始值 (https://reactjs.org/docs/hooks-reference.html#lazy-initial-state）

通常我們會使用以下的方式初始化 state。

const [state, useState] = useState(0);

對于簡單的初始值，這樣做完全沒有任何性能問題，但如果初始值是根據(jù)復(fù)雜計算得出來的，我們這么寫就會產(chǎn)生性能問題。

const initalState = heavyCompute(() => { /* do some heavy compute here*/});
const [state,useState] = useState(initalState);

相信你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這里的問題了，對于 useState 的初始值，我們只需要計算一次，但是根據(jù) React Function Component 的渲染邏輯，在每一次 render 的時候，都會重新調(diào)用該函數(shù)，因此 initalState 在每次 render 時都會被重新計算，哪怕它只在第一次渲染的時候被用到，這無疑會造成嚴重過的性能問題，我們可以通過 useState 的惰性初始值來解決這個問題。

// 這樣初始值就只會被計算一次了
const [state,useState] = useState(() => heavyCompute(() => { /* do some heavy compute here*/}););

不要把只需要計算一次的的東西直接放在函數(shù)組件內(nèi)部頂層 block 中。

• 使用 函數(shù)式更新 (https://zh-hans.reactjs.org/docs/hooks-reference.html#functional-updates)

當我們想更新 state 的時候，我們通常會這樣調(diào)用 setState。

const [state,setState] = useState(0);
setState(state + 1);

// next render
// state = 1

看上去沒有任何問題，我們來看看另外一個 case。

const Demo: FC = () => {
  const [state,setState] = useState(0);
  useEffect(() => {
    setTimeout(() => setState(state + 1), 3000);
  },[]);
  return <div notallow={() => setState(state + 1)}>{state}</div>;
};

點擊 div，我們可以看到計數(shù)器增加，那么 3 秒過后，計數(shù)器的值會是幾呢？

答案是 1

這是一個非常反直覺的結(jié)果，原因在于第一次運行函數(shù)時，state 的值為 0，而 setTimeout 中的回調(diào)函數(shù)捕獲了第一次運行 Demo 函數(shù)時 state 的值，也就是 0，所以 setState(state + 1)執(zhí)行后 state 的值變成了 1，哪怕當前 state 值已經(jīng)不是 0 了。

讓我們通過函數(shù)式更新修復(fù)這個問題。

const Demo: FC = () => {
  const [state,setState] = useState(0);
  useEffect(() => {
    setTimeout(() => setState(prev => prev + 1), 3000);
  },[]);
  return <div notallow={() => setState(prev => prev + 1)}>{state}</div>;
};

讓我們再運行一次程序試試，這次 3 秒后，state 并沒有變成 1，而是增加了 1。

直接在 setState 中依賴 state 計算新的 state 在異步執(zhí)行的函數(shù)中會由于 js 閉包捕獲得到預(yù)期外的結(jié)果，此時可以使用 setState(prev => getNewState(prev)) 函數(shù)式更新來解決。

• 使用 useImmer (https://github.com/immerjs/use-immer) 替代 useState。

相信很多同學(xué)聽過 immer.js 這個庫，簡單來說就是基于 proxy 攔截 getter 和 setter 的能力，讓我們可以很方便的通過修改對象本身，創(chuàng)建新的對象，那么這有什么用呢？我們知道，React 通過 Object.is 函數(shù)比較 props，也就是說對于引用一致的對象，react是不會刷新視圖的，這也是為什么我們不能直接修改調(diào)用 useState 得到的 state 來更新視圖，而是要通過 setState 刷新視圖，通常，為了方便，我們會使用 es6 的 spread 運算符構(gòu)造新的對象（淺拷貝）。

const [state,setState] = useState({
   a: 1,
   b: {
     c: [1,2]
     d: 2
   },
});


setState({
    ...state,
    b: {
        ...state.b,
        c: [...state.b.c, 3],
    },
})

我相信你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題了，對于嵌套層級多的對象，使用 spread 構(gòu)造新的對象寫起來心智負擔很大，也不易于維護，這時候聰明的你肯定想到了，我直接 deepClone，修改后再 setState 不就完事了。

const [state,setState] = useState({
   a: 1,
   b: {
     c: [1,2]
     d: 2
   },
});

const newState = deepClone(state);
newState.b.c.push(3);
setState(newState);

這樣就完全沒有心智負擔的問題了，程序也運作良好，然而，這不是沒有代價的，且不說 deepClone 本身對于嵌套層級復(fù)雜的對象就非常耗時，同時因為整個對象都是 deepClone 過來的，而不是淺拷貝，react 認為整個大對象都變了，這時候使用到對象里的引用值的組件也都會刷新，哪怕這兩個引用前后值根本沒有變化。

有沒有兩全其美的方法呢？

當然是用的，這里就要用到我們提到的 immer.js 了。

const [state,setState] = useState({
   a: 1,
   b: {
     c: [1,2]
     d: 2
   },
});

setState(produce(state, draft => {
  draft.b.c.push(3);
}))

這里我們可以看到，即使用了 deepClone 沒有心智負擔的寫法，同時 immer 只會改變寫部分的引用 （也就是所謂的“Copy On Write”），其余沒用變動的部分引用保持不變，react 會跳過這部分的更新，這樣我們就同時獲得了簡易的寫法和良好的性能。

事實上，我們還可以使用 useImmer 這個語法糖來進一步簡化調(diào)用方式。

const [state,setState] = useImmer({
   a: 1,
   b: {
     c: [1,2]
     d: 2
   },
});

setState(prev => {
  prev.b.c.push(3);
}))

可以看到，使用 useImmer 之后，setState 幾乎跟原生的 useState提供的函數(shù)式更新 api 一模一樣，只不過，你可以在 setState 內(nèi)直接修改對象生成新的 state ，同時 useImmer 還對普通的 setState 用法做了兼容，你也可以直接在 setState 內(nèi)返回新的 state，完全沒有心智負擔。

useEffect

前面講了useState，那么還有一個開發(fā)過程中最常用的就是 useEffect 了，接下來來聊聊我的日常使用過程中 useEffect 的坑吧。

• 在 useEffect 中調(diào)用 setState

在很多情況下，我們可能會寫出這樣的代碼

// dep1和dep2分別是兩個獨立的state
useEffect(() => {
    setDep2(compute(dep1))
},[dep1])

咋一眼看上去沒有任何問題，dep1 這個 state 變動的時候我更新一下 dep2 的值，然而這其實是一種反模式，我們可能會習(xí)慣性的把 useEffect 當成一個 watch 來用，但每次我們 setState 過后，函數(shù)組件又會重新執(zhí)行一遍，useEffect 也會重新跑一遍，這里你肯定會想，那不是成死循環(huán)了，但其實不然，useEffect 提供的第二個參數(shù)允許我們傳遞依賴項，在依賴項不變的情況下會跳過 effect 執(zhí)行，這才讓我們的代碼可以正常運行。

所以到這里，聰明的你肯定已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題了么？

要是我 dep 數(shù)組寫的不對，那不是有可能出現(xiàn)無限循環(huán)？

在實際開發(fā)過程中，如此高的心智負擔必然不利于代碼的維護，因此我們來聊一聊什么是 effect，setState 又該在哪里調(diào)用，我們來看一個圖：

這里的 input / output 部分即 IO，也就是副作用，Input 產(chǎn)生一些值，而中間的純函數(shù)對 Input 做一些轉(zhuǎn)換，最終生成一堆數(shù)據(jù)，通過 output driver 執(zhí)行副作用，也就是渲染，修改標題等操作，對應(yīng)到 React 中，我們可以這樣理解。

所有使用 hook 得到的狀態(tài)即為 input 副作用產(chǎn)生的值。

function 組件函數(shù)本身是中間轉(zhuǎn)換的純函數(shù)。

React.render 函數(shù)作為 driver 負責讀取轉(zhuǎn)換好之后的值，并且執(zhí)行渲染這個副作用 （其它的副作用在 useEffect 和 useLayoutEffect中執(zhí)行 ）。

基于以上的心智模型，我們可以得出這么幾個結(jié)論：

• 不要直接在函數(shù)頂層 block 中調(diào)用 setState 或者執(zhí)行其它副作用的操作！

（提醒一下，直接在函數(shù)頂層 block 中調(diào)用 setState，if 條件一下沒寫好，組件就掛了）

• 所有組件內(nèi)部狀態(tài)的轉(zhuǎn)換都應(yīng)該歸于純函數(shù)中，不要把 useEffect 當成 watch 來用。

我們可以使用這種方式計算新的 state。

const Demo = () => {
    const [dep1,setDep1] = useState(0);
    const dep2 = compute(dep1);
}

(注意這里并沒有使用 useMemo )

在 React 中，每次渲染都會重新調(diào)用函數(shù)，因此直接寫在函數(shù)體內(nèi)的自然就是 compute state ，在沒有嚴重性能問題的情況下不推薦使用 useMemo， 依賴項寫錯了容易出 bug。

• 盡可能在 event 中執(zhí)行 setState，以確?？深A(yù)測的 state 變化，例如：

• onClick 事件
• Promise
• setTimeout
• setInterval
• ...

• 依賴項為空數(shù)組的 useEffect 中，可以放心調(diào)用 setState。

useEffect(() => {
    const timer = setInterval(() => { setState(newState) },1000)
    return () => clearInterval(timer);
,[]);

• 不要同時使用一堆依賴項 & 多個 useEffect !!!

如果你寫過以下的代碼：

useEffect(() => {
    // do something and set some state
    // setDep3 
    // setDep4
},[dep1,dep2])

useEffect(() => {
    // do something and set some state
},[dep3,dep4])

這樣的代碼非常容易造成循環(huán)依賴的問題，而且一旦出了問題，非常難排查很解決，整個 state 的更新很難預(yù)測，相關(guān)的 state 更新如果建議一次更新 （可以考慮使用 useReducer 并且在可能的情況下，盡量將狀態(tài)更新放到事件而不是 useEffect 里）。

useContext

在多個組件共享狀態(tài)以及要向深層組件傳遞狀態(tài)時，我們通常會使用 useContext 這個 hook 和 createContext 搭配，也就是下面這樣：

const Context = React.createContext();

const App = () => {
    const sharedState = useState({});
    return <Context.Provider value={sharedState} >
        <A />
        <B />
    </Context.Provider>
}

const A = () => {
    const [state,setState] = useContext(Context);
    return <div notallow={() => {setState(prev => ({...prev, a: prev.a+1}))}}>{state.a}</div>
}

const B = () => {
    const [state,setState] = useContext(Context);
    return <div notallow={() => {setState(prev => ({...prev, b: prev.b+1}))}}>{state.b}</div>
}

這也是 React 官方推薦的共享狀態(tài)的方式，然而在需要共享狀態(tài)的組件非常多的情況下，這有著嚴重的性能問題，在上述例子里，哪怕 A 組件只更新 state.a，并沒有用到 state.b，B 組件更新 state.b 的時候 A 組件也會刷新，在組件非常多的情況下，就卡死了，用戶體驗非常不好。好在這個地方有很多種方法可以解決這個問題，這里我要推薦最簡單的一種，也就是 react-tracked (https://react-tracked.js.org/) 這個庫，它擁有和 useContext 差不多的 api，但基于 proxy 和組件內(nèi)部的 useForceUpdate 做到了自動化的追蹤，可以精準更新每個組件，不會出現(xiàn)修改大的 state，所有組件都刷新的情況。

import { useState } from 'react';
import { createContainer } from 'react-tracked';

// 聲明
const initialState = {
  count: 0,
  text: 'hello',
};

const useMyState = () => useState(initialState);

export const { Provider: SharedStateProvider, useTracked: useSharedState } =
  createContainer(useMyState);
  
// 使用
const Counter = () => {
  const [state, setState] = useSharedState();
  const increment = () => {
    setState((prev) => ({ ...prev, count: prev.count + 1 }));
  };
  return (
    <div>
      {state.count}
      <button notallow={increment}>+1</button>
    </div>
  );
};

useCallback

一個很常見的誤區(qū)是為了心理上的性能提升把函數(shù)通通使用 useCallback 包裹，在大多數(shù)情況下，javascript 創(chuàng)建一個函數(shù)的開銷是很小的，哪怕每次渲染都重新創(chuàng)建，也不會有太大的性能損耗，真正的性能損耗在于，很多時候 callback 函數(shù)是組件 props 的一部分，因為每次渲染的時候都會重新創(chuàng)建 callback 導(dǎo)致函數(shù)引用不同，所以觸發(fā)了組件的重渲染。然而一旦函數(shù)使用 useCallback 包裹，則要面對聲明依賴項的問題，對于一個內(nèi)部捕獲了很多 state 的函數(shù)，寫依賴項非常容易寫錯，因此引發(fā) bug。所以，在大多數(shù)場景下，我們應(yīng)該只在需要維持函數(shù)引用的情況下使用 useCallback，例如下面這個例子：

const [userText, setUserText] = useState("");
const handleUserKeyPress = useCallback(event => {
    // do something here
}, []);

useEffect(() => {
    window.addEventListener("keydown", handleUserKeyPress);
    return () => {
        window.removeEventListener("keydown", handleUserKeyPress);
    };
}, [handleUserKeyPress]);

  return (
      <div>
          {userText}
      </div>
  );

這里我們需要在組件卸載的時候移除 event listener callback，因此需要保持 event handler 的引用，所以這里需要使用 useCallback 來保持引用不變。

然而一旦我們使用 useCallback，我們又會面臨聲明依賴項的問題，這里我們可以使用 ahook 中的 useMemoizedFn (https://ahooks.js.org/zh-CN/hooks/use-memoized-fn) 的方式，既能保持引用，又不用聲明依賴項。

const [state, setState] = useState('');
// func 地址永遠不會變化
const func = useMemoizedFn(() => {
  console.log(state);
});

是不是覺得很神奇，為什么不用聲明依賴項也能保持函數(shù)引用不變，而內(nèi)部的變量又可以捕獲最新的 state，實際上，這個 hook 的實現(xiàn)異常的簡單，我們只需要用到 useRef 和 useMemo。

/*
  param: fn
  fn每次進來都是新建，引用會變化
  fnRef.current = fn
  fnRef每次持有的都是新的fn，捕獲了最新的閉包變量 
  memoizeFn.current只會被初始化一次
  memoizeFn.current指向的函數(shù)每次會去調(diào)fnRef.current，這樣每次都能用fnRef里的新的fn
  這樣memoizedFn函數(shù)地址不變，同時也捕獲了最新的閉包變量
  */
  function useMemoizedFn(fn) {
      const fnRef = useRef(fn);
      fnRef.current = useMemo(() => fn, [fn]);
      const memoizedFn = useRef<T>();
      if (!memoizedFn.current) {
        memoizedFn.current = function (...args) {
          return fnRef.current.apply(this, args);
          }
      }
      return memoizedFn.current;
}

所有需要用到 useCallback 的地方都可以用 useMemoizedFn 代替。

memo & useMemo

對于需要優(yōu)化渲染性能的場景，我們可以使用 memo 和 useMemo，通常用法如下：

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  /* 使用 props 渲染 */
});

function Parent({ a, b }) {
  // Only re-rendered if `a` changes:
  const child1 = useMemo(() => <Child1 a={a} />, [a]);
  // Only re-rendered if `b` changes:
  const child2 = useMemo(() => <Child2 b={b} />, [b]);
  return (
    <>
      {child1}
      {child2}
    </>
  )
}

考慮到 useMemo 需要聲明依賴項，而 memo 不需要，會自動對所有 props 進行淺比較 (Object.is)，因此大多數(shù)場景下，我們可以結(jié)合上面提到的 useImmer 以及 useMemoizedFn 保持對象和函數(shù)的引用不變，以此減少不必要的渲染，對于 Context 共享的數(shù)據(jù)，我們可以使用 react-tracked 進行精準渲染，這些庫的好處是不需要聲明依賴項，能減小維護成本和心智負擔，對于剩下的沒法 cover 的場景，我們再使用 useMemo 進行更細粒度的渲染控制。

useReducer

相對于上文中提到的這些 hook，useReducer 是我們?nèi)粘ｉ_發(fā)過程中很少會用到的一個 hook （因為大部分需要 flux 這樣架構(gòu)的軟件一般都直接上狀態(tài)管理庫了）。

但是，我們可以思考一下，在很多場景下，我們真的需要額外的狀態(tài)管理庫么？

我們來看一下下面的這個例子：

const Demo = () => {
    const [state,setState] = {
      isRunning: false,
      time: 0
    };
    const idRef = useRef(0);
    useEffect(() => {
        idRef.current = setInterval(() => setState({ ...state,time: state.time + 1 }),1000);
        return () => clearInterval(idRef.current);
    },[]);
    
    return <div>
      {state.time}
      <button notallow={() => setState({...state,isRunning: true}))}>
        Start
      </button>
      <button notallow={() => setState({ ...state,isRunning: false })}>
        Stop
      </button>
      <button notallow={() => setState({ isRunning: false, time: 0 })}>
        Reset
      </button>
    </div>
}

這是一個非常簡單的計數(shù)器例子，雖說運作良好，但是卻反映了一個問題，當我們需要同時操作一系列相關(guān)的 state 時，在不借助外部狀態(tài)管理庫的情況下，隨著程序的規(guī)模變大，函數(shù)組件內(nèi)部可能會充斥著非常多的 setState 一系列 state 的操作，這樣視圖就和實際邏輯耦合起來了，代碼變得難以維護，但其實我們不一定需要使用外部的狀態(tài)管理庫解決這個問題，很多時候 useReducer 就能幫我們搞定這個問題，我們嘗試用 useReducer 重寫一下這個邏輯。

我們先寫一個 reducer 的純函數(shù)：

如果看到這里，你已經(jīng)忘記了reducer之類的概念，我們來復(fù)習(xí)一下吧。 reducer 通常是一個純函數(shù)，它接受一個action和一個payload，當然還有上一次的state,基于這三者，reducer計算出next state，就是這么簡單。

function reducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case 'start':
      return { ...state, isRunning: true };
    case 'stop':
      return { ...state, isRunning: false };
    case 'reset':
      return { isRunning: false, time: 0 };
    case 'tick':
      return { ...state, time: state.time + 1 };
    default:
      throw new Error();
  }
}

我們再來定義一下初始狀態(tài)以及 action 類型：

const initialState = {
  isRunning: false,
  time: 0
};

// The start action object
{ type: 'start' }
// The stop action object
{ type: 'stop' }
// The reset action object
{ type: 'reset' }
// The tick action object
{ type: 'tick' }

接下來只要用 useReducer 把他們組合起來就行了：

function Stopwatch() {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
  const idRef = useRef(0);
  useEffect(() => {
    if (!state.isRunning) { 
      return; 
    }
    idRef.current = setInterval(() => dispatch({type: 'tick'}), 1000);
    return () => {
      clearInterval(idRef.current);
      idRef.current = 0;
    };
  }, [state.isRunning]);
  
  return (
    <div>
      {state.time}s
      <button notallow={() => dispatch({ type: 'start' })}>
        Start
      </button>
      <button notallow={() => dispatch({ type: 'stop' })}>
        Stop
      </button>
      <button notallow={() => dispatch({ type: 'reset' })}>
        Reset
      </button>
    </div>
  );
}

這樣我們就把 reducer 這個狀態(tài)的變更邏輯從組件中抽離出去了，代碼看起來清晰易懂，維護起來也方便多了。

Q: reducer 是個純函數(shù)，如果我需要獲取異步數(shù)據(jù)呢？

A: 可以使用 use-reducer-async (https://github.com/dai-shi/use-reducer-async) 這個庫，只要引入一個極小的包，就能擁有 effect 的能力。

import { useReducerAsync } from "use-reducer-async";

const initialState = {
  sleeping: false,};const reducer = (state, action) => {
  switch (action.type) {
    case 'START_SLEEP': return { ...state, sleeping: true };
    case 'END_SLEEP': return { ...state, sleeping: false };
    default: throw new Error('no such action type');
  }};
  
const asyncActionHandlers = {
  SLEEP: ({ dispatch }) => async (action) => {
    dispatch({ type: 'START_SLEEP' });
    await new Promise(r => setTimeout(r, action.ms));
    dispatch({ type: 'END_SLEEP' });
  },};
  
const Component = () => {
  const [state, dispatch] = useReducerAsync(reducer, initialState, asyncActionHandlers);
  return (
    <div>
      <span>{state.sleeping ? 'Sleeping' : 'Idle'}</span>
      <button type="button" notallow={() => dispatch({ type: 'SLEEP', ms: 1000 })}>Click</button>
    </div>
  );};

結(jié)語

React Hook 心智負擔真的很重，希望 react-forget  (https://zhuanlan.zhihu.com/p/443807113) 能早日 production ready。