React Hooks入门: 基础

[MrErHu]

前言

　　首先欢迎大家关注我的Github博客，也算是对我的一点鼓励，毕竟写东西没法获得变现，能坚持下去也是靠的是自己的热情和大家的鼓励，希望大家多多关注呀！React 16.8中新增了Hooks特性，并且在React官方文档中新增加了Hooks模块介绍新特性，可见React对Hooks的重视程度，如果你还不清楚Hooks是什么，强烈建议你了解一下，毕竟这可能真的是React未来的发展方向。
　　

起源

　　React一直以来有两种创建组件的方式: Function Components(函数组件)与Class Components(类组件)。函数组件只是一个普通的JavaScript函数，接受props对象并返回React Element。在我看来，函数组件更符合React的思想，数据驱动视图，不含有任何的副作用和状态。在应用程序中，一般只有非常基础的组件才会使用函数组件，并且你会发现随着业务的增长和变化，组件内部可能必须要包含状态和其他副作用，因此你不得不将之前的函数组件改写为类组件。但事情往往并没有这么简单，类组件也没有我们想象的那么美好，除了徒增工作量之外，还存在其他种种的问题。

　　首先类组件共用状态逻辑非常麻烦。比如我们借用官方文档中的一个场景，FriendStatus组件用来显示朋友列表中该用户是否在线。

class FriendStatus extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { isOnline: null };
    this.handleStatusChange = this.handleStatusChange.bind(this);
  }

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

  componentWillUnmount() {
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }
  
  handleStatusChange(status) {
    this.setState({
      isOnline: status.isOnline
    });
  }

  render() {
    if (this.state.isOnline === null) {
      return 'Loading...';
    }
    return this.state.isOnline ? 'Online' : 'Offline';
  }
}

　　上面FriendStatus组件会在创建时主动订阅用户状态，并在卸载时会退订状态防止造成内存泄露。假设又出现了一个组件也需要去订阅用户在线状态，如果想用复用该逻辑，我们一般会使用render props和高阶组件来实现状态逻辑的复用。

// 采用render props的方式复用状态逻辑
class OnlineStatus extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = { isOnline: null };
    this.handleStatusChange = this.handleStatusChange.bind(this);
  }

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

  componentWillUnmount() {
    ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
      this.props.friend.id,
      this.handleStatusChange
    );
  }

  handleStatusChange(status) {
    this.setState({
      isOnline: status.isOnline
    });
  }

  render() {
    const {isOnline } = this.state;
    return this.props.children({isOnline})
  }
}

class FriendStatus extends React.Component{
  render(){
    return (
      <OnlineStatus friend={this.props.friend}>
        {
          ({isOnline}) => {
            if (isOnline === null) {
              return 'Loading...';
            }
            return isOnline ? 'Online' : 'Offline';
          }
        }
      </OnlineStatus>
    );
  }
}

// 采用高阶组件的方式复用状态逻辑
function withSubscription(WrappedComponent) {
  return class extends React.Component {
    constructor(props) {
      super(props);
      this.state = { isOnline: null };
      this.handleStatusChange = this.handleStatusChange.bind(this);
    }

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

    componentWillUnmount() {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(
        this.props.friend.id,
        this.handleStatusChange
      );
    }

    handleStatusChange(status) {
      this.setState({
        isOnline: status.isOnline
      });
    }

    render() {
      return <WrappedComponent isOnline={this.state.isOnline}/>
    }
  }
}

const FriendStatus = withSubscription(({isOnline}) => {
  if (isOnline === null) {
    return 'Loading...';
  }
  return isOnline ? 'Online' : 'Offline';
})

　　上面两种复用状态逻辑的方式不仅需要费时费力地重构组件，而且Devtools查看组件的层次结构时，会发现组件层级结构变深，当复用的状态逻辑过多时，也会陷入组件嵌套地狱(wrapper hell)的情况。可见上述两种方式并不能完美解决状态逻辑复用的问题。

　　不仅如此，随着类组件中业务逻辑逐渐复杂，维护难度也会逐步提升，因为状态逻辑会被分割到不同的生命周期函数中，例如订阅状态逻辑位于componentDidMount,取消订阅逻辑位于componentWillUnmount中，相关逻辑的代码相互割裂，而逻辑不相关的代码反而有可能集中在一起，整体都是不利于维护的。并且相比如函数式组件，类组件学习更为复杂，你需要时刻提防this在组件中的陷阱，永远不能忘了为事件处理程序绑定this。如此种种，看来函数组件还是有特有的优势的。

Hooks

　　函数式组件一直以来都缺乏类组件诸如状态、生命周期等种种特性，而Hooks的出现就是让函数式组件拥有类组件的特性。官方定义：

Hooks are functions that let you “hook into” React state and lifecycle features from function components.

　　要让函数组件拥有类组件的特性，首先就要实现状态state的逻辑。

State: useState useReducer

　　useState就是React提供最基础、最常用的Hook，主要用来定义本地状态，我们以一个最简单的计数器为例:

import React, { useState } from 'react'

function Example() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return (
    <div>
      <span>{count}</span>
      <button onClick={()=> setCount(count + 1)}>+</button>
      <button onClick={() => setCount((count) => count - 1)}>-</button>
    </div>
  );
}

　　useState可以用来定义一个状态，与state不同的是，状态不仅仅可以是对象，而且可以是基础类型值，例如上面的Number类型的变量。useState返回的是一个数组，第一个是当前状态的实际值，第二个用于更改该状态的函数，类似于setState。更新函数与setState相同的是都可以接受值和函数两种类型的参数，与useState不同的是，更新函数会将状态替换(replace)而不是合并(merge)。

　　函数组件中如果存在多个状态，既可以通过一个useState声明对象类型的状态，也可以通过useState多次声明状态。

// 声明对象类型的状态
const [count, setCount] = useState({
    count1: 0,
    count2: 0
});

// 多次声明
const [count1, setCount1] = useState(0);
const [count2, setCount2] = useState(0);

　　相比于声明对象类型的状态，明显多次声明状态的方式更加方便，主要是因为更新函数是采用的替换的方式，因此你必须给参数中添加未变化的属性，非常的麻烦。需要注意的是，React是通过Hook调用的次序来记录各个内部状态的，因此Hook不能在条件语句(如if)或者循环语句中调用，并在需要注意的是，我们仅可以在函数组件中调用Hook,不能在组件和普通函数中(除自定义Hook)调用Hook。

　　当我们要在函数组件中处理复杂多层数据逻辑时，使用useState就开始力不从心，值得庆幸的是，React为我们提供了useReducer来处理函数组件中复杂状态逻辑。如果你使用过Redux，那么useReducer可谓是非常的亲切,让我们用useReducer重写之前的计数器例子:

import React, { useReducer } from 'react'

const reducer = function (state, action) {
  switch (action.type) {
    case "increment":
      return { count : state.count + 1};
    case "decrement":
      return { count: state.count - 1};
    default:
      return { count: state.count }
  }
}

function Example() {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, { count: 0 });
  const {count} = state;
  return (
    <div>
      <span>{count}</span>
      <button onClick={()=> dispatch({ type: "increment"})}>+</button>
      <button onClick={() => dispatch({ type: "decrement"})}>-</button>
    </div>
  );
}

　　useReducer接受两个参数: reducer函数和默认值，并返回当前状态state和dispatch函数的数组，其逻辑与Redux基本一致。useReducer和Redux的区别在于默认值，Redux的默认值是通过给reducer函数赋值默认参数的方式给定，例如:

// Redux的默认值逻辑
const reducer = function (state = { count: 0 }, action) {
  switch (action.type) {
    case "increment":
      return { count : state.count + 1};
    case "decrement":
      return { count: state.count - 1};
    default:
      return { count: state.count }
  }
}

　　useReducer之所以没有采用Redux的逻辑是因为React认为state的默认值可能是来自于函数组件的props，例如:

function Example({initialState = 0}) {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, { count: initialState });
  // 省略...
}

　　这样就能实现通过传递props来决定state的默认值，当然React虽然不推荐Redux的默认值方式，但也允许你类似Redux的方式去赋值默认值。这就要接触useReducer的第三个参数: initialization。

　　顾名思义，第三个参数initialization是用来初始化状态，当useReducer初始化状态时，会将第二个参数initialState传递initialization函数，initialState函数返回的值就是state的初始状态，这也就允许在reducer外抽象出一个函数专门负责计算state的初始状态。例如:

const initialization = (initialState) => ({ count: initialState })

function Example({initialState = 0}) {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState, initialization);
  // 省略...
}

　　所以借助于initialization函数，我们就可以模拟Redux的初始值方式:

import React, { useReducer } from 'react'

const reducer = function (state = {count: 0}, action) {
  // 省略...
}

function Example({initialState = 0}) {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, undefined, reducer());
  // 省略...
}

Side Effects: useEffect useLayoutEffect

　　解决了函数组件中内部状态的定义，接下来亟待解决的函数组件中生命周期函数的问题。在函数式思想的React中，生命周期函数是沟通函数式和命令式的桥梁，你可以在生命周期中执行相关的副作用(Side Effects),例如: 请求数据、操作DOM等。React提供了useEffect来处理副作用。例如:

import React, { useState, useEffect } from 'react';

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

  useEffect(() => {
    document.title = `You clicked ${count} times`
    return () => {
      console.log('clean up!')
    }
  });

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

　　在上面的例子中我们给useEffect传入了一个函数，并在函数内根据count值更新网页标题。我们会发现每次组件更新时，useEffect中的回调函数都会被调用。因此我们可以认为useEffect是componentDidMount和componentDidUpdate结合体。当组件安装(Mounted)和更新(Updated)时，回调函数都会被调用。观察上面的例中，回调函数返回了一个函数，这个函数就是专门用来清除副作用，我们知道类似监听事件的副作用在组件卸载时应该及时被清除，否则会造成内存泄露。清除函数会在每次组件重新渲染前调用，因此执行顺序是:

render -> effect callback -> re-render -> clean callback -> effect callback

　　因此我们可以使用useEffect模拟componentDidMount、componentDidUpdate、componentWillUnmount行为。之前我们提到过，正是因为生命周期函数，我们迫不得已将相关的代码拆分到不同的生命周期函数，反而将不相关的代码放置在同一个生命周期函数，之所以会出现这个情况，主要问题在于我们并不是依据于业务逻辑书写代码，而是通过执行时间编码。为了解决这个问题，我们可以通过创建多个Hook,将相关逻辑代码放置在同一个Hook来解决上述问题:

import React, { useState, useEffect } from 'react';

function Example() {
  useEffect(() => {
    ChatAPI.subscribeToFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    return function cleanup() {
      ChatAPI.unsubscribeFromFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    };
  });
  
  useEffect(() => {
    otherAPI.subscribeToFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    return function cleanup() {
      otherAPI.unsubscribeFromFriendStatus(props.friend.id, handleStatusChange);
    };
  });
  // 省略...
}

　　我们通过多个Hook来集中逻辑关注点，避免不相关的代码糅杂而出现的逻辑混乱。但是随之而来就遇到一个问题，假设我们的某个行为确定是要在区分componentDidUpdate或者componentDidMount时才执行，useEffect是否能区分。好在useEffect为我们提供了第二个参数，如果第二个参数传入一个数组，仅当重新渲染时数组中的值发生改变时，useEffect中的回调函数才会执行。因此如果我们向其传入一个空数组，则可以模拟生命周期componentDidMount。但是如果你想仅模拟componentDidUpdate，目前暂时未发现什么好的方法。

　　useEffect与类组件生命周期不同的是，componentDidUpdate和componentDidMount都是在DOM更新后同步执行的,但useEffect并不会在DOM更新后同步执行，也不会阻塞更新界面。如果需要模拟生命周期同步效果，则需要使用useLayoutEffect，其使用方法和useEffect相同，区域只在于执行时间上。

Context：useContext

　　借助Hook:useContext,我们也可以在函数组件中使用context。相比于在类组件中需要通过render props的方式使用，useContext的使用则相当方便。

import { createContext } from 'react'

const ThemeContext = createContext({ color: 'color', background: 'black'});

function Example() {
    const theme = useContext(Conext);
    return (
        <p style={{color: theme.color}}>Hello World!</p>
    );
}

class App extends Component {
  state = {
    color: "red",
    background: "black"
  };

  render() {
    return (
        <Context.Provider value={{ color: this.state.color, background: this.state.background}}>
          <Example/>
          <button onClick={() => this.setState({color: 'blue'})}>color</button>
          <button onClick={() => this.setState({background: 'blue'})}>backgroud</button>
        </Context.Provider>
    );
  }
}

　　useContext接受函数React.createContext返回的context对象作为参数，返回当前context中值。每当Provider中的值发生改变时，函数组件就会重新渲染，需要注意的是，即使的context的未使用的值发生改变时，函数组件也会重新渲染，正如上面的例子，Example组件中即使没有使用过background，但background发生改变时，Example也会重新渲染。因此必要时，如果Example组件还含有子组件，你可能需要添加shouldComponentUpdate防止不必要的渲染浪费性能。

Ref: useRef useImperativeHandle

　　useRef常用在访问子元素的实例:

function Example() {
    const inputEl = useRef();
    const onButtonClick = () => {
        inputEl.current.focus();
    };
    return (
        <>
            <input ref={inputEl} type="text" />
            <button onClick={onButtonClick}>Focus the input</button>
        </>
    );
}

　　上面我们说了useRef常用在ref属性上，实际上useRef的作用不止于此

const refContainer = useRef(initialValue)

　　useRef可以接受一个默认值，并返回一个含有current属性的可变对象，该可变对象会将持续整个组件的生命周期。因此可以将其当做类组件的属性一样使用。

　　useImperativeHandle用于自定义暴露给父组件的ref属性。需要配合forwardRef一起使用。

function Example(props, ref) {
    const inputRef = useRef();
    useImperativeHandle(ref, () => ({
        focus: () => {
            inputRef.current.focus();
        }
    }));
    return <input ref={inputRef} />;
}

export default forwardRef(Example);

class App extends Component {
  constructor(props){
      super(props);
      this.inputRef = createRef()
  }
  
  render() {
    return (
        <>
            <Example ref={this.inputRef}/>
            <button onClick={() => {this.inputRef.current.focus()}}>Click</button>
        </>
    );
  }
}

New Feature: useCallback useMemo

　　熟悉React的同学见过类似的场景:
　　

class Example extends React.PureComponent{
    render(){
        // ......
    }
}

class App extends Component{
    render(){
        return <Example onChange={() => this.setState()}/>
    }
}

　　其实在这种场景下，虽然Example继承了PureComponent，但实际上并不能够优化性能，原因在于每次App组件传入的onChange属性都是一个新的函数实例，因此每次Example都会重新渲染。一般我们为了解决这个情况，一般会采用下面的方法:

class App extends Component{
    constructor(props){
        super(props);
        this.onChange = this.onChange.bind(this);
    }

    render(){
        return <Example onChange={this.onChange}/>
    }
    
    onChange(){
        // ...
    }
}

　　通过上面的方法一并解决了两个问题，首先保证了每次渲染时传给Example组件的onChange属性都是同一个函数实例，并且解决了回调函数this的绑定。那么如何解决函数组件中存在的该问题呢？React提供useCallback函数，对事件句柄进行缓存。

const memoizedCallback = useCallback(
  () => {
    doSomething(a, b);
  },
  [a, b],
);

　　useCallback接受函数和一个数组输入，并返回的一个缓存版本的回调函数，仅当重新渲染时数组中的值发生改变时，才会返回新的函数实例，这也就解决我们上面提到的优化子组件性能的问题，并且也不会有上面繁琐的步骤。

与useCallback类似的是，useMemo返回的是一个缓存的值。

const memoizedValue = useMemo(
  () => complexComputed(),
  [a, b],
);

　　也就是仅当重新渲染时数组中的值发生改变时，回调函数才会重新计算缓存数据，这可以使得我们避免在每次重新渲染时都进行复杂的数据计算。因此我们可以认为:

useCallback(fn, input) 等同于 useMemo(() => fn, input)

　　如果没有给useMemo传入第二个参数，则useMemo仅会在收到新的函数实例时，才重新计算，需要注意的是，React官方文档提示我们，useMemo仅可以作为一种优化性能的手段，不能当做语义上的保证，这就是说，也会React在某些情况下，即使数组中的数据未发生改变，也会重新执行。

自定义Hook

　　我们前面讲过，Hook只能在函数组件的顶部调用，不能再循环、条件、普通函数中使用。我们前面讲过，类组件想要共享状态逻辑非常麻烦，必须要借助于render props和HOC，非常的繁琐。相比于次，React允许我们创建自定义Hook来封装共享状态逻辑。所谓的自定义Hook是指以函数名以use开头并调用其他Hook的函数。我们用自定义Hook来重写刚开始的订阅用户状态的例子:

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

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

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

    return isOnline;
}

function FriendStatus() {
    const isOnline = useFriendStatus();
    if (isOnline === null) {
        return 'Loading...';
    }
    return isOnline ? 'Online' : 'Offline';
}

　　我们用自定义Hook重写了之前的订阅用户在线状态的例子，相比于render prop和HOC复杂的逻辑，自定义Hook更加的简洁，不仅于此，自定义Hook也不会引起之前我们说提到过的组件嵌套地狱(wrapper hell)的情况。优雅的解决了之前类组件复用状态逻辑困难的情况。

总结

　　借助于Hooks，函数组件已经能基本实现绝大部分的类组件的功能，不仅于此，Hooks在共享状态逻辑、提高组件可维护性上有具有一定的优势。可以预见的是，Hooks很有可能是React可预见未来大的方向。React官方对Hook采用的是逐步采用策略(Gradual Adoption Strategy)，并表示目前没有计划会将class从React中剔除，可见Hooks会很长时间内和我们的现有代码并行工作，React并不建议我们全部用Hooks重写之前的类组件，而是建议我们在新的组件或者非关键性组件中使用Hooks。
　　
　如有表述不周之处，虚心接受批评指教。愿大家一同进步！