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写在前面
本系列会实现一个简单的react，包含最基础的首次渲染，更新，hook，lane模型等等，本文是本系列的第一篇。这对于我也是一个很大的挑战，不过这也是一个学习和进步的过程，希望能坚持下去，一起加油！期待多多点赞！😘😘
本文致力于实现一个最简单的首次渲染流程，代码均已上传至github，期待star！✨: github.com/kongyich/ti…
本文是系列文章，阅读的联系性非常重要！！
手写mini-react！超万字实现mount首次渲染流程🎉🎉
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食用前指南！本文涉及到react的源码知识，需要对react有基础的知识功底，建议没有接触过react的同学先去官网学习一下基础知识，再看本系列最佳！
上文中我们已经是实现了一个最基本的单节点dom结构的jsx的初始化渲染逻辑。接下来应该就实现节点更新的流程，但是在此之前我们需要先实现触发更新的“行为”。
我们的”mini-react”采用的是函数式组件的写法，不同于传统的类组件的写法，函数组件更加轻量，减少了很多样板代码。而且高阶组件可以很灵活的满足各种个性化配置需求。
在hooks这一特性出来之前，函数式组件基本只能承载一些ui渲染的任务，所有的组件生命周期及状态变更只能在类组件中处理，函数组件只能被动的接收状态，而在hooks这一特性诞生之后，函数组件也拥有了与类组件同样的能力。依托官方提供的各类hooks，我们在函数组件中也可以处理各种状态。这也使得函数组件在react开发中也逐渐占据主流。
接下来我们搭建一个hooks架构，然后实现useState以便于后续对jsx进行更新。
一. useState基本用法
useState用于在函数组件中定义变量，具备类组件的 state，让函数组件拥有更新视图的能力。
import { useState } from 'react'
const [state, setState] = useState(initial)
参数：
-
initial参数有两种类型- 函数类型：将
initial函数的执行结果作为state的初始值 - 非函数类型：直接讲
initial作为state的初始值
- 函数类型：将
返回值：
-
state
数据源，用于渲染UI 层的数据源
-
setState
改变数据源的函数，用于数据源状态的更新，类似于类组件的 this.setState方法。
import { useState } from 'react';
function MyComponent() {
const [age, setAge] = useState(28);
const [name, setName] = useState('gua');
const [todos, setTodos] = useState(() => createTodos());
}
基本用法
import { useState } from 'react';
export default function Counter() {
const [count, setCount] = useState(0);
function handleClick() {
setCount(count + 1);
}
return (
<button onClick={handleClick}>
add
</button>
);
}
这个例子会在点击add按钮后为count 增加1。
此外setState 函数也可以接收一个函数。state的值会作为参数传入setState 函数，返回结果将会作为新的值赋值给state。
function handleClick() {
setCount(count => count + 1);
}
二. 数据共享层
hook架构在实现时，脱离了react部分的逻辑，在内部实现了一个数据共享层，类似于提供一个接口。任何满足了规范的函数都可以通过数据共享层接入处理hook的逻辑。这样就可以与宿主环境解耦，灵活性更高。
// 内部数据共享层
export const __SECRET_INTERNALS_DO_NOT_USE_OR_YOU_WILL_BE_FIRED = {
currentDispatcher
};
const currentDispatcher = {
current: null
};
currentDispatcher为我们本次实现的hook。
所以对应到我们的render流程以及hooks的应用，他们之间的调用关系是这样的：
hooks怎么知道当前是mount还是update？
我们在使用hooks时，react在内部通过**currentDispatcher.current** 赋予不同的函数来处理不同阶段的调用，判断hooks 是否在函数组件内部调用。
三. hooks
hooks可以看做是函数组件和与其对应的fiber节点进行沟通和的操作的纽带。在react中处于不同阶段的fiber节点会被赋予不同的处理函数执行hooks：
-
初始化阶段 —–>
HookDispatcherOnMount -
更新阶段 —–>
HookDispatcherOnUpdate
const HookDispatcherOnMount = {
useState: mountState,
useEffect: mountEffect
};
const HookDispatcherOnUpdate = {
useState: updateState,
useEffect: updateEffect
};
但是实现之前，还有几个问题需要解决：
如何确定fiber对应的hooks上下文？
还记得我们在处理函数组件类型的fiber节点时，调用renderWithHooks函数进行处理，在我们在执行hooks相关的逻辑时，将当前fiber节点信息保存在一个全局变量中：
// 当前正在render的fiber
let currentlyRenderingFiber = null;
export function renderWithHooks(wip: FiberNode) {
// 赋值操作
currentlyRenderingFiber = wip;
// 重置
wip.memoizedState = null;
const current = wip.alternate;
if (current !== null) {
// update
// hooks更新阶段
} else {
// mount
// hooks初始化阶段
}
const Component = wip.type;
const props = wip.pendingProps;
const children = Component(props);
// 重置操作
// 处理完当前fiber节点后清空currentlyRenderingFiber
currentlyRenderingFiber = null;
return children;
}
将当前正在处理的fiber节点保存在全局变量currentlyRenderingFiber 中，我们在处理hooks 的初始化及更新逻辑中就可以获取到当前的fiber节点信息。
hooks是如何存在的？保存在什么地方？
注意hooks只存在于函数组件中，但是一个函数组件的fiber节点时如何保存hooks信息呢？
答案是：memoizedState。
fiber节点中保存着非常多的属性（参考上一篇文章），有作为构造fiber链表，用于保存位置信息的属性，有作为保存更新队列的属性等等。
而对于函数组件类型的fiber节点，memoizedState属性保存hooks信息。hook在初始化时，会创建一个对象，保存此hook所产生的计算值，更新队列，hooks链表。
const hook = {
// hooks计算产生的值 （初始化/更新）
memoizedState: "";
// 对此hook的更新行为
updateQueue: "";
// hooks链表指针
next: null;
}
多个hook如何处理？
例如有以下代码：
import { useState } from 'react';
export default function Counter() {
const [count, setCount] = useState(0);
const [age, setAge] = useState(10);
function handleClick() {
setCount(count + 1);
}
function handleAgeClick() {
setCount(age + 18);
}
return (
<button onClick={handleClick}>
add
</button>
<button onClick={handleAgeClick}>
age
</button>
);
}
在某个函数组件中存在多个hooks，此时每个hook的信息该如何保存呢？这就是上文中hook对象中next 属性的作用，它是一个链表指针。在hook对象中，next 属性指向下一个hook。
换句话说，如果在一个函数组件中存在多个hook，那么在该fiber节点的memoizedState属性中保存该节点的hooks链表。
函数组件对应 fiber 用 memoizedState 保存 hooks 信息，每一个 hooks 执行都会产生一个 hooks 对象，hooks 对象中，保存着当前 hooks的信息，不同 hooks保存的形式不同。每一个 hooks 通过 next 链表建立起关系。
对应我们上文的Counter 这个函数组件的fiber节点与hooks之间的关系：
四. useState
在上一篇介绍react初始化流程中，首先在render阶段调用beginWork开始构建fiber节点，而对于不同的节点，react会进行不同的处理：
export const beginWork = (wip) => {
// 返回子fiberNode
switch (wip.tag) {
// 根节点
case HostRoot:
return updateHostRoot(wip);
// 原生dom节点
case HostComponent:
return updateHostComponent(wip);
// 文本节点
case HostText:
return null;
// 函数组件
case FunctionComponent:
return updateFunctionComponent(wip);
default:
if (__DEV__) {
console.warn('beginWork未实现的类型');
}
break;
}
return null;
};
针对函数节点，我们调用updateFunctionComponent函数进行处理，在初始化时，主要任务是执行函数组件，然后生成此函数组件的fiber节点，在上文中我们使用了两个函数来执行这两个任务：
function updateFunctionComponent(wip) {
// 执行函数组件，生成fiber节点
const nextChildren = renderWithHooks(wip);
// 根据fiber生成真实DOM节点
reconcilerChildren(wip, nextChildren);
return wip.child;
}
而针对于 renderWithHooks 函数来说，在我们加入hooks相关的逻辑后，显然它需要被承载更重要的能力，就是根据不同的处理阶段来为**currentDispatcher.current**赋值不同的hooks函数，之所以会在这个函数中处理，是因为可以直接避免在其他无关的环境里调用hooks函数。
currentDispatcher.current 在其他类型的fiber节点被处理时值都为null，这样就保证了hooks函数只在函数组件中被调用。
// 定义useState函数
export const useState = (initialState) => {
const dispatcher = resolveDispatcher();
return dispatcher.useState(initialState);
};
当currentDispatcher.current为null时，说明当前并非函数组件。
const currentDispatcher = {
current: null
};
// 错误处理，当currentDispatcher.current为null时，说明当前并非函数组件
export const resolveDispatcher = () => {
const dispatcher = currentDispatcher.current;
if (dispatcher === null) {
throw new Error('hook只能在函数组件中执行');
}
return dispatcher;
};
在renderWithHooks中依旧根据alternate的存在判断当前为初始化/更新？
// 当前正在render的fiber
let currentlyRenderingFiber = null;
// 当前处理中的hooks
let workInProgressHook = null;
// 当前current树中的hooks
let currentHook = null;
export function renderWithHooks(wip) {
// 赋值操作
currentlyRenderingFiber = wip;
// 重置memoizedState
wip.memoizedState = null;
const current = wip.alternate;
if (current !== null) {
// update
currentDispatcher.current = HookDispatcherOnUpdate;
} else {
// mount
currentDispatcher.current = HookDispatcherOnMount;
}
// ....
// 重置操作
currentlyRenderingFiber = null;
workInProgressHook = null;
currentHook = null;
}
在renderWithHooks函数中定义了三个全局变量：currentlyRenderingFiber代表当前正在处理的fiber节点。workInProgressHook 代表当前处理中的hooks，也就是workInProgress树中的。currentHook 代表当前的current树中的hooks。（上一篇文章双缓存树知识）
currentDispatcher.current 在初始化阶段和更新阶段分别被赋值给了HookDispatcherOnMount 和HookDispatcherOnUpdate，分别执行不同的逻辑。
const HookDispatcherOnMount = {
useState: mountState
};
const HookDispatcherOnUpdate = {
useState: updateState
};
HookDispatcherOnMount 和HookDispatcherOnUpdate 是一个对象，useState 属性中保存真正的执行函数，这也就对应了在usestate函数中的调用方式；
dispatcher.useState(initialState);
五. Mount阶段
根据useState的使用规则，useState返回一个数组。其中第一项为数据源，第二项为触发更新的函数，这也就意味着用户在调用第二个更新函数时，也需要触发react整体的更新流程。
而参数有两种形态，普通值或函数。后者需要将执行结果作为初始值。
到这里在mount阶段的任务已经很明确了：
- 生成
hooks链表，将当前hooks加入到链表中 - 处理初始化数据，其中如果参数为函数，将执行结果作为初始值
- 构建该
hooks的更新队列
mountWorkInprogressHook函数用于构造在mount阶段的hooks链表，分为两种情况，如果workInProgressHook 为null，说明当前还没有处理hooks，当前为处理的第一个hooks，则将workInProgressHook 赋值为当前的hooks对象，最后保存hooks链表到memoizedState 属性中。
如果workInProgressHook有值，说明当前处理的是后续的hooks，那么将当前 workInProgressHook 的next指针指向当前hooks，然后更新workInProgressHook。
function mountWorkInprogressHook() {
const hook = {
memoizedState: null,
updateQueue: null,
next: null
};
if (workInProgressHook == null) {
// mount 时 第一个hook
if (currentlyRenderingFiber == null) {
throw new Error('请在函数组件内调用hook');
} else {
workInProgressHook = hook;
currentlyRenderingFiber.memoizedState = workInProgressHook;
}
} else {
// mount后续的hook
workInProgressHook.next = hook;
workInProgressHook = hook;
}
return workInProgressHook;
}
createUpdateQueue 创建更新队列（详情上一篇）
const hook = mountWorkInprogressHook();
// 处理初始化数据
let memoizedState;
// 如果初始值为函数，执行，将返回值作为初始值
if (initialState instanceof Function) {
memoizedState = initialState();
} else {
memoizedState = initialState;
}
// 构建更新函数
const queue = createUpdateQueue();
hook.updateQueue = queue;
hook.memoizedState = memoizedState;
如上整个hooks的初始化和初始值就已经处理完毕了，接下来还需要创建一个更新函数，由用户来触发，更新hooks保存的值，并触发更新流程。
const dispatch = dispatchSetState().bind(null, currentlyRenderingFiber, queue);
// 保存更新函数
queue.dispatch = dispatch;
dispatchSetState 这个函数与react更新流程的触发方式相似，创建一个更新函数，加入更新队列，然后调用scheduleUpdateOnFiber函数开启更新流程：
（更新相关的逻辑可查看上一篇文章）
dispatchSetState函数在初始化及更新阶段都不会使用，是提供给用户调用的。
function dispatchSetState(
fiber,
updateQueue,
action
) {
// 创建更新任务
const update = createUpdate(action);
// 入队
enqueueUpdate(updateQueue, update);
scheduleUpdateOnFiber(fiber);
}
这里有一个地方需要注意一下，dispatchSetState 函数是使用bind进行绑定的，这样做的好处是可以提前传递currentlyRenderingFiber 和queue参数。
我们在使用useState的时候是这样子的：
setCount(count => count + 1);
而使用bind绑定的方式可以提前传递一些参数，而用户定义的副作用函数被当作第三个参数action来处理。
至此，整个mountState函数如下：
function mountState<State>(initialState) {
// 找到当前useState对应的hook数据
// 构建hooks链表
const hook = mountWorkInprogressHook();
// 处理初始化数据
let memoizedState;
if (initialState instanceof Function) {
memoizedState = initialState();
} else {
memoizedState = initialState;
}
// 构建更新函数
const queue = createUpdateQueue();
hook.updateQueue = queue;
hook.memoizedState = memoizedState;
const dispatch = dispatchSetState().bind(null, currentlyRenderingFiber, queue);
queue.dispatch = dispatch;
return [memoizedState, dispatch];
}
六. Update阶段
update阶段也需要处理hooks链表，只不过稍微有点区别，在mount阶段中需要构造一个新的hooks对象。而update阶段我们需要从current树中复用已有的hooks对象。形成新的 hooks 链表关系。
-
当前
fiber存在alternate-
currentHook的值为null- 获取
current树中原始的hooks链表，获取memoizedState 属性，第一个hooks
- 获取
-
currentHook有值-
currentHook.next 取后续的hooks
-
-
-
当前
fiber不存在alternate- 与初始化的逻辑类似
function updateWorkInprogressHook(): Hook {
let nextCurrentHook: Hook | null;
if (currentHook == null) {
// 第一个hook链表
const current = currentlyRenderingFiber?.alternate;
if (current !== null) {
nextCurrentHook = current?.memoizedState;
} else {
nextCurrentHook = null;
}
} else {
// 后续的hook
nextCurrentHook = currentHook.next;
}
if (nextCurrentHook === null) {
throw new Error(
`组件${currentlyRenderingFiber?.type}本次执行时多了一个hook`
);
}
currentHook = nextCurrentHook as Hook;
// 复用原始的hooks
const newHook: Hook = {
memoizedState: currentHook.memoizedState,
updateQueue: currentHook.updateQueue,
next: null
};
if (workInProgressHook == null) {
// mount 时 第一个hook
if (currentlyRenderingFiber == null) {
throw new Error('请在函数组件内调用hook');
} else {
workInProgressHook = newHook;
currentlyRenderingFiber.memoizedState = workInProgressHook;
}
} else {
// mount后续的hook
workInProgressHook.next = newHook;
workInProgressHook = newHook;
}
return workInProgressHook;
}
其实从更新阶段的hooks取值的逻辑也就不难看出，为什么在react中的hooks函数不可以在条件语句中使用的原因了，如果我们有以下使用场景：
export default function App(){
let number, setNumber;
let isShow = true
if(isShow) {
const [number, setNumber] = useState(0)
}
const [count, setCount] = useState(10)
const [age, setAge] = useState(18)
}
isShow 使其中一个useState变为有条件使用，所以如果某一次更新isShow变为false，那么更新时hooks链表在复用时：
直接导致整条hooks链表错乱。
hooks中的memoizedState也需要更新，执行processUpdateQueue 函数对保存在更新队列的函数。
// 计算更新新state的逻辑
const queue = hook.updateQueue;
const pending = queue.shared.pending;
if (pending !== null) {
// 执行更新函数
const { memoizedState } = processUpdateQueue(hook.memoizedState, pending);
// 执行后的新值，更新memoizedState属性
hook.memoizedState = memoizedState;
}
export const processUpdateQueue = (
baseState,
pendingUpdate
) => {
const result = {
memoizedState: baseState
};
if (pendingUpdate !== null) {
const action = pendingUpdate.action;
if (action instanceof Function) {
// baseState 1 update (x) => 4x -> memoizeState 4
result.memoizedState = action(baseState);
} else {
// baseState 1 update 2 -> memoizeState 2
result.memoizedState = action;
}
}
return result;
};
至此，整个更新阶段的hooks函数就完成了：
function updateState() {
// 构建新的hooks链表
const hook = updateWorkInprogressHook();
// 计算更新新state的逻辑
const queue = hook.updateQueue;
const pending = queue.shared.pending;
if (pending !== null) {
const { memoizedState } = processUpdateQueue(hook.memoizedState, pending);
hook.memoizedState = memoizedState;
}
return [hook.memoizedState, queue.dispatch];
}
写在最后 ⛳
未来可能会更新实现mini-react和antd源码解析系列，希望能一直坚持下去，期待多多点赞🤗🤗，一起进步！🥳🥳
原文链接：https://juejin.cn/post/7321943946309369896 作者：小黄瓜没有刺
