前言

状态（State）是 React 中最为重要的概念之一，可以说是 React 的核心 🏆。React 之所以被称为 React，是因为”React reacts to state changes by re-rendering the UI”。在 React 中，所有的事情都围绕着状态展开，因此每个 React 开发者都必须熟练掌握状态的概念和使用。本文通过回答 5 个问题来详细介绍关于状态的内容，以对 React 中的状态有更深入的理解：

What is State？
What type of state we need？
When to use state？
Where to place state？
How to manage state?

1、What is State？

React 开发者关于 State 的必知必会 📣

当一个组件需要保存自己的数据，并且希望在整个生命周期中一直保留这些数据时，React 提供了一种解决方案，那就是使用状态（State）。状态是组件中用于存储和管理数据的机制。它可以包含简单的内容，例如输入框的文本，也可以是复杂的数据结构，比如一个完整的表单。React 是一种声明式的编程模型，我们不直接操作 DOM，而是通过操作状态来更新视图，当我们更新组件的状态时，React 会重新渲染该组件，从而触发视图的更新。状态在 React 中起到了保持用户界面与数据同步的重要作用，用户界面的变化和发展正是由状态随着时间的推移而变化得到的。总结而言，状态让我们能够完成两件重要的事情：

状态允许我们在组件中保存和管理数据，使组件在不同的时间点保持一致的数据状态；
通过更新状态，我们可以触发组件的重新渲染，从而实现视图的更新；

2、What type of state we need？

👉 根据状态可访问性可以分为两种，1️⃣ 局部状态 Local State 和 2️⃣ 全局状态 Global State：

局部状态，由某个组件创建且只有该组件可以访问，但是可以通过 props 向子组件传递；
全局状态，整个应用程序中所有组件都能访问，会被各种处于不同层级的组件所使用；

不要过早考虑全局状态，始终从本地状态开始，只有当真正需要时才使用它！

👉 从状态域来说状态可以分为两种类型，1️⃣ UI 状态 UI State 和 2️⃣ 远程状态 Remote State：

远程状态，它是存在于服务器上的状态，我们从远程服务器中请求得到，这是异步的，数据也可能经常需要重新获取和更新；
UI 状态，除远程状态之外的都是 UI 状态，用于展现视图的内容，其通常是同步的并且存储在应用中，不与服务器进行交互；

3、When to use state？

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在组件中，并不是每个数据都需要作为状态。事实上，我们应该谨慎判断何时使用状态，以避免不必要的重新渲染和潜在的性能问题：

如果数据在某个时刻不会发生改变，那么我们可以将其作为“常规变量”存储，例如使用 const 来声明数据；
如果我们的数据可以通过已有的状态或属性进行计算或加工，那么我们可以将其视为“派生状态”，避免重复存储相似的数据；
如果我们的数据发生改变时，并不需要触发组件的重新渲染来更新视图，那么我们可以使用“Ref(useRef)”；
当上述条件均不满足时，我们就需要使用状态了 🏆

派生状态

const [cart, setCart] = useState([
  { name: 'bag', price: 10 },
  { name: 'shirt', price: 20 },
]);

// 派生状态
const numItems = cart.length;
const totalPrice = cart.reduce((acc, cur) => acc + cur.price, 0);

所谓的派生状态（Derive State）指的是通过对已有的状态（State）或属性（Props）进行计算而得到的值。当一些值可以直接从状态或属性中计算而来时，就没有必要创建额外状态，只需使用常规变量来存储即可。派生状态和原始状态会保持同步，当状态发生改变时，组件会重新渲染，并重新调用相关函数，派生状态将会重新计算得到。通过这种方式，可以减少状态的数量，从而减少了一些不必要的重新渲染。这种方式能够使代码更加简洁、可读性更强，并提高了应用程序的可维护性。

useRef

const myRef = useRef(0);

// 设置 ref
myRef.current = 1;
// 读取 ref
console.log(my.current);

在 React 中，我们可以使用 useRef 钩子来创建一个称为 Ref 的对象。那么，什么是 Ref 呢？Ref 提供了一个名为 .current 的可变属性，用于存储和读取数据。从本质上讲，它像是一个盒子，我们可以将任何需要在渲染期间保留的数据放入其中。与普通变量不同，Ref 在渲染时不会被重置，而是保留其之前的值。然而，需要注意的是，当 Ref 的值发生变化时，并不会导致组件重新渲染。因此，Ref 通常只在事件处理程序或副作用（effect）中使用。如果需要写在 JSX 中作为视图所对应的数据，那你应该使用状态，而不是 Ref（当然，除非你需要获得 DOM 元素）。以下列举两个 Ref 非常常见的使用场景：

创建渲染之间保持不变的变量，例如 previous state、setTimeout id 等；
选择和存储 DOM 元素（最常使用！）

// Ref 选择和存储 DOM 元素示例
function RefDemo() {
  const inputEl = useRef<null | HTMLInputElement>(null);
  return <input ref={inputRef} />;
}

4、Where to place state？

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当确定需要使用状态来存储数据时，我们需要思考下一个问题：“状态应该存储在哪里？”：

当状态数据仅在当前组件内使用时，可以将状态存储在当前组件中，这样的状态仅在当前组件的生命周期内可见和可用；
当状态数据不仅在当前组件使用，还需要传递给子组件时，可以通过 Props 传递给子组件，这样子组件可以访问和使用父组件的状态数据；
当组件及其少数几个相邻组件需要共享状态数据时，可以将状态提升至它们的最近共同父组件中，并通过 Props 向下传递给子组件；
当上述条件不适用时（例如，数据需要被位于不同层级的组件使用），我们可以考虑使用全局状态或浏览器存储。

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具体来讲，我们主要有 6 种选择来存储状态：

Local state
Lifting up state
Global state (preferably UI state)
Global state (remote or UI state)
Global state (passing between pages)
Storing data in user’s browser

状态提升

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假设组件 A 包含了组件 B 和组件 C 两个子组件，并且存在一项状态数据，这个状态数据需要被组件 B 和组件 C 同时使用。在 React 中，数据流是单向的，只能从父组件向子组件进行传递，而不能在同级组件之间进行传递。这时候，我们需要使用”状态提升🚀”的技术，将这个状态放置在离组件 B 和组件 C 最近的共同父组件上，并通过 Props 向下传递，直至需要使用这个状态的组件。通常情况下，我们不建议在状态提升的过程中超过 3 个层级。

此外，我们知道 Props 是只读的，子组件无法直接修改父组件传递过来的 Props。那么，如果子组件需要更改这个 Props 应该怎么处理呢？解决方法是将更新状态的方法同步传递给子组件，子组件可以通过调用这个方法来请求更新状态。这种数据流方式也被称为逆向数据流（Child-to-parent communication / inverse data flow）。

5、How to manage state?

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在“2、What type of state we need？”中我们介绍了状态可以分为局部/全局状态和远程/UI状态，根据状态分类，如上图所示，不同的状态有着不同的状态管理方案，以下简单介绍最常使用的几种类型，第三方库内容不再展开，查看官方文档即可。

useState

import { useState } from 'react';

// Creating state
const [state, setState] = useState(0);
const [state, setState] = useState(() => {
  return localStorage.getItem('state');
});

// Updating state
setState(1);
setState((c) => c + 1);

使用 State 最常用也是最简单的方法是通过 useState hook，其主要包含两部分内容：

创建 State：如上示例，我们可以直接设置值创建 State，也可以基于回调函数创建 State，回调函数必须是纯函数且不允许有入参，这个回调函数只会在初始化渲染的时候被调用，后续的重新渲染不会被调用，当初始值依赖于某些计算时我们就可以使用回调函数的方法；
更新 State：如上示例，我们可以直接在 useState 返回的 setter 函数中传递一个值作为下一个 State 值，而当我们需要根据当前 State 值来更新State 值时，我们需要给 setter 函数传递一个回调函数，回调函数的第一个入参就是当前 State 值，返回值为下一个 State 值；

注意，当 State 为数组或对象时，不要直接更新这个数组或对象，而是创建一个新的数组或对象来代替当前值，不然不会发生变更！！！

function Demo() {
  const [state, setState] = useState([0]);
  const [state2, setState2] = useState({ a: 1 });
  
  const handleClick = () => {
    // 以下都是无效变更！
    setState((c) => {
      c.push(2);
      return c;
    });
    setState2((c) => {
      c.a = 2;
      return c;
    });
  };
  
  return (
    <div>
      <div> {JSON.stringify(state)}-{JSON.stringify(state2)} </div>
      <button onClick={handleClick}>click</button>
    </div>
  );
}

useReducer

一般情况下使用 useState 足够管理状态，但随着组件和状态更新变得越来越复杂，使用 useState 来管理所有状态是不够的，这个时候使用 useReducer 不失为一种选择，例如以下场景：

当组件具有大量的状态变量和状态更新，并且这些状态变量和状态更新分散在组件的许多事件处理程序中时；
当需要同时进行多个状态更新，且是作为对同一事件的反应时；
当更新一个状态依赖于一个或多个其他状态时；

// 最重要！！！reducer 函数包含了更新状态的所有逻辑，且不含任何副作用。它实现了状态逻辑与组件的解耦。reducer 函数的参数 action 描述了如何更新状态，通常包含一个动作类型和一个有效载荷（一般为输入数据）
function reducer(state, action) {
  switch(action.type) {
    case 'dec':
      return state - 1;
    case 'inc':
      return state + 1;
    case 'updateDay':
      return action.payload;
    default: 
      throw new Error('Unknown');
  }
}
const initalState = 0;
// state 存储了一组相关联的状态，initState 是初始值
const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initalState);

// dispatch 用于触发状态更新，将一个操作从事件处理程序分派给 reducer 来更新状态。
dispatch({ type: 'dec' });
dispatch({ type: 'inc' });
dispatch({ type: 'updateDay', payload: 10 });

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当需要更新组件的状态时，我们可以通过调用从 useReducer 钩子函数中获取的 dispatch 函数来实现。dispatch 函数会发送一个 action 给 reducer，这个 action 包含了指示 reducer 如何更新状态的信息。在 reducer 函数中，它会将当前状态和接收到的 action 结合起来，生成一个全新的状态。当状态更新时，组件实例会触发重新渲染，从而更新视图。整个过程可以类比于数组的 reduce 方法，采用了一种累积的思想。在每次调用 reducer 函数时，它会根据当前的状态和 action 来生成新的状态，而不是直接修改原有的状态。通过使用 useReducer，我们可以更好地管理和更新组件的状态。它提供了一种可预测和一致的状态更新方式，将状态逻辑与组件的其余部分解耦，使代码更易于维护和理解。

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useReducer 简单来说是一组 useState，那么应该如何选择使用 useState 还是 useReducer 呢？

如果我们只需要一个状态，那毋庸置疑只需要使用 useState；
如果有一组状态经常需要一起更新，那可以考虑使用 useReducer 一起管理这一组状态；
如果超过三四个状态是相关联的，并且存在 Objects，也可以考虑使用 useReducer；
如果我们觉得太多事件处理程序使得组件大而复杂，可以考虑使用 useReducer；
否则，我们就使用 useState 即可，注意，useState 应该始终作为管理状态的首先，不要过早考虑 useReducer！

Context API

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useReducer 用于处理一组状态更新的场景，而 Context API 则用于解决状态的另一个问题，“PROP DRILLING”。当我们需要将状态传递到嵌套较深的子组件中时，通过 Props 会一层一层往下传递，同时可能中间组件根本不需要使用这个状态，但为了传递状态依旧需要加入这个 Props，这个对状态管理来说无疑增加了非常大的成本。

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/**
 * 创建 Context
 */
import { createContext, useState, useContext } from "react";

const MyContext = createContext(null);

// Provider 是特殊的响应组件，允许所有子组件来访问 context 中的值
export function ContextProvider({ children }: { children: React.ReactNode }) {
  const [name, setName] = useState("sherwin");
  // value 是我们需要提供进行广播的状态数据
  return <MyContext.Provider value={{ name, setName }}>{children}</MyContext.Provider>;
}
export function useMyContext() {
  const context = useContext(MyContext);
  if (context === undefined) throw new Error("Context was used outside the Provider");
  return context;
}

/**
 * 使用 Context
 */
import { ContextProvider, useMyContext } from 'XXX';

function ChildrenComponent() {
  // 通过 useContext 来消费所提供的上下文值
  const { name } = useMyContext();
  return <div>{name}</div>;
}

export default function ExampleComponent() {
  return (
    <ContextProvider>
      <ChildrenComponent></ChildrenComponent>
    </ContextProvider>
  );
}

Context API 是一种可以在整个应用程序中传递数据的解决方案，它允许组件树中的各个组件读取状态，而无需逐层传递数据。实质上，Context API 将全局状态广播到使用上下文的所有组件。需要注意的是，这个全局状态只对使用同一个上下文的组件可见，对于上下文外层的组件来说是无法获取的。使用 Context API，我们可以避免通过 Props 层层传递数据的繁琐过程。相反，我们可以将需要共享的数据放入上下文中，然后在需要访问该数据的组件中直接读取。这样可以简化组件之间的通信，提高代码的可读性和可维护性。另外，当上下文的值发生改变时，所有订阅该上下文的组件都会触发重新渲染。这意味着当共享的上下文值发生变化时，相关的组件会相应地更新其视图以反映最新的数据。

URL

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URL 是一个极好的存储状态（尤其是 UI 状态）的位置，比如表格筛选信息、展示模块信息等内容。在开发中，结合 React-Router 库，URL 成为了一个不可忽视的状态管理方案。通过将状态放置在 URL 上，我们可以将其变为全局状态，使应用中的所有组件都能轻松访问到。同时，这也是一种将页面数据传递到另一个页面的方法。此外，当我们将页面添加为书签或分享时，可以保留当时的状态，以便打开页面时恢复到相应的状态。通过将状态编码到 URL 中，我们可以实现可持久化的状态管理。用户可以通过直接修改 URL 或通过页面导航来改变应用的状态。这种方式使得用户可以轻松地分享特定状态的页面，并且在打开链接时能够保留原始的状态。使用 URL 作为状态的存储位置有助于简化组件间的通信和数据传递，同时提供了一种可靠的方法来保存和恢复应用的状态。React-Router 库提供了强大的路由功能，可以帮助我们管理和解析 URL 中的状态信息，并将其传递给相应的组件。

总结

状态对于 React 的重要性不言而喻，本文从什么是状态、状态的类型、什么时候以及什么地方去使用状态、如何使用和管理状态等各方面详细介绍了状态相关的内容，构建 React 应用主要就是围绕状态来进行思考，总而言之，React 开发者的视角不再是基于传统的 DOM 元素，而是思考状态随着时间的转换而发生的变化：

Step1: 将所需构建的内容分解成组件并形成组件树
Step2: 构建一个不包含状态的静态版本页面/组件
Step3: 开始思考状态 👉 什么时候去使用状态？使用什么类型的 State？State 应该放置在哪里？用什么方式管理状态？……
Step4: 建立状态数据流 👉 One-way data flow、Child-to-parent communication 或 Accessing global state 等。

参考资料：the Ultimate React Course

原文链接：https://juejin.cn/post/7346763303458471987 作者：植物系青年

React 开发者关于 State 的必知必会 📣

前言

1、What is State？

2、What type of state we need？

3、When to use state？

派生状态

useRef

4、Where to place state？

状态提升

5、How to manage state?

useState

useReducer

Context API

URL

总结

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