内容简介:在阅读这篇教程之前,希望你已经做了如下准备:在 Hooks 出现之前,类组件和函数组件的分工一般是这样的:有些团队还制定了这样的 React 组件开发约定:
@tuture-dev
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起步
前提条件
在阅读这篇教程之前,希望你已经做了如下准备:
- 掌握了 React 基础知识,例如组件、JSX、状态等等,如果你不了解的话,请先学习 《一杯茶的时间,上手 React 框架》
- 配置好 Node 环境,可参考 《一杯茶的时间,上手 Node.js》
为什么会有 Hooks?
在 Hooks 出现之前,类组件和函数组件的分工一般是这样的:
- 类组件 提供了完整的状态管理和生命周期控制,通常用来承接复杂的业务逻辑,被称为 “聪明组件”
- 函数组件 则是纯粹的从数据到视图的映射,对状态毫无感知,因此通常被称为“ 傻瓜组件 ”
有些团队还制定了这样的 React 组件开发约定:
有状态的组件没有渲染,有渲染的组件没有状态。
那么 Hooks 的出现又是为了解决什么问题呢?我们可以试图总结一下类组件颇具代表性的 痛点 :
- 令人头疼的
this
管理,容易引入难以追踪的 Bug - 生命周期的划分并不符合“内聚性”原则,例如
setInterval
和clearInterval
这种具有强关联的逻辑被拆分在不同的生命周期方法中 - 组件复用(数据共享或功能复用)的困局,从早期的 Mixin,到 高阶组件(HOC) ,再到 Render Props ,始终没有一个清晰直观又便于维护的组件复用方案
没错,随着 Hooks 的推出,这些痛点都成为了历史!
为什么要写这一系列 Hooks 教程?
如何快速学习并掌握 React Hooks 一直是困扰很多新手或者老玩家的一个问题,而笔者在日常的学习和开发中也发现了以下头疼之处:
- React 官方文档对 Hooks 的讲解偏应用,对原理的阐述一笔带过
- 讲 React Hooks 的优秀文章很多,但大多专注于讲解一两个 Hook,要想一网打尽有难度
- 看了很多使用方法甚至源码分析,但是没法和具体的使用场景对应起来,不了解怎么在实际开发中灵活运用
如果你也有同样的困惑,希望这一系列文章能帮助你拨开云雾,让 Hooks 成为你的称手兵器。我们将通过一个完整的 COVID-19 数据可视化项目,结合 Hooks 的动画原理讲解,让你真正地精通 React Hooks!
说实话,Hooks 的知识点相当分散,就像游乐园的游玩项目一样,选择一条完美的路线很难。但是不管怎么样,希望在接下来的旅程中,你能玩得开心:blush:!
初始化项目
首先,通过 Create React App(以下简称 CRA) 初始化项目:
npx create-react-app covid-19-with-hooks
在少许等待之后,进入项目。
提示
我们所有的数据源自 NovelCOVID 19 API ,可以点击访问其全部的 API 文档。
一切就绪,让我们出发吧!
useState + useEffect:初来乍到
首先,让我们从最最最常用的两个 Hooks 说起: useState
和 useEffect
。很有可能,你在平时的学习和开发中已经接触并使用过了(当然如果你刚开始学也没关系啦)。不过在此之前,我们先熟悉一下 React 函数式组件的运行过程。
理解函数式组件的运行过程
我们知道,Hooks 只能用于 React 函数式组件 。因此理解函数式组件的运行过程对掌握 Hooks 中许多重要的特性很关键,请看下图:
可以看到,函数式组件严格遵循 UI = render(data)
的模式。当我们第一次调用组件函数时,触发 初次渲染 ;然后随着 props
的改变,便会重新调用该组件函数,触发 重渲染 。
你也许会纳闷,动画里面为啥要并排画三个一样的组件呢?因为我想通过这种方式直观地阐述函数式组件的一个重要思想:
每一次渲染都是完全独立的。
后面我们将沿用这样的风格,并一步步地介绍 Hook 在函数式组件中扮演怎样的角色。
useState 使用浅析
首先我们来简单地了解一下 useState
钩子的使用,官方文档介绍的使用方法如下:
const [state, setState] = useState(initialValue);
其中 state
就是一个状态变量, setState
是一个用于修改状态的 Setter 函数,而 initialValue
则是状态的初始值。
光看代码可能有点抽象,请看下面的动画:
与之前的纯函数式组件相比,我们引入了 useState
这个钩子,瞬间就打破了之前 UI = render(data)
的安静画面——函数组件居然可以 从组件之外把状态和修改状态的函数“钩”过来 !并且仔细看上面的动画, 通过调用 Setter 函数,居然还可以直接触发组件的重渲染 !
提示
你也许注意到了所有的“钩子”都指向了一个绿色的问号,我们会在下面详细地分析那是什么,现在就暂时把它看作是组件之外可以访问的一个“神秘领域”。
结合上面的动画,我们可以得出一个重要的推论: 每次渲染具有独立的状态值 (毕竟每次渲染都是完全独立的嘛)。也就是说,每个函数中的 state
变量只是一个简单的 常量 ,每次渲染时从钩子中获取到的常量,并没有附着数据绑定之类的神奇魔法。
这也就是老生常谈的 Capture Value 特性。可以看下面这段经典的计数器代码(来自 Dan 的 这篇精彩的文章 ):
function Counter() { const [count, setCount] = useState(0); function handleAlertClick() { setTimeout(() => { alert('You clicked on: ' + count); }, 3000); } return ( <div> <p>You clicked {count} times</p> <button onClick={() => setCount(count + 1)}> Click me </button> <button onClick={handleAlertClick}> Show alert </button> </div> ); }
实现了上面这个计数器后(也可以直接通过这个 Sandbox 进行体验),按如下步骤操作:1)点击 Click me 按钮,把数字增加到 3;2)点击 Show alert 按钮;3)在 setTimeout
触发之前点击 Click me,把数字增加到 5。
结果是 Alert 显示 3!
如果你觉得这个结果很正常,恭喜你已经理解了 Capture Value 的思想!如果你觉得匪夷所思嘛……来简单解释一下:
- 每次渲染相互独立,因此每次渲染时组件中的状态、事件处理函数等等都是独立的,或者说 只属于 所在的那一次渲染
- 我们在
count
为 3 的时候触发了handleAlertClick
函数,这个函数 所记住的count
也为 3 - 三秒种后,刚才函数的
setTimeout
结束,输出 当时记住的 结果:3
这道理就像,你翻开十年前的日记本,虽然是现在翻开的,但记录的仍然是十年前的时光。或者说,日记本 Capture 了那一段美好的回忆。
useEffect 使用浅析
你可能已经听说 useEffect
类似类组件中的生命周期方法。但是在开始学习 useEffect
之前,建议你暂时忘记生命周期模型,毕竟函数组件和类组件是不同的世界。官方文档介绍 useEffect
的使用方法如下:
useEffect(effectFn, deps)
effectFn
是一个执行某些可能具有 副作用 的 Effect 函数(例如数据获取、设置/销毁定时器等),它可以返回一个 清理函数 (Cleanup),例如大家所熟悉的 setInterval
和 clearInterval
:
useEffect(() => { const intervalId = setInterval(doSomething(), 1000); return () => clearInterval(intervalId); });
可以看到,我们在 Effect 函数体内通过 setInterval
启动了一个定时器,随后又返回了一个 Cleanup 函数,用于销毁刚刚创建的定时器。
OK,听上去还是很抽象,再来看看下面的动画吧:
动画中有以下需要注意的点:
- 每个 Effect 必然在渲染之后执行,因此不会阻塞渲染,提高了性能
- 在运行每个 Effect 之前,运行前一次渲染的 Effect Cleanup 函数(如果有的话)
- 当组件销毁时,运行最后一次 Effect 的 Cleanup 函数
提示
将 Effect 推迟到渲染完成之后执行是出于性能的考虑,如果你想在渲染之前执行某些逻辑(不惜牺牲渲染性能),那么可使用 useLayoutEffect
钩子,使用方法与 useEffect
完全一致,只是执行的时机不同。
再来看看 useEffect
的第二个参数: deps
(依赖数组)。从上面的演示动画中可以看出,React 会在 每次渲染后都运行 Effect 。而依赖数组就是用来控制是否应该触发 Effect,从而能够减少不必要的计算,从而优化了性能。具体而言,只要依赖数组中的每一项与上一次渲染相比都没有改变,那么就跳过本次 Effect 的执行。
仔细一想,我们发现 useEffect
钩子与之前类组件的生命周期相比,有两个显著的特点:
- 将初次渲染(
componentDidMount
)、重渲染(componentDidUpdate
)和销毁(componentDidUnmount
)三个阶段的逻辑用一个统一的 API 去解决 - 把相关的逻辑都放到一个 Effect 里面(例如
setInterval
和clearInterval
),更突出逻辑的内聚性
在最极端的情况下,我们可以指定 deps
为空数组 []
,这样可以确保 Effect 只会在组件初次渲染后执行 。实际效果动画如下:
可以看到,后面的所有重渲染都不会触发 Effect 的执行;在组件销毁时,运行 Effect Cleanup 函数。
注意
如果你熟悉 React 的重渲染机制,那么应该可以猜到 deps
数组在判断元素是否发生改变时同样也使用了 Object.is
进行比较。因此一个隐患便是,当 deps
中某一元素为非原始类型时(例如函数、对象等), 每次渲染都会发生改变 ,从而失去了 deps
本身的意义(条件式地触发 Effect)。我们会在接下来讲解如何规避这个困境。
实战环节
OK,到了实战环节,我们先实现获取全球数据概况(每 5 秒重新获取一次)。创建 src/components/GlobalStats.js
组件,用于展示全球数据概况,代码如下:
import React from "react"; function Stat({ number, color }) { return <span style={{ color: color, fontWeight: "bold" }}>{number}</span>; } function GlobalStats({ stats }) { const { cases, deaths, recovered, active, updated } = stats; return ( <div className='global-stats'> <small>Updated on {new Date(updated).toLocaleString()}</small> <table> <tr> <td> Cases: <Stat number={cases} color='red' /> </td> <td> Deaths: <Stat number={deaths} color='gray' /> </td> <td> Recovered: <Stat number={recovered} color='green' /> </td> <td> Active: <Stat number={active} color='orange' /> </td> </tr> </table> </div> ); } export default GlobalStats;
可以看到, GlobalStats
就是一个简单的函数式组件,没有任何钩子。
然后修改 src/App.js
,引入刚刚创建的 GlobalStats
组件,代码如下:
[tuture-del]import React from 'react'; [tuture-del]import logo from './logo.svg'; [tuture-del]import './App.css'; [tuture-add]import React, { useState, useEffect } from "react"; [tuture-add] [tuture-add]import "./App.css"; [tuture-add]import GlobalStats from "./components/GlobalStats"; [tuture-add] [tuture-add]const BASE_URL = "https://corona.lmao.ninja"; function App() { [tuture-add] const [globalStats, setGlobalStats] = useState({}); [tuture-add] [tuture-add] useEffect(() => { [tuture-add] const fetchGlobalStats = async () => { [tuture-add] const response = await fetch(`${BASE_URL}/all`); [tuture-add] const data = await response.json(); [tuture-add] setGlobalStats(data); [tuture-add] }; [tuture-add] [tuture-add] fetchGlobalStats(); [tuture-add] const intervalId = setInterval(fetchGlobalStats, 5000); [tuture-add] [tuture-add] return () => clearInterval(intervalId); [tuture-add] }, []); [tuture-add] return ( [tuture-del] <div className="App"> [tuture-del] <header className="App-header"> [tuture-del] <img src={logo} className="App-logo" alt="logo" /> [tuture-del] <p> [tuture-del] Edit <code>src/App.js</code> and save to reload. [tuture-del] </p> [tuture-del] <a [tuture-del] className="App-link" [tuture-del] href="https://reactjs.org" [tuture-del] target="_blank" [tuture-del] rel="noopener noreferrer" [tuture-del] > [tuture-del] Learn React [tuture-del] </a> [tuture-del] </header> [tuture-add] <div className='App'> [tuture-add] <h1>COVID-19</h1> [tuture-add] <GlobalStats stats={globalStats} /> </div> ); } export default App;
可以看到,我们在 App
组件中,首先通过 useState
钩子引入了 globalStats
状态变量,以及修改该状态的函数。然后通过 useEffect
钩子获取 API 数据,其中有以下需要注意的点:
- 我们通过定义了一个
fetchGlobalStats
异步函数并进行调用从而获取数据,而不是直接把这个 async 函数作为useEffect
的第一个参数; - 创建了一个 Interval,用于每 5 秒钟重新获取一次数据;
- 返回一个函数,用于销毁之前创建的 Interval。
此外,第二个参数(依赖数组)为空数组,因此整个 Effect 函数只会运行一次。
注意
有时候,你也许会不经意间把 Effect 写成一个 async 函数:
useEffect(async () => { const response = await fetch('...'); // ... }, []);
这样可以吗? 强烈建议你不要这样做 。 useEffect
约定 Effect 函数要么没有返回值,要么返回一个 Cleanup 函数。而这里 async 函数会隐式地返回一个 Promise,直接违反了这一约定,会造成不可预测的结果。
最后附上应用的全局 CSS 文件,代码如下(直接复制粘贴即可):
.App { [tuture-add] width: 1200px; [tuture-add] margin: auto; text-align: center; } [tuture-del].App-logo { [tuture-del] height: 40vmin; [tuture-del] pointer-events: none; [tuture-del]} [tuture-del] [tuture-del]@media (prefers-reduced-motion: no-preference) { [tuture-del] .App-logo { [tuture-del] animation: App-logo-spin infinite 20s linear; [tuture-del] } [tuture-del]} [tuture-del] [tuture-del].App-header { [tuture-del] background-color: #282c34; [tuture-del] min-height: 100vh; [tuture-add].history-group { display: flex; [tuture-del] flex-direction: column; [tuture-del] align-items: center; justify-content: center; [tuture-del] font-size: calc(10px + 2vmin); [tuture-del] color: white; [tuture-add] width: 1200px; [tuture-add] margin: auto; [tuture-add]} [tuture-add] [tuture-add]table, [tuture-add]th, [tuture-add]td { [tuture-add] border: 1px solid #ccc; [tuture-add] border-collapse: collapse; } [tuture-del].App-link { [tuture-del] color: #61dafb; [tuture-add]th, [tuture-add]td { [tuture-add] padding: 5px; [tuture-add] text-align: left; } [tuture-del]@keyframes App-logo-spin { [tuture-del] from { [tuture-del] transform: rotate(0deg); [tuture-del] } [tuture-del] to { [tuture-del] transform: rotate(360deg); [tuture-del] } [tuture-add].global-stats > table { [tuture-add] margin: auto; [tuture-add] margin-top: 0.5rem; [tuture-add] margin-bottom: 1rem; }
通过 npm start
开启项目:
此外,你可以检查一下控制台的 Network 选项卡,应该能看到我们的应用每五秒就会发起一次请求查询最新的数据。恭喜你,成功地用 Hooks 进行了一次数据获取!
useState + useEffect:渐入佳境
在上一步骤中,我们在 App
组件中定义了一个 State 和 Effect,但是实际应用不可能这么简单,一般都需要多个 State 和 Effect,这时候又该怎么去理解和使用呢?
深入 useState 的本质
在上一节的动画中,我们看到每一次渲染组件时,我们都能通过一个神奇的钩子把状态”钩“过来,不过这些钩子从何而来我们打了一个问号。现在,是时候解开谜团了。
注意
以下动画演示并不完全对应 React Hooks 的源码实现,但是它能很好地帮助你理解其工作原理。当然,也能帮助你去啃真正的源码。
我们先来看看当组件初次渲染(挂载)时,情况到底是什么样的:
注意以下要点:
- 在初次渲染时,我们通过
useState
定义了多个状态; - 每调用一次
useState
,都会在组件之外生成一条 Hook 记录,同时包括状态值(用useState
给定的初始值初始化)和修改状态的 Setter 函数; - 多次调用
useState
生成的 Hook 记录形成了一条 链表 ; - 触发
onClick
回调函数,调用setS2
函数修改s2
的状态,不仅修改了 Hook 记录中的状态值,还即将 触发重渲染 。
OK,重渲染的时候到了,动画如下:
可以看到,在初次渲染结束之后、重渲染之前,Hook 记录链表依然存在。当我们逐个调用 useState
的时候, useState
便返回了 Hook 链表中存储的状态,以及修改状态的 Setter。
提示
当你充分理解上面两个动画之后,其实就能理解为什么这个 Hook 叫 useState
而不是 createState
了——之所以叫 use
,是因为没有的时候才创建(初次渲染的时候),有的时候就直接读取(重渲染的时候)。
通过以上的分析,我们不难发现 useState
在设计方面的精巧(摘自张立理: 对 React Hooks 的一些思考 ):
useState
深入 useEffect 的本质
在对 useState
进行一波深挖之后,我们再来揭开 useEffect
神秘的面纱。实际上,你可能已经猜到了——同样是通过一个链表记录所有的 Hook,请看下面的演示:
注意其中一些细节:
-
useState
和useEffect
在每次调用时都被添加到 Hook 链表中; -
useEffect
还会额外地在一个队列中添加一个等待执行的 Effect 函数; - 在渲染完成后,依次调用 Effect 队列中的每一个 Effect 函数。
至此,上一节的动画中那两个“问号”的身世也就揭晓了——只不过是 链表 罢了!回过头来,我们想起来 React 官方文档 Rules of Hooks 中强调过一点:
Only call hooks at the top level. 只在最顶层使用 Hook。
具体地说,不要在循环、嵌套、条件语句中使用 Hook——因为这些动态的语句很有可能会导致每次执行组件函数时调用 Hook 的顺序不能完全一致,导致 Hook 链表记录的数据失效。具体的场景就不画动画啦,自行脑补吧~
不要撒谎:关于 deps 的那些事
useEffect
(包括其他类似的 useCallback
和 useMemo
等)都有个依赖数组( deps
)参数,这个参数比较有趣的一点是:指定依赖的决定权完全在你手里。你当然可以选择“撒谎”,不管什么情况都给一个空的 deps
数组,仿佛在说“这个 Effect 函数什么依赖都没有,相信我”。
然而,这种有点偷懒的做法显然会引来各种 Bug。一般来说,所使用到的 prop
或者 state
都应该被添加到 deps
数组里面去。并且,React 官方还推出了一个专门的 ESLint 插件 ,可以帮你自动修复 deps
数组( 说实话,这个插件的自动修复有时候还是挺闹心的…… )。
实战环节
从这一步开始,我们将使用 Recharts 作为可视化应用的图表库,它提供了出色的 D3 和 React 的绑定层。通过如下命令添加 recharts
依赖:
npm install recharts
创建 src/components/CountriesChart.js
,用于展示多个国家的相关数据直方图,代码如下:
import React from "react"; import { BarChart, CartesianGrid, XAxis, YAxis, Tooltip, Legend, Bar, } from "recharts"; function CountriesChart({ data, dataKey }) { return ( <BarChart width={1200} height={250} style={{ margin: "auto" }} margin={{ top: 30, left: 20, right: 30 }} data={data} > <CartesianGrid strokeDasharray='3 3' /> <XAxis dataKey='country' /> <YAxis /> <Tooltip /> <Legend /> <Bar dataKey={dataKey} fill='#8884d8' /> </BarChart> ); } export default CountriesChart;
创建 src/components/SelectDataKey.js
,用于选择需要展示的关键指标,代码如下:
import React from "react"; function SelectDataKey({ onChange }) { return ( <> <label htmlFor='key-select'>Select a key for sorting: </label> <select id='key-select' onChange={onChange}> <option value='cases'>Cases</option> <option value='todayCases'>Today Cases</option> <option value='deaths'>Death</option> <option value='recovered'>Recovered</option> <option value='active'>Active</option> </select> </> ); } export default SelectDataKey;
SelectDataKey
用于让用户选择以下关键指标:
cases todayCases deaths recovered active
最后我们在根组件 src/App.js
中引入上面创建的两个组件,代码如下:
// ... import GlobalStats from "./components/GlobalStats"; [tuture-add]import CountriesChart from "./components/CountriesChart"; [tuture-add]import SelectDataKey from "./components/SelectDataKey"; const BASE_URL = "https://corona.lmao.ninja"; function App() { const [globalStats, setGlobalStats] = useState({}); [tuture-add] const [countries, setCountries] = useState([]); [tuture-add] const [key, setKey] = useState("cases"); useEffect(() => { // ... }, []); [tuture-add] useEffect(() => { [tuture-add] const fetchCountries = async () => { [tuture-add] const response = await fetch(`${BASE_URL}/countries?sort=${key}`); [tuture-add] const data = await response.json(); [tuture-add] setCountries(data.slice(0, 10)); [tuture-add] }; [tuture-add] [tuture-add] fetchCountries(); [tuture-add] }, [key]); [tuture-add] return ( <div className='App'> <h1>COVID-19</h1> <GlobalStats stats={globalStats} /> [tuture-add] <SelectDataKey onChange={(e) => setKey(e.target.value)} /> [tuture-add] <CountriesChart data={countries} dataKey={key} /> </div> ); } export default App;
可以看到:
- 我们创建了两个新的状态
countries
(所有国家的数据)和key
(数据 排序 的指标,就是上面的五个); - 我们又通过一个
useEffect
钩子进行数据获取,和之前获取全球数据类似,只不过注意我们这边第二个参数(依赖数组)是[key]
,也就是只有当key
状态改变的时候,才会调用useEffect
里面的函数。 - 最后使用之前创建的两个子组件,传入相应的数据和回调函数。
把项目跑起来,可以看到直方图显示了前十个国家的数据,并且可以修改排序的指标(比如可以从默认的累积确诊 cases
切换成死亡人数 deaths
):
看上去挺不错的!
到这里,本系列第一篇也就讲完啦,希望你真正理解了 useState
和 useEffect
——最最最常用的两个 Hook。在下一篇教程中,我们将继续讲解自定义 Hook 和 useCallback
,敬请期待。
参考资料
- React 官方文档
- Robin Wieruch: How to fetch data with React Hooks?
- Dan Abramov: A Complete Guide to useEffect
- Dan Abramov: How Are Function Components Different from Classes?
- Rudi Yardley: React hooks: not magic, just arrays
- Eytan Manor: Under the hood of React’s hooks system
- 衍良: React Hooks 完全上手指南
- 张立理: 对 React Hooks 的一些思考
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
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