React中useEffect的源码解读

前言

对源码的解读有利于搞清楚Hooks到底做了什么，如果您觉得useEffect很“魔法”，这篇文章也许对您有些帮助。

本篇博客篇幅有限，只看useEffect，力求简单明了，带您到React Hooks的深处看看

按图索骥找到Hook相关源码（可以直接跳）

首先我们从Github上得到react的源码，然后可以在packages中找到react文件夹，其中的index.js就是我们的入口。

代码很简单，就两行：

const React = require('./src/React');

module.exports = React.default || React;

所以接下来我们去看看 'react/src/React'，代码有点多，我们简化一下：

import ReactVersion from 'shared/ReactVersion';

// ...

import {
  useEffect,
} from './ReactHooks';

const React = {
  useEffect
};

//...
export default React;

很好，现在我们至少知道为什么Hooks的引用方式是：

import {useEffect} from 'react'

接下来我们继续看看 'react/src/ReactHooks'。

ReactHooks文件（可以直接跳）

之前说好了只看useEffect，所以同样需要简化一下代码。

并且考虑到有人对TypeScript语法不熟悉，还去掉了TypeScript语法，之后的简化代码也会如此。

现在我们看下简化后的代码：

import invariant from 'shared/invariant';

import ReactCurrentDispatcher from './ReactCurrentDispatcher';

function resolveDispatcher() {
  const dispatcher = ReactCurrentDispatcher.current;
  // React版本不对或者Hook使用有误什么的就报错
  // ...
  return dispatcher;
}

export function useEffect(create,inputs) {
  const dispatcher = resolveDispatcher();
  return dispatcher.useEffect(create, inputs);
}

这里可以看到，我们的useEffect实际上是ReactCurrentDispatcher.current.useEffect。

ReactCurrentDispatcher文件（可以直接跳）

看一下ReactCurrentDispatcher文件，这里没有简化：

import type {Dispatcher} from 'react-reconciler/src/ReactFiberHooks';

const ReactCurrentDispatcher = {
  current: (null: null | Dispatcher),
};

export default ReactCurrentDispatcher;

发现他的current的类型是null或者Dispatcher，所以这里我们很简单就能猜到，这个东西的源码在 'react-reconciler/src/ReactFiberHooks'。

ReactFiberHooks文件

几千行代码,头大。但是莫慌，咱们又不是来写react的，看看原理而已。

我们之前已经知道useEffect实际上是ReactCurrentDispatcher.current.useEffect。

很明显ReactCurrentDispatcher.current不管是什么东西单独列出来，我们只需要知道谁赋值给他就行了。

精简代码，去掉用__DEV__区分的开发代码之后，我们发现整个文件给ReactCurrentDispatcher.current赋值的没几个。

而唯一一个与异常判断无关的是renderWithHooks函数中的这一块代码：

export function renderWithHooks(
  current,
  workInProgress,
  Component,
  props,
  secondArg,
  nextRenderExpirationTime
){
  ReactCurrentDispatcher.current =
      current === null || current.memoizedState === null
        ? HooksDispatcherOnMount
        : HooksDispatcherOnUpdate;
  let children = Component(props, secondArg);
  return children;
}

我们不知道这段代码是干嘛的，但是他肯定是渲染组件时用的。

而这里很显然ReactCurrentDispatcher.current的值就只能是HooksDispatcherOnMount和HooksDispatcherOnUpdate。

很明显这两个一个用于加载时，一个用于更新时。

然后我们们搜一下相关代码：

const HooksDispatcherOnMount = {
  useEffect: mountEffect
};

const HooksDispatcherOnUpdate = {
  useEffect: updateEffect
};

也就是说，组件加载时，useEffect会调用mountEffect，组件更新时会调用updateEffect。

让我们继续看看这两个函数：

function mountEffect(create, deps) {
  return mountEffectImpl(
    UpdateEffect | PassiveEffect,
    UnmountPassive | MountPassive,
    create,
    deps,
  );
}

function updateEffect(create, deps) {
  return updateEffectImpl(
    UpdateEffect | PassiveEffect,
    UnmountPassive | MountPassive,
    create,
    deps,
  );
}

这里的UpdateEffect和PassiveEffect是二进制常数，用位运算的方式操作。

先不用知道具体意义，知道是个常量即可。

接下来我们看看具体的mountEffectImpl：

function mountEffectImpl(fiberEffectTag, hookEffectTag, create, deps){
  const hook = mountWorkInProgressHook();
  // useEffect不传依赖，那么就为null
  const nextDeps = deps === undefined ? null : deps;
  currentlyRenderingFiber.effectTag |= fiberEffectTag;
  // 链表尾部hook对象的memoizedState为pushEffect的返回值
  hook.memoizedState = pushEffect(hookEffectTag, create, undefined, nextDeps);
}

我们看到第一行代码调用mountWorkInProgressHook新建了一个hook对象，让我们看看mountWorkInProgressHook：

function mountWorkInProgressHook() {
  const hook = {
    memoizedState: null,

    baseState: null,
    baseQueue: null,
    queue: null,

    next: null,
  };

  if (workInProgressHook === null) {
    // This is the first hook in the list
    currentlyRenderingFiber.memoizedState = workInProgressHook = hook;
  } else {
    // Append to the end of the list
    workInProgressHook = workInProgressHook.next = hook;
  }
  return workInProgressHook;
}

很明显这里有个链表结构workInProgressHook，如果workInProgressHook链表为null就将新建的hook对象赋值给它，如果不为null，那么就加在链表尾部。

这里有必要讲解一下：

Hooks作为一个链表存储在fiber的memoizedState中。
currentHook 是当前fiber的链表。
workInProgressHook 是即将被加入到 work-in-progress fiber的链表。

然后我们再看看pushEffect：

function pushEffect(tag, create, destroy, deps) {
  // 新建一个effect，很明显又是个链表结构
  const effect = {
    tag,
    create,
    destroy,
    deps,
    // Circular
    next: null,
  };
  // 从currentlyRenderingFiber.updateQueue获取组件更新队列
  let componentUpdateQueue= currentlyRenderingFiber.updateQueue;
  // 判断组件更新队列是否为空，每次在调用renderWithHooks都会将这个componentUpdateQueue置为null
  // 这样的话每次update这个组件时，就会创建一个新的effect链表
  if (componentUpdateQueue === null) {
    // 为空就创建一个组件更新队列
    componentUpdateQueue = createFunctionComponentUpdateQueue();
    // 并赋值给currentlyRenderingFiber.updateQueue
    currentlyRenderingFiber.updateQueue = componentUpdateQueue;
    // 组件更新队列最新的effect为我们新建的effect
    componentUpdateQueue.lastEffect = effect.next = effect;
  } else {
    // 如果组件更新队列已经存在，获取它最新的Effect
    const lastEffect = componentUpdateQueue.lastEffect;
    if (lastEffect === null) {
      // 如果最新的Effect为null，那么组件更新队列最新的Effect为我们新建的effect
      componentUpdateQueue.lastEffect = effect.next = effect;
    } else {
      // 否则将我们的effect加入到链表结构中最末尾，然后他的next为链表结构的第一个effect
      // 这里的effect链表是个闭环
      const firstEffect = lastEffect.next;
      lastEffect.next = effect;
      effect.next = firstEffect;
      componentUpdateQueue.lastEffect = effect;
    }
  }
  return effect;
}

我们再看看更新时调用的updateEffectImpl：

function updateEffectImpl(fiberEffectTag, hookEffectTag, create, deps) {
  //  这里 updateWorkInProgressHook 
  //  workInProgressHook = workInProgressHook.next;
  //  currentHook = currentHook.next;
  const hook = updateWorkInProgressHook();
  const nextDeps = deps === undefined ? null : deps;
  let destroy = undefined;


  if (currentHook !== null) {
    const prevEffect = currentHook.memoizedState;
    destroy = prevEffect.destroy;
    if (nextDeps !== null) {
      const prevDeps = prevEffect.deps;
      // 对比两个依赖数组的各个值之间是否有变动，如果没变动，那么就设置标志位为NoHookEffect
      if (areHookInputsEqual(nextDeps, prevDeps)) {
        pushEffect(NoHookEffect, create, destroy, nextDeps);
        return;
      }
    }
  }

  currentlyRenderingFiber.effectTag |= fiberEffectTag;

  hook.memoizedState = pushEffect(hookEffectTag, create, destroy, nextDeps);
}

我们可以看到updateEffectImpl和mountEffectImpl很像，最重要的是我们得两个函数串起来，看看他们到底实现了一个什么。

Hook相关数据结构简图

这里我自己画了一张图，利于理解：

这张图的结构是一个组件某一时刻的结构。

图中黄色为Fiber节点，绿色为Hook节点，蓝色为Effect节点。

Fiber节点，其实就是我们的虚DOM节点，react会生成一个Fiber节点树，每个组件在Fiber树上都有对应的Fiber节点。

其中currentlyRenderingFiber表示我们正在进行渲染的节点，它来自于workInProgress，current表示已经渲染的节点。

组件加载时，会执行各个useEffect，然后就会建立一个Hook链表，而workInProgress的memoizedState字段就指向了Hook链表的尾部Hook节点。

而构建每个Hook节点时，会同时构造一个Effect节点，同样，Hook节点的memoizedState字段就指向了对应的Effect节点。

而每个Effect节点又会连接起来形成一个链表，然后workInProgress的updateQueue字段指向了Effect链表的尾部Effect节点。

组件更新时，会依次对比currentHook指向的Effect的依赖数组与新的依赖数组的不同，如果一样，就设置Effect节点的effectTag为NoHookEffect。

但是无论依赖数组中的值是否改变，都会新构造一个Effect节点，作为Hook节点的memoizedState字段的值。

然后在准备渲染时，会去直接找到Fiber节点的updateQueue的lastEffect，也就是直接指向Effect链表的尾部Effect节点。

因为effect链表是闭环的，这里通过lastEffect的next找到第一个Effect。

然后循环遍历effect链表，当effectTag为NoHookEffect则不做操作，否则会去先执行effect的destroy操作，然后再执行create操作。

对，你没看错，总结起来就是每次更新后，只要依赖项改变，那么就会执行useEffect的卸载函数，再执行第一个参数create函数。

这一部分代码比较远：

function commitHookEffectList(
  unmountTag,
  mountTag,
  finishedWork,
) {
  const updateQueue = finishedWork.updateQueue;
  let lastEffect = updateQueue !== null ? updateQueue.lastEffect : null;
  if (lastEffect !== null) {
    const firstEffect = lastEffect.next;
    let effect = firstEffect;
    do {
      if ((effect.tag & unmountTag) !== NoHookEffect) {
        // Unmount
        const destroy = effect.destroy;
        effect.destroy = undefined;
        if (destroy !== undefined) {
          destroy();
        }
      }
      if ((effect.tag & mountTag) !== NoHookEffect) {
        // Mount
        const create = effect.create;
        effect.destroy = create();
      }
      effect = effect.next;
    } while (effect !== firstEffect);
  }
}

这里的位运算大家可能有点看不懂，因为NoHookEffect的值是0，所以只要effect.tag被设置为NoHookEffect，那么

effect.tag & unmountTag

就必然为NoHookEffect。

我们还记得，我们之前的玩法，依赖数组各个值不变时，就设置Effect节点的effectTag为NoHookEffect。

此时是绝对不会执行先destroy Effect节点，再执行Effect函数create的操作。

而如果effect.tag的值不为NoHookEffect，那也得需要effect.tag与unmountTag至少有一个位相同才能执行destroy。

让我们看看之前无论是mountEffectImpl还是updateEffectImpl都默认传的是：UnmountPassive | MountPassive，也就是说effect.tag为UnmountPassive | MountPassive。

而很明显这个设计的目的在于，当mountTag为MountPassive时执行create函数，而unmountTag为UnmountPassive时创建执行destroy函数。

而只有下面这个地方会做这个Passive操作：

export function commitPassiveHookEffects(finishedWork: Fiber): void {
  if ((finishedWork.effectTag & Passive) !== NoEffect) {
    switch (finishedWork.tag) {
      case FunctionComponent:
      case ForwardRef:
      case SimpleMemoComponent:
      case Chunk: {
        commitHookEffectList(UnmountPassive, NoHookEffect, finishedWork);
        commitHookEffectList(NoHookEffect, MountPassive, finishedWork);
        break;
      }
      default:
        break;
    }
  }
}

这里的意思很明显，先遍历一遍effect链表，每个依赖项变了的hook都destroy一下，然后再遍历一遍effect链表，每个依赖项变了的，都执行create函数一下。

也就是说每次都会按照useEffect的调用顺序，先执行所有useEffect的卸载函数，再执行所有useEffect的create函数。

而commitPassiveHookEffects又是只有flushPassiveEffects这个函数最终能调用到。

而每次 React 在检测到数据变化时，flushPassiveEffects就会执行。

不论是props还是state的变化都会如此。

所以如果您真的有需要去模拟一个像之前的componentDidMount和componentWillUnmount的生命周期，那么最好用上一个单独的Effect：

useEffect(()=>{
  // 加载时的逻辑
  return ()=>{
    // 卸载时的逻辑
  }
},[])

这里用[]作为依赖数组，是因为这样依赖就不会变动，也就是只在加载时执行一次加载逻辑，卸载时执行一次卸载逻辑。

不加依赖数组时，那么每次渲染都会执行一次加载和卸载。

总结

希望我的这篇文章让您有一些收获。

这里主要想说一下自己在源码阅读中的感想。

读这部分的源码，其实更像是在盲人摸象。

为了追求效率，需要避开一些比较复杂的东西，比如我们提到的Fiber节点树，又比如其实useEffect替换effect和具体执行effect并不是同步的。

否则解读很多东西要花很多时间，怕是真的要写一个系列了。

源码阅读略显艰涩，还好关键的地方都是有注释的，在阅读的过程中也能收获不少东西。

我并不是react的开发者，如果在解读的过程中有什么疏漏和误解，还望诸位批评指正。