关于useState的一切
作为React开发者，你能答上如下两个问题么：
- 对于如下函数组件：
function App() {
const [num, updateNum] = useState(0);
window.updateNum = updateNum;
return num;
}
调用window.updateNum(1)可以将视图中的0更新为1么？
- 对于如下函数组件：
function App() {
const [num, updateNum] = useState(0);
function increment() {
setTimeout(() => {
updateNum(num + 1);
}, 1000);
}
return <p onClick={increment}>{num}</p>;
}
在1秒内快速点击p5次，视图上显示为几？
?向右滑动展示答案 1. 可以
2. 显示为1
其实，这两个问题本质上是在问：
useState如何保存状态？useState如何更新状态？
本文会结合源码，讲透如上两个问题。
这些，就是你需要了解的关于useState的一切。
hook如何保存数据
FunctionComponent的render本身只是函数调用。
那么在render内部调用的hook是如何获取到对应数据呢？
比如：
useState获取stateuseRef获取refuseMemo获取缓存的数据
答案是：
每个组件有个对应的fiber节点（可以理解为虚拟DOM），用于保存组件相关信息。
每次FunctionComponent render时，全局变量currentlyRenderingFiber都会被赋值为该FunctionComponent对应的fiber节点。
所以，hook内部其实是从currentlyRenderingFiber中获取状态信息的。
多个hook如何获取数据
我们知道，一个FunctionComponent中可能存在多个hook，比如：
function App() {
// hookA
const [a, updateA] = useState(0);
// hookB
const [b, updateB] = useState(0);
// hookC
const ref = useRef(0);
return <p></p>;
}
那么多个hook如何获取自己的数据呢？
答案是：
currentlyRenderingFiber.memoizedState中保存一条hook对应数据的单向链表。
对于如上例子，可以理解为：
const hookA = {
// hook保存的数据
memoizedState: null,
// 指向下一个hook
next: hookB
// ...省略其他字段
};
hookB.next = hookC;
currentlyRenderingFiber.memoizedState = hookA;
当FunctionComponent render时，每执行到一个hook，都会将指向currentlyRenderingFiber.memoizedState链表的指针向后移动一次，指向当前hook对应数据。
这也是为什么React要求hook的调用顺序不能改变（不能在条件语句中使用hook） —— 每次render时都是从一条固定顺序的链表中获取hook对应数据的。
useState执行流程
我们知道，useState返回值数组第二个参数为改变state的方法。
在源码中，他被称为dispatchAction。
每当调用dispatchAction，都会创建一个代表一次更新的对象update：
const update = {
// 更新的数据
action: action,
// 指向下一个更新
next: null
};
对于如下例子
function App() {
const [num, updateNum] = useState(0);
function increment() {
updateNum(num + 1);
}
return <p onClick={increment}>{num}</p>;
}
调用updateNum(num + 1)，会创建：
const update = {
// 更新的数据
action: 1,
// 指向下一个更新
next: null
// ...省略其他字段
};
如果是多次调用dispatchAction，例如：
function increment() {
// 产生update1
updateNum(num + 1);
// 产生update2
updateNum(num + 2);
// 产生update3
updateNum(num + 3);
}
那么，update会形成一条环状链表。
update3 --next--> update1
^ |
| update2
|______next_______|
这条链表保存在哪里呢？
既然这条update链表是由某个useState的dispatchAction产生，那么这条链表显然属于该useState hook。
我们继续补充hook的数据结构。
const hook = {
// hook保存的数据
memoizedState: null,
// 指向下一个hook
next: hookForB
// 本次更新以baseState为基础计算新的state
baseState: null,
// 本次更新开始时已有的update队列
baseQueue: null,
// 本次更新需要增加的update队列
queue: null,
};
其中，queue中保存了本次更新update的链表。
在计算state时，会将queue的环状链表剪开挂载在baseQueue最后面，baseQueue基于baseState计算新的state。
在计算state完成后，新的state会成为memoizedState。
为什么更新不基于
memoizedState而是baseState，是因为state的计算过程需要考虑优先级，可能有些update优先级不够被跳过。所以memoizedState并不一定和baseState相同。更详细的解释见React技术揭秘[1]
回到我们开篇第一个问题：
function App() {
const [num, updateNum] = useState(0);
window.updateNum = updateNum;
return num;
}
调用window.updateNum(1)可以将视图中的0更新为1么？
我们需要看看这里的updateNum方法的具体实现：
updateNum === dispatchAction.bind(null, currentlyRenderingFiber, queue);
可见，updateNum方法即绑定了currentlyRenderingFiber与queue（即hook.queue）的dispatchAction。
上文已经介绍，调用dispatchAction的目的是生成update，并插入到hook.queue链表中。
既然queue作为预置参数已经绑定给dispatchAction，那么调用dispatchAction就步仅局限在FunctionComponent内部了。
update的action
第二个问题
function App() {
const [num, updateNum] = useState(0);
function increment() {
setTimeout(() => {
updateNum(num + 1);
}, 1000);
}
return <p onClick={increment}>{num}</p>;
}
在1秒内快速点击p5次，视图上显示为几？
我们知道，调用updateNum会产生update，其中传参会成为update.action。
在1秒内点击5次。在点击第五次时，第一次点击创建的update还没进入更新流程，所以hook.baseState还未改变。
那么这5次点击产生的update都是基于同一个baseState计算新的state，并且num变量也还未变化（即5次update.action（即num + 1）为同一个值）。
所以，最终渲染的结果为1。
useState与useReducer
那么，如何5次点击让视图从1逐步变为5呢？
由以上知识我们知道，需要改变baseState或者action。
其中baseState由React的更新流程决定，我们无法控制。
但是我们可以控制action。
action不仅可以传值，也可以传函数。
// action为值
updateNum(num + 1);
// action为函数
updateNum(num => num + 1);
在基于baseState与update链表生成新state的过程中：
let newState = baseState;
let firstUpdate = hook.baseQueue.next;
let update = firstUpdate;
// 遍历baseQueue中的每一个update
do {
if (typeof update.action === 'function') {
newState = update.action(newState);
} else {
newState = action;
}
} while (update !== firstUpdate)
可见，当传值时，由于我们5次action为同一个值，所以最终计算的newState也为同一个值。
而传函数时，newState基于action函数计算5次，则最终得到累加的结果。
如果这个例子中，我们使用useReducer而不是useState，由于useReducer的action始终为函数，所以不会遇到我们例子中的问题。
事实上，useState本身就是预置了如下reducer的useReducer。
function basicStateReducer(state, action) {
return typeof action === 'function' ? action(state) : action;
}
总结
通过本文，我们了解了useState的完整执行过程。
本系列文章接下来会继续以实例 + 源码的方式，解读业务中经常使用的React特性。
参考资料
[1]
React技术揭秘: https://react.iamkasong.com/state/priority.html#%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AF%E4%BC%98%E5%85%88%E7%BA%A7