react16中的hooks的底层实现原理
好的 👍,你问的是 React 16 中所有 Hooks 的底层实现和原理。
这里我会分几个层次来解释:
React 16 的背景
Hooks 的设计理念
核心 Hooks 的底层实现思路(
useState
,useEffect
,useContext
, …)React 内部的 Hook 数据结构
执行流程(函数组件渲染时 Hook 的调用顺序)
1. 背景:React 16 与 Hooks
React 16.8 是第一个支持 Hooks 的版本。
目标:让函数组件具备状态(state)和副作用(effect)的能力,替代部分 class 组件逻辑(比如
componentDidMount
/componentDidUpdate
/componentWillUnmount
)。核心思想:通过“调用顺序”来匹配 Hook 与组件的 fiber 节点,避免显式 id。
2. Hooks 的设计理念
React Hooks 有几个原则:
只能在函数组件顶层调用,不能在条件语句或循环里动态调用。
这是因为 Hooks 依赖调用顺序来定位。
只能在 React 函数组件或自定义 Hook 中调用。
每个组件 fiber 节点维护一个单链表,链表节点就是 Hook 对象。
👉 这就是为什么 eslint-plugin-react-hooks
会强制规则:不要在 if/for 中调用 Hook。
3. 常见 Hooks 的底层原理
(1) useState
本质是
useReducer
的语法糖。内部维护一个 Hook 节点对象(链表的一部分):
type Hook = {memoizedState: any, // 当前的 statebaseState: any, // 初始 statequeue: UpdateQueue, // 更新队列(链表结构)next: Hook | null // 指向下一个 Hook
}
当你调用
useState(initial)
时:创建一个更新对象(
action
)。挂到
queue
上。触发
scheduleUpdateOnFiber
,进入调度。
React 在当前 fiber 上创建一个 Hook 节点,
memoizedState = initial
。返回
[state, dispatch]
。dispatch
本质是一个函数:
渲染时,React 会执行
processUpdateQueue
,消费queue
,更新memoizedState
。
(2) useEffect
保存副作用函数和依赖数组。
Hook 节点结构:
type Effect = {tag: HookFlags, // effect 类型(Passive, Layout 等)create: () => (() => void) | void, // 副作用函数destroy?: () => void, // 清理函数deps: any[] | null, // 依赖next: Effect | null
}
调用
useEffect(fn, deps)
时:如果
deps
变了,就调用上一次的destroy
(清理),再执行新的create
。如果没变,则跳过。
React 在 Hook 节点里记录
create
和deps
。在 commit 阶段(DOM 更新后),React 比较新旧依赖:
(3) useLayoutEffect
和
useEffect
类似,但执行时机不同:useLayoutEffect
在 DOM 更新后、浏览器绘制前 执行(同步)。useEffect
在 浏览器绘制后 执行(异步,延迟)。
用于测量 DOM、同步操作。
(4) useContext
获取 Context 的值。
机制:
组件调用
useContext(MyContext)
时,会在 fiber 上记录对MyContext
的依赖。当 Context Provider 的值变化时,React 会找到所有依赖它的消费 fiber,触发更新。
(5) useReducer
类似 Redux 的 reducer:
useState
底层其实就是useReducer
的特例:useState(initial) === useReducer((s, a) => typeof a === 'function' ? a(s) : a, initial)
保存 reducer 和
state
,通过dispatch
触发更新。
(6) useRef
维护一个
{ current: any }
对象,整个生命周期内保持引用不变。实现:只在 Hook 节点里存一个
memoizedState = { current: initialValue }
,之后不会更新。
(7) useMemo
/ useCallback
本质是“带缓存的值 / 函数”。
Hook 节点保存
value
和deps
。渲染时对比依赖数组:
如果没变,直接返回旧值。
如果变了,重新计算并缓存。
4. React 内部 Hook 数据结构
在 fiber 节点上,每个函数组件对应一个 Hook 链表:
type Fiber = {memoizedState: Hook | null; // hook 链表头updateQueue: any;// ...
}
renderWithHooks
函数:进入函数组件渲染时,初始化
currentlyRenderingFiber
。每调用一个 Hook,就在链表上走一步,复用或新建节点。
保证 “调用顺序一致 = Hook 顺序一致”。
5. Hook 执行流程总结
初次渲染
执行函数组件,依次调用
useState
/useEffect
…为每个 Hook 创建一个 Hook 节点,挂到 fiber.memoizedState 链表上。
更新渲染
执行组件时,React 会遍历 fiber.memoizedState 链表。
每次调用 Hook,就拿到对应节点,复用之前的状态。
如果调用顺序错了(比如把 Hook 放到 if 里),链表错位,React 会报错。
提交阶段(commit phase)
对于
useEffect
/useLayoutEffect
,会根据依赖比较来执行副作用。对于
useState
/useReducer
,会处理更新队列,得到新 state。
✅ 总结:
React Hooks 的底层实现是 fiber 节点上的 Hook 链表 + 调用顺序保证。
每个 Hook 维护一个小的状态对象,存储
memoizedState
、queue
、deps
等。useState
基于更新队列;useEffect
延迟到 commit 阶段执行;useRef
只是一个稳定对象;useMemo
/useCallback
做依赖比较。