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上个月发表了一篇 React源码学习——ReactClass，但是后来我发现，大家对这种大量贴代码分析源码的形式并不感冒。讲道理，我自己看着也烦，还不如自己直接去翻源码来得痛快。吸取了上一次的教训，这次我决定：理性贴代码！翻阅源代码的工作还是留给各位小伙伴自己去做比较好。本来这次想准备说一说我们平时一直提到的React Virture DOM，但这可能又会造成无限贴源码的后果，因为virture dom在React中主要就是一个对象，在ReactElement中定义的，感兴趣的同学去源码中搜索一下createElement方法，就能看到virture dom是啥东西了。对其本身是没啥好说的，需要分析的应该是其在组件挂载和更新时的应用，因此对于ReactElement本身就不单独拿出来讲了，大家感兴趣就去翻阅一下源码吧。
这次主要是要分析一下React中常见的setState方法，熟悉React的小伙伴应该都知道，该方法通常用于改变组件状态并用新的state去更新组件。但是，这个方法在很多地方的表现总是与我们的预期不符，先来看几个案例。
1 class Root extends React.Component { 2 constructor(props) { 3 super(props); 4 this.state = { 5 count: 0 6 }; 7 } 8 componentDidMount() { 9 let me = this; 10 me.setState({ 11 count: me.state.count + 1 12 }); 13 console.log(me.state.count); // 打印出0 14 me.setState({ 15 count: me.state.count + 1 16 }); 17 console.log(me.state.count); // 打印出0 18 setTimeout(function(){ 19 me.setState({ 20 count: me.state.count + 1 21 }); 22 console.log(me.state.count); // 打印出2 23 }, 0); 24 setTimeout(function(){ 25 me.setState({ 26 count: me.state.count + 1 27 }); 28 console.log(me.state.count); // 打印出3 29 }, 0); 30 } 31 render() { 32 return ( 33 <h1>{this.state.count}</h1> 34 ) 35 } 36 }
这个案例大家可能在别的地方中也见到过，结果确实让人匪夷所思，打印出0,0,2,3。先抛出两个问题：
带着两个问题往下看。
说到事务，我第一反应就是在以前使用sql server时用来处理批量操作的一个机制。当所有操作均执行成功，即可以commit transaction；若有一个操作失败，则执行rollback。在React中，也实现了一种类似的事务机制，其他文章也有详细的介绍。按照我个人的理解，React中一个事务其实就是按顺序调用一系列函数。在React中就是调用perform方法进入一个事务，该方法中会传入一个method参数。执行perform时先执行initializeAll方法按顺序执行一系列initialize的操作，例如一些初始化操作等等，然后执行传入的method，method执行完后就执行closeAll方法按顺序执行一系列close操作，例如下面会提到的执行批量更新或者将isBatchingUpdates变回false等等，然后结束这次事务。React中内置了很多种事务，注意，同一种事务不能同时开启，否则会抛出异常。我们还是回到我们上面的案例中来说明这个过程。
组件在调用ReactDOM.render()之后，会执行一个_renderNewRootComponent方法，大家可以去翻阅源码看一看，该方法执行了一个ReactUpdates.batchedUpdates()。batchedUpdates是什么呢？我们看看它的代码。
1 var transaction = new ReactDefaultBatchingStrategyTransaction(); 2 3 var ReactDefaultBatchingStrategy = { 4 isBatchingUpdates: false, 5 6 /** 7 * Call the provided function in a context within which calls to `setState` 8 * and friends are batched such that components aren‘t updated unnecessarily. 9 */ 10 batchedUpdates: function (callback, a, b, c, d, e) { 11 var alreadyBatchingUpdates = ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates; 12 13 ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates = true; 14 15 // The code is written this way to avoid extra allocations 16 if (alreadyBatchingUpdates) { 17 return callback(a, b, c, d, e); 18 } else { 19 return transaction.perform(callback, null, a, b, c, d, e); 20 } 21 } 22 };
从代码中我们可以看出，这个batchedUpdates由于是第一次被调用，alreadyBatchingUpdates为false，因此会去执行transaction.perform(method)，这就将进入一个事务，这个事务具体做了啥我们暂时不用管，我们只需要知道这个transaction是ReactDefaultBatchingStrategyTransaction的实例，它代表了其中一类事务的执行。然后会在该事务中调用perform中传入的method方法，即开启了组件的首次装载。当装载完毕会调用componentDidMount(注意，此时还是在执行method方法，事务还没结束，事务只有在执行完method后执行一系列close才会结束)，在该方法中，我们调用了setState，出现了一系列奇怪的现象。因此，我们再来看看setState方法，这里只贴部分代码。
1 ReactComponent.prototype.setState = function (partialState, callback) { 2 !(typeof partialState === ‘object‘ || typeof partialState === ‘function‘ || partialState == null) ? "development" !== ‘production‘ ? invariant(false, ‘setState(...): takes an object of state variables to update or a function which returns an object of state variables.‘) : _prodInvariant(‘85‘) : void 0; 3 this.updater.enqueueSetState(this, partialState); 4 if (callback) { 5 this.updater.enqueueCallback(this, callback, ‘setState‘); 6 } 7 };
setState在调用时做了两件事，第一，调用enqueueSetState。该方法将我们传入的partialState添加到一个叫做_pendingStateQueue的队列中去存起来，然后执行一个enqueueUpdate方法。第二，如果存在callback就调用enqueueCallback将其存入一个_pendingCallbacks队列中存起来。然后我们来看enqueueUpdate方法。
1 function enqueueUpdate(component) { 2 ensureInjected(); 3 4 // Various parts of our code (such as ReactCompositeComponent‘s 5 // _renderValidatedComponent) assume that calls to render aren‘t nested; 6 // verify that that‘s the case. (This is called by each top-level update 7 // function, like setState, forceUpdate, etc.; creation and 8 // destruction of top-level components is guarded in ReactMount.) 9 10 if (!batchingStrategy.isBatchingUpdates) { 11 batchingStrategy.batchedUpdates(enqueueUpdate, component); 12 return; 13 } 14 15 dirtyComponents.push(component); 16 if (component._updateBatchNumber == null) { 17 component._updateBatchNumber = updateBatchNumber + 1; 18 } 19 }
是否看到了某些熟悉的字眼，如isBatchingUpdates和batchedUpdates。不错，其实翻阅代码就能明白，这个batchingStrategy就是上面的ReactDefaultBatchingStrategy，只是它通过inject的形式对其进行赋值，比较隐蔽。因此，我们当前的setState已经处于了这一类事务之中，isBatchingUpdates已经被置为true，所以将会把它添加到dirtyComponents中，在某一时刻做批量更新。因此在前两个setState中，并没有做任何状态更新，以及组件更新的事，而仅仅是将新的state和该组件存在了队列之中，因此两次都会打印出0，我们之前的第一个问题就解决了，还有一个问题，我们接着往下走。
在setTimeout中执行的setState打印出了2和3，有了前面的铺垫，我们大概就能得出结论，这应该就是因为这两次setState分别执行了一次完整的事务，导致state被直接更新而造成的结果。那么问题来了，为什么setTimeout中的setState会分别执行两次不同的事务？之前执行ReactDOM.render开启的事务在什么时候结束了？我们来看下列代码。
1 var RESET_BATCHED_UPDATES = { 2 initialize: emptyFunction, 3 close: function () { 4 ReactDefaultBatchingStrategy.isBatchingUpdates = false; 5 } 6 }; 7 8 var FLUSH_BATCHED_UPDATES = { 9 initialize: emptyFunction, 10 close: ReactUpdates.flushBatchedUpdates.bind(ReactUpdates) 11 }; 12 13 var TRANSACTION_WRAPPERS = [FLUSH_BATCHED_UPDATES, RESET_BATCHED_UPDATES]; 14 15 function ReactDefaultBatchingStrategyTransaction() { 16 this.reinitializeTransaction(); 17 } 18 19 _assign(ReactDefaultBatchingStrategyTransaction.prototype, Transaction, { 20 getTransactionWrappers: function () { 21 return TRANSACTION_WRAPPERS; 22 } 23 });
这段代码也是写在ReactDefaultBatchingStrategy这个对象中的。我们之前提到这个事务中transaction是ReactDefaultBatchingStrategyTransaction的实例，这段代码其实就是给该事务添加了两个在事务结束时会被调用的close方法。即在perform中的method执行完毕后，会按照这里数组的顺序[FLUSH_BATCHED_UPDATES, RESET_BATCHED_UPDATES]依次调用其close方法。FLUSH_BATCHED_UPDATES是执行批量更新操作。RESET_BATCHED_UPDATES我们可以看到将isBatchingUpdates变回false，即意味着事务结束。接下来再调用setState时，enqueueUpdate不会再将其添加到dirtyComponents中，而是执行batchingStrategy.batchedUpdates(enqueueUpdate, component)开启一个新事务。但是需要注意，这里传入的参数是enqueueUpdate，即perform中执行的method为enqueueUpdate，而再次调用该enqueueUpdate方法会去执行dirtyComponents那一步。这就可以理解为，处于单独事务的setState也是通过将组件添加到dirtyComponents来完成更新的，只不过这里是在enqueueUpdate执行完毕后立即执行相应的close方法完成更新，而前面两个setState需在整个组件装载完成之后，即在componentDidMount执行完毕后才会去调用close完成更新。总结一下4个setState执行的过程就是：先执行两次console.log，然后执行批量更新，再执行setState直接更新，执行console.log，最后再执行setState直接更新，再执行console.log，所以就会得出0,0,2,3。
如下两种相似的写法，得出不同的结果。
class Root extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { count: 0 }; } componentDidMount() { let me = this; me.setState({ count: me.state.count + 1 }); me.setState({ count: me.state.count + 1 }); } render() { return ( <h1>{this.state.count}</h1> //页面中将打印出1 ) } }
class Root extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { count: 0 }; } componentDidMount() { let me = this; me.setState(function(state, props) { return { count: state.count + 1 } }); me.setState(function(state, props) { return { count: state.count + 1 } }); } render() { return ( <h1>{this.state.count}</h1> //页面中将打印出2 ) } }
这两种写法，一个是在setState中传入了object，一个是传入了function，却得到了两种不同的结果，这是什么原因造成的，这就需要我们去深入了解一下进行批量更行时都做了些什么。
前面提到事务即将结束时，会去调用FLUSH_BATCHED_UPDATES的flushBatchedUpdates方法执行批量更新，该方法会去遍历dirtyComponents，对每一项执行performUpdateIfNecessary方法，该方法代码如下：
1 performUpdateIfNecessary: function (transaction) { 2 if (this._pendingElement != null) { 3 ReactReconciler.receiveComponent(this, this._pendingElement, transaction, this._context); 4 } else if (this._pendingStateQueue !== null || this._pendingForceUpdate) { 5 this.updateComponent(transaction, this._currentElement, this._currentElement, this._context, this._context); 6 } else { 7 this._updateBatchNumber = null; 8 } 9 }
在我们的setState更新中，其实只会用到第二个 this._pendingStateQueue !== null 的判断，即如果_pendingStateQueue中还存在未处理的state，那就会执行updateComponent完成更新。那_pendingStateQueue是何时被处理的呢，继续看！
通过翻阅updateComponent方法，我们可以知道_pendingStateQueue是在该方法中由_processPendingState(nextProps, nextContext)方法做了一些处理，该方法传入两个参数，新的props属性和新的上下文环境，这个上下文环境可以先不用管。我们看看_processPendingState的具体实现。
1 _processPendingState: function (props, context) { 2 var inst = this._instance; // _instance保存了Constructor的实例，即通过ReactClass创建的组件的实例 3 var queue = this._pendingStateQueue; 4 var replace = this._pendingReplaceState; 5 this._pendingReplaceState = false; 6 this._pendingStateQueue = null; 7 8 if (!queue) { 9 return inst.state; 10 } 11 12 if (replace && queue.length === 1) { 13 return queue[0]; 14 } 15 16 var nextState = _assign({}, replace ? queue[0] : inst.state); 17 for (var i = replace ? 1 : 0; i < queue.length; i++) { 18 var partial = queue[i]; 19 _assign(nextState, typeof partial === ‘function‘ ? partial.call(inst, nextState, props, context) : partial); 20 } 21 22 return nextState; 23 },
什么replace啊什么的都可以暂时不用看，主要先看for循环内部做的事情，replace我们暂时认为是false。for循环遍历了_pendingStateQueue中所有保存的状态，对于每一个状态进行处理，处理时首先判断保存的是function还是object。若是function，就在inst的上下文中执行该匿名函数，该函数返回一个代表新state的object，然后执行assign将其与原有的state合并；若是object，则直接与state合并。注意，传入setState的第一个参数如果是function类型，我们可以看到，其第一个参数nextState即表示更新之前的状态；第二个参数props代表更新之后的props，第三个context代表新的上下文环境。之后返回合并后的state。这里还需要注意一点，这一点很关键，代码中出现了this._pendingStateQueue = null这么一段，这也就意味着dirtyComponents进入下一次循环时，执行performUpdateIfNecessary不会再去更新组件，这就实现了批量更新，即只做一次更新操作，React在更新组件时就是用这种方式做了优化。
好了，回来看我们的案例，当我们传入函数作为setState的第一个参数时，我们用该函数提供给我们的state参数来访问组件的state。该state在代码中就对应nextState这个值，这个值在每一次for循环执行时都会对其进行合并，因此第二次执行setState，我们在函数中访问的state就是第一次执行setState后已经合并过的值，所以会打印出2。然而直接通过this.state.count来访问，因为在执行对_pendingStateQueue的for循环时，组件的update还未执行完，this.state还未被赋予新的值，其实了解一下updateComponent会发现，this.state的更新会在_processPendingState执行完执行。所以两次setState取到的都是this.state.count最初的值0，这就解释了之前的现象。其实，这也是React为了解决这种前后state依赖但是state又没及时更新的一种方案，因此在使用时大家要根据实际情况来判断该用哪种方式传参。
接下来我们再来看看setState的第二个参数，回调函数，它是在什么时候执行的。
1 class Root extends React.Component { 2 constructor(props) { 3 super(props); 4 this.state = { 5 count: 0 6 }; 7 } 8 9 componentDidMount() { 10 let me = this; 11 setTimeout(function() { 12 me.setState({count: me.state.count + 1}, function() { 13 console.log(‘did callback‘); 14 }); 15 console.log(‘hello‘); 16 }, 0); 17 } 18 19 componentDidUpdate() { 20 console.log(‘did update‘); 21 } 22 23 render() { 24 return <h1>{this.state.count}</h1> 25 } 26 }
这个案例控制台打印顺序是怎样的呢？不卖关子了，答案是did update，did callback，hello。这里是在一个setTimeout中执行了setState，因此其处于一个单独的事务之中，所以hello最后打印容易理解。然后我们来看看setState执行更新时做了些啥。前面我们知道在执行完组件装载即调用了componentDidMount之后，事务开始执行一系列close方法，这其中包括调用FLUSH_BATCHED_UPDATES中的flushBatchedUpdates，我们来看看这段代码。
1 var flushBatchedUpdates = function () { 2 // ReactUpdatesFlushTransaction‘s wrappers will clear the dirtyComponents 3 // array and perform any updates enqueued by mount-ready handlers (i.e., 4 // componentDidUpdate) but we need to check here too in order to catch 5 // updates enqueued by setState callbacks and asap calls. 6 while (dirtyComponents.length || asapEnqueued) { 7 if (dirtyComponents.length) { 8 var transaction = ReactUpdatesFlushTransaction.getPooled(); 9 transaction.perform(runBatchedUpdates, null, transaction); // 处理批量更新 10 ReactUpdatesFlushTransaction.release(transaction); 11 } 12 13 if (asapEnqueued) { 14 asapEnqueued = false; 15 var queue = asapCallbackQueue; 16 asapCallbackQueue = CallbackQueue.getPooled(); 17 queue.notifyAll(); // 处理callback 18 CallbackQueue.release(queue); 19 } 20 } 21 };
可以看我做了中文标注的两个地方，这个方法其实主要就是处理了组件的更新和callback的调用。组件的更新发生在runBatchedUpdates这个方法中，下面的queue.notifyAll内部其实就是从队列中去除callback调用，因此应该是先执行完更新，调用componentDidUpdate方法之后，再去执行callback，就有了我们上面的结果。
React在组件更新方面做了很多优化，这其中就包括了上述的批量更新。在componentDidMount中执行了N个setState，如果执行N次更新是件很傻的事情。React利用其独特的事务实现，做了这些优化。正是因为这些优化，才造成了上面见到的怪现象。还有一点，再使用this.state时一定要注意组件的生命周期，很多时候在获取state的时候，组件更新还未完成，this.state还未改变，这是很容易造成bug的一个地方，要避免这个问题，需要对组件生命周期有一定的了解。在执行setState时，我们可以通过在第一个参数传入function的形式来避免类似的问题。如果大家发现有任何问题，都可以在评论中告诉我，感激不尽。
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