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：

1. React 16 的背景
2. Hooks 的设计理念
3. 核心 Hooks 的底层实现思路 （useState, useEffect, useContext, ...）
4. React 内部的 Hook 数据结构
5. 执行流程（函数组件渲染时 Hook 的调用顺序）

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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。

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2. Hooks 的设计理念

React Hooks 有几个原则：

1. 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。
2. • 这是因为 Hooks 依赖调用顺序来定位。
3. 只能在 React 函数组件或自定义 Hook 中调用。
4. 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。

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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 state
  baseState: any,         // 初始 state
  queue: 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。
• 1. React 在当前 fiber 上创建一个 Hook 节点，memoizedState = initial。
  2. 返回 [state, dispatch]。
  3. dispatch 本质是一个函数：
• 渲染时，React 会执行 processUpdateQueue，消费 queue，更新 memoizedState。

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(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。
• 1. React 在 Hook 节点里记录 create 和 deps。
  2. 在 commit 阶段（DOM 更新后），React 比较新旧依赖：

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(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。

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(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。

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(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。

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(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。

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(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。

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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"。

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5. Hook 执行流程总结

1. 初次渲染
2. • 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。
3. 更新渲染
4. • 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。
5. 提交阶段（commit phase）
6. • 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。

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✅ 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。

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