React生命周期浅谈

框架

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2018-1-29

React学习过程中,对于组件最重要的(也可能是之一)的莫过于是组件的生命周期了,React相当于使用状态来映射到界面输出,通过状态的改变从而改变界面效果。在状态的改变过程中,必须要经历组件的生命周期。

  React会经历三个阶段:mount、update、unmount,每个阶段对应两个生命周期(ummount除外):Will(对应进入)与Did(对应结束),因而存在五个对应的方法,并且在update阶段存在两种特殊的方法:shouldComponentUpdate与componentWillReceiveProps,这
些函数基本构成了React的生命周期。如下图所示:

  上图中的getDefaultProps和getInitialState分别对应ES6中的static defaultProps = {}与构造函数construct中的this.state ={}赋值。下面我们按照上图的过程依次介绍:(介绍主要以React.createClass为例,基本等同于extends React.Component)

React生命周期

初次渲染

//本文代码基于15.0,只删选其中有用的部分,注释来源于《深入React技术栈》
var React = {
  //...
  createClass: ReactClass.createClass
  //...
};

var ReactClass = {
  // 创建自定义组件
  createClass: function(spec) {
    var Constructor = function(props, context, updater) {
      // 自动绑定
      if (this.__reactAutoBindPairs.length) {
        bindAutoBindMethods(this);
      }

      this.props = props;
      this.context = context;
      this.refs = emptyObject;
      this.updater = updater || ReactNoopUpdateQueue;
      this.state = null;

      // ReactClass 没有构造函数,通过 getInitialState 和 componentWillMount 来代替
      var initialState = this.getInitialState ? this.getInitialState() : null;
      this.state = initialState;
    };

    // 原型继承父类
    Constructor.prototype = new ReactClassComponent();
    Constructor.prototype.constructor = Constructor;
    Constructor.prototype.__reactAutoBindPairs = [];

    // 合并 mixin
    injectedMixins.forEach(
      mixSpecIntoComponent.bind(null, Constructor)
    );

    mixSpecIntoComponent(Constructor, spec);

    // 所有 mixin 合并后初始化 defaultProps(在整个生命周期中,getDefaultProps 只执行一次)
    if (Constructor.getDefaultProps) {
      Constructor.defaultProps = Constructor.getDefaultProps();
    }
    // 减少查找并设置原型的时间
    for (var methodName in ReactClassInterface) {
      if (!Constructor.prototype[methodName]) {
        Constructor.prototype[methodName] = null;
      }
    }
    return Constructor;
  },
};

  总结一下上面的代码React.createClass返回函数Constructor(props, context, updater)用来生成组件的实例,而React.createClass执行的时候会执行包括:合并mixin,获取默认属性defaultProps将其赋值到Constructor的原型中,并且也将传入React.createClass中的方法赋值到Constructor的原型中,以缩短再次查找方法的时间。
  在这个函数中,我们关心的部分其实主要集中在:

if (Constructor.getDefaultProps) {
      Constructor.defaultProps = Constructor.getDefaultProps();
}

  我们发现在调用React.createClass,已经执行了getDefaultProps(),并将其赋值于Constructor的原型中,所以我们对照声明周期图可以得到:

React中的getDefaultProps()仅会在整个生命周期中只执行一次,并且初始化的实例都会共享该defaultProps

  ReactCompositeComponent中的mountComponent、updateComponent、unmountComponent分别对应于React中mount、update、unmount阶段的处理,首先大致看一下mount阶段的简要代码:

// 当组件挂载时,会分配一个递增编号,表示执行 ReactUpdates 时更新组件的顺序
var nextMountID = 1;

var ReactCompositeComponent = {
    /**
     * 组件初始化,渲染、注册事件
     * @param {ReactReconcileTransaction|ReactServerRenderingTransaction} transaction
     * @param {?object} hostParent
     * @param {?object} hostContainerInfo
     * @param {?object} context
     * @return {?string} 返回的markup会被插入DOM中.
     * @final
     * @internal
     */
    mountComponent: function (transaction, nativeParent, nativeContainerInfo, context) {
        // 当前元素对应的上下文
        this._context = context;
        this._mountOrder = nextMountID++;
        this._nativeParent = nativeParent;
        this._nativeContainerInfo = nativeContainerInfo;

        var publicProps = this._processProps(this._currentElement.props);
        var publicContext = this._processContext(context);

        var Component = this._currentElement.type;

        // 初始化公共类
        var inst = this._constructComponent(publicProps, publicContext);
        var renderedElement;

        // 用于判断组件是否为 stateless,无状态组件没有状态更新队列,它只专注于渲染
        if (!shouldConstruct(Component) && (inst == null || inst.render == null)) {
            renderedElement = inst;
            warnIfInvalidElement(Component, renderedElement);
            inst = new StatelessComponent(Component);
        }

        // 这些初始化参数本应该在构造函数中设置,在此设置是为了便于进行简单的类抽象
        inst.props = publicProps;
        inst.context = publicContext;
        inst.refs = emptyObject;
        inst.updater = ReactUpdateQueue;

        this._instance = inst;

        // 将实例存储为一个引用
        ReactInstanceMap.set(inst, this);

        // 初始化 state
        var initialState = inst.state;
        if (initialState === undefined) {
            inst.state = initialState = null;
        }

        // 初始化更新队列
        this._pendingStateQueue = null;
        this._pendingReplaceState = false;
        this._pendingForceUpdate = false;

        var markup;
        // 如果挂载时出现错误
        if (inst.unstable_handleError) {
            markup = this.performInitialMountWithErrorHandling(renderedElement, nativeParent,
                nativeContainerInfo, transaction, context);
        } else {
            // 执行初始化挂载
            markup = this.performInitialMount(renderedElement, nativeParent, nativeContainerInfo, transaction,
                context);
        }

        // 如果存在 componentDidMount,则调用
        if (inst.componentDidMount) {
            transaction.getReactMountReady().enqueue(inst.componentDidMount, inst);
        }

        return markup;
    },

    performInitialMountWithErrorHandling: function (renderedElement, nativeParent, nativeContainerInfo,
                                                    transaction, context) {
        var markup;
        var checkpoint = transaction.checkpoint();

        try {
            // 捕捉错误,如果没有错误,则初始化挂载
            markup = this.performInitialMount(renderedElement, nativeParent, nativeContainerInfo, transaction,
                context);
        } catch (e) {
            transaction.rollback(checkpoint);
            this._instance.unstable_handleError(e);
            if (this._pendingStateQueue) {
                this._instance.state = this._processPendingState(this._instance.props, this._instance.context);
            }
            checkpoint = transaction.checkpoint();

            // 如果捕捉到错误,则执行 unmountComponent 后,再初始化挂载
            this._renderedComponent.unmountComponent(true);
            transaction.rollback(checkpoint);

            markup = this.performInitialMount(renderedElement, nativeParent, nativeContainerInfo, transaction,
                context);
        }
        return markup;
    },

    performInitialMount: function (renderedElement, nativeParent, nativeContainerInfo, transaction,
                                   context) {
        var inst = this._instance;
        // 如果存在 componentWillMount,则调用
        if (inst.componentWillMount) {
            inst.componentWillMount();
            // componentWillMount 调用 setState 时,不会触发 re-render 而是自动提前合并
            if (this._pendingStateQueue) {
                inst.state = this._processPendingState(inst.props, inst.context);
            }
        }

        // 如果不是无状态组件,即可开始渲染
        if (renderedElement === undefined) {
            renderedElement = this._renderValidatedComponent();
        }

        this._renderedNodeType = ReactNodeTypes.getType(renderedElement);
        // 得到 _currentElement 对应的 component 类实例
        this._renderedComponent = this._instantiateReactComponent(
            renderedElement
        );
        // render 递归渲染
        var markup = ReactReconciler.mountComponent(this._renderedComponent, transaction, nativeParent,
            nativeContainerInfo, this._processChildContext(context));

        return markup;
    }
}

  我们现在只关心生命周期相关的代码,初始化及其他的代码暂时不考虑,我们发现初始化state之后会进入渲染的步骤,根据是否存在错误,选择性执行performInitialMountWithErrorHandling与performInitialMount,我们仅考虑正常情况下的performInitialMount。

// 如果存在 componentWillMount,则调用
 if (inst.componentWillMount) {
     inst.componentWillMount();
     // componentWillMount 调用 setState 时,不会触发 re-render 而是自动提前合并
     if (this._pendingStateQueue) {
         inst.state = this._processPendingState(inst.props, inst.context);
     }
 }

  如果存在componentWillMount则执行,如果在componentWillMount执行了setState方法,在componentWillMount并不会得到已经更新的state,因为我们发现的state的合并过程是在componentWillMount结束后才执行的。然后在performInitialMount(为例)会进行递归渲染,
然后在递归执行结束后,返回markup(返回的markup会被插入DOM中)。然后,如果存在 componentDidMount。并且由于渲染的过程都是递归的,我们可以综合得到渲染阶段的生命周期(包括子节点)如下:

更新阶段

  首先还是看一下简要的更新阶段的代码:

var ReactCompositeComponent = {
    /**
     * 更新已经渲染的组件。componentWillReceiveProps和shouldComponentUpdate方法将会被调用
     * 然后,(更新的过程没有被省略),其余的更新阶段的生命周期都会被调用,对应的DOM会被更新。
     * @param {ReactReconcileTransaction} transaction
     * @param {ReactElement} prevParentElement
     * @param {ReactElement} nextParentElement
     * @internal
     * @overridable
     */

    updateComponent: function (transaction, prevParentElement, nextParentElement, prevUnmaskedContext, nextUnmaskedContext) {
        var inst = this._instance;
        var willReceive = false;
        var nextContext;
        var nextProps;

        // Determine if the context has changed or not
        if (this._context === nextUnmaskedContext) {
            nextContext = inst.context;
        } else {
            nextContext = this._processContext(nextUnmaskedContext);
            willReceive = true;
        }

        var prevProps = prevParentElement.props;
        var nextProps = nextParentElement.props;

        // Not a simple state update but a props update
        if (prevParentElement !== nextParentElement) {
            willReceive = true;
        }

        // 如果存在 componentWillReceiveProps,则调用
        if (willReceive && inst.componentWillReceiveProps) {
            inst.componentWillReceiveProps(nextProps, nextContext);
        }

        // 将新的 state 合并到更新队列中,此时 nextState 为最新的 state
        var nextState = this._processPendingState(nextProps, nextContext);

        // 根据更新队列和 shouldComponentUpdate 的状态来判断是否需要更新组件
        var shouldUpdate =
            this._pendingForceUpdate || !inst.shouldComponentUpdate ||
            inst.shouldComponentUpdate(nextProps, nextState, nextContext);

        if (shouldUpdate) {
            // 重置更新队列
            this._pendingForceUpdate = false;
            // 即将更新 this.props、this.state 和 this.context
            this._performComponentUpdate(nextParentElement, nextProps, nextState, nextContext, transaction,
                nextUnmaskedContext);
        } else {
            // 如果确定组件不更新,仍然要设置 props 和 state
            this._currentElement = nextParentElement;
            this._context = nextUnmaskedContext;
            inst.props = nextProps;
            inst.state = nextState;
            inst.context = nextContext;
        }
    },

    //当确定组件需要更新时,则调用
    _performComponentUpdate: function (nextElement, nextProps, nextState, nextContext, transaction, unmaskedContext) {
        var inst = this._instance;
        var hasComponentDidUpdate = Boolean(inst.componentDidUpdate);
        var prevProps;
        var prevState;
        var prevContext;

        // 如果存在 componentDidUpdate,则将当前的 props、state 和 context 保存一份
        if (hasComponentDidUpdate) {
            prevProps = inst.props;
            prevState = inst.state;
            prevContext = inst.context;
        }

        // 如果存在 componentWillUpdate,则调用
        if (inst.componentWillUpdate) {
            inst.componentWillUpdate(nextProps, nextState, nextContext);
        }

        this._currentElement = nextElement;
        this._context = unmaskedContext;

        // 更新 this.props、this.state 和 this.context
        inst.props = nextProps;
        inst.state = nextState;
        inst.context = nextContext;

        // 实现代码省略,递归调用 render 渲染组件
        this._updateRenderedComponent(transaction, unmaskedContext);

        // 当组件完成更新后,如果存在 componentDidUpdate,则调用
        if (hasComponentDidUpdate) {
            transaction.getReactMountReady().enqueue(
                inst.componentDidUpdate.bind(inst, prevProps, prevState, prevContext),
                inst
            );
        }
    }
}

  判断更新阶段是否需要调用componentWillReceiveProps主要通过如下,同样我们只关心生命周期相关的代码,其他的代码暂时不考虑:

if (this._context === nextUnmaskedContext) {
    nextContext = inst.context;
} else {
    nextContext = this._processContext(nextUnmaskedContext);
    willReceive = true;
}

var prevProps = prevParentElement.props;
var nextProps = nextParentElement.props;

// Not a simple state update but a props update
if (prevParentElement !== nextParentElement) {
    willReceive = true;
}

// 如果存在 componentWillReceiveProps,则调用
if (willReceive && inst.componentWillReceiveProps) {
    inst.componentWillReceiveProps(nextProps, nextContext);
}

  所以我们可以分析得出只有在context发生变化或者parentElement前后不一致(prevParentElement !== nextParentElement)时,willReceive才为true,这时,如果存在componentWillReceiveProps,就会被调用。那么我们需要了解的是parentElement存储的是什么信息,parentElement存储的信息如下:

{
    $$typeof:Symbol(react.element),
    key:null,
    props:Object,
    ref:null,
    type: function Example(props),
    _owner:ReactCompositeComponentWrapper,
    _store:Object,
    _self:App,
    _source:Object,
    __proto__:Object
}

  我们发现,parentElement是不含父组件的state信息的。因此我们还可以得到下面的结论: 如果父组件的props等信息发生改变时,即使这个改变的属性没有传入到子组件,但也会引起子组件的componentWillReceiveProps的执行。
并且我们可以发现,如果在componentWillReceiveProps中调用setState,state是不会立即得到更新。state会在componentWillReceiveProps后合并,所以componentWillReceiveProps中是不能拿到新的state。

需要注意的是

不能在 shouldComponentUpdate 和 componentWillUpdate 中调用 setState,原因是shouldComponentUpdate与componentWillUpdate调用setState会导致再次调用updateComponent,这会造成循环调用,直至耗光浏览器内存后崩溃。

var shouldUpdate =
    this._pendingForceUpdate || !inst.shouldComponentUpdate ||
    inst.shouldComponentUpdate(nextProps, nextState, nextContext);

if (shouldUpdate) {
    // 重置更新队列
    this._pendingForceUpdate = false;
    // 即将更新 this.props、this.state 和 this.context
    this._performComponentUpdate(nextParentElement, nextProps, nextState, nextContext, transaction,
        nextUnmaskedContext);
} else {
    // 如果确定组件不更新,仍然要设置 props 和 state
    this._currentElement = nextParentElement;
    this._context = nextUnmaskedContext;
    inst.props = nextProps;
    inst.state = nextState;
    inst.context = nextContext;
}

  然后我们会根据shouldComponentUpdate返回的内容,决定是否执行全部的声明周期更新操作。如果返回false,就不会执行接下来的更新操作。但是,从上面看得出,即使shouldComponentUpdate返回了false,组件中的props和state以及state的都会被更新(当然,调用了forceUpdate函数的话,会跳过shouldComponentUpdate的判断过程。)
如果shouldComponentUpdate返回true或者没有定义shouldComponentUpdate函数,就会进行进行组件更新。如果存在componentDidUpdate,会将更新前的state、props和context保留一份备份。如果存在componentWillUpdate,则调用。接着递归调用render进行渲染更新。当组件完成更新后,如果存在componentDidUpdate函数就会被调用,
并将更新前的状态备份和当前的状态作为参数传递。

卸载阶段

var ReactCompositeComponent = {
    /**
     * 释放由`mountComponent`分配的资源.
     *
     * @final
     * @internal
     */
    unmountComponent: function(safely) {
        if (!this._renderedComponent) {
            return;
        }
        var inst = this._instance;
        // 如果存在 componentWillUnmount,则调用
        if (inst.componentWillUnmount) {
            if (safely) {
                var name = this.getName() + '.componentWillUnmount()';
                ReactErrorUtils.invokeGuardedCallback(name, inst.componentWillUnmount.bind(inst));
            } else {
                inst.componentWillUnmount();
            }
        }
        // 如果组件已经渲染,则对组件进行 unmountComponent 操作
        if (this._renderedComponent) {
            ReactReconciler.unmountComponent(this._renderedComponent, safely);
            this._renderedNodeType = null;
            this._renderedComponent = null;
            this._instance = null;
        }
        // 重置相关参数、更新队列以及更新状态
        this._pendingStateQueue = null;
        this._pendingReplaceState = false;
        this._pendingForceUpdate = false;
        this._pendingCallbacks = null;
        this._pendingElement = null;
        this._context = null;
        this._rootNodeID = null;
        this._topLevelWrapper = null;
        // 清除公共类
        ReactInstanceMap.remove(inst);
    }
}

  卸载阶段非常简单,如果存在componentWillUnmount函数,则会在更新前调用。然后递归调用清理渲染。最后将相关参数、更新队列以及更新状态进行重置为空。
  本来想接着写一下setState和React Transaction,发现太弱鸡了,并没有看懂,现在正在学习研究中,大家以后可以关注一下~

https://github.com/MrErHu/blog/issues/2