State

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setState方法最大的特点在于异步批次更新,其内部实现原理我们会在未来章节详细介绍。

组件状态

避免状态误用

React 组件中的数据流主要由 Props 与 State 构成,我们已经知道 State 可以用于存放组件内部的临时状态。在传统的面向对象编程中,我们习惯在构造函数中将外部传入的构造参数存入类的成员变量中;不过这种设计模式在 React 组件开发中却容易造成反模式。譬如我们要开发NameLabel 组件,其允许外部传入firstNamelastName 两个参数,该组件会将两个参数组合展示:

class NameLabel extends Component {
constructor(props) {
super(props);
this.state = {
fullName: props.firstName + "" + props.lastName
};
}
render() {
return <h1>Hello, {this.state.fullName}</h1>;
}
}

该组件存在的问题在于我们将 Props 传入的参数缓存在了 State 中,当父组件修改 Props 参数时并不会触发构造函数,相对应地最终的界面展示也就不会随着外部传入参数的变化而变化。为了修复这个错误我们可以复写组件的componentWillReceiveProps 函数:

class NameLabel extends Component {
constructor(props) {
super(props);
this.state = {
fullName: props.firstName + "" + props.lastName
};
}
componentWillReceiveProps(nextProps) {
this.state = {
fullName: nextProps.firstName + "" + nextProps.lastName
};
}
render() {
return <h1>Hello, {this.state.fullName}</h1>;
}
}

通过复写componentWillReceiveProps 函数我们能够正确响应外部 Props 的变化,不过这种方式还是显得有所冗余,我们没有必要将 Props 中的数据缓存到 State 中。我们可以在render 函数中直接读取 Props 中传入的参数然后显示:

class NameLabel extends Component {
render() {
const { firstName, lastName } = this.props;
const fullName = firstName + "" + lastName;
return <h1>Hello, {fullName}</h1>;
}
}

再精简一点,我们可以直接用函数式组件表示:

function NameLabel({ firstName, lastName }) {
const fullName = firstName + "" + lastName;
return <h1>Hello, {fullName}</h1>;
}

外部操作组件状态

React 中我们需要避免直接操作 DOM 节点或者访问全局变量,不过某些情况下我们需要在组件外触发组件内部状态更新,可以通过构建挂载于全局变量下的闭包来达成:

componentWillMount(){
globalVar.callback = (data) => {
// `this` 指向当前React组件
this.setState({...});
};
}

在我们需要触发事件更新,譬如将获取到的数据渲染到界面上时,直接操作全局变量即可:

globalVar.callback(data);

笔者还是要强调下,这种模式并不提倡,会破坏 React 的数据流与组件的封装性,务必要谨慎使用。

setState 同步更新

我们在上文中提及,为了提高性能 React 将 setState 设置为批次更新,即是异步操作函数,并不能以顺序控制流的方式设置某些事件,我们也不能依赖于this.state来计算未来状态。典型的譬如我们希望在从服务端抓取数据并且渲染到界面之后,再隐藏加载进度条或者外部加载提示:

componentDidMount() {
fetch('https://example.com')
.then((res) => res.json())
.then(
(something) => {
this.setState({ something });
StatusBar.setNetworkActivityIndicatorVisible(false);
}
);
}

因为setState函数并不会阻塞等待状态更新完毕,因此setNetworkActivityIndicatorVisible有可能先于数据渲染完毕就执行。我们可以选择在componentWillUpdatecomponentDidUpdate这两个生命周期的回调函数中执行setNetworkActivityIndicatorVisible,但是会让代码变得破碎,可读性也不好。实际上在项目开发中我们更频繁遇见此类问题的场景是以某个变量控制元素可见性:

this.setState({showForm : !this.state.showForm});

我们预期的效果是每次事件触发后改变表单的可见性,但是在大型应用程序中如果事件的触发速度快于setState的更新速度,那么我们的值计算完全就是错的。本节就是讨论两种方式来保证setState的同步更新。

完成回调

setState函数的第二个参数允许传入回调函数,在状态更新完毕后进行调用,譬如:

this.setState({
load: !this.state.load,
count: this.state.count + 1
}, () => {
console.log(this.state.count);
console.log('加载完成')
});

这里的回调函数用法相信大家很熟悉,就是 JavaScript 异步编程相关知识,我们可以引入 Promise 来封装 setState:

setStateAsync(state) {
return new Promise((resolve) => {
this.setState(state, resolve)
});
}

setStateAsync返回的是 Promise 对象,在调用时我们可以使用 Async/Await 语法来优化代码风格:

async componentDidMount() {
StatusBar.setNetworkActivityIndicatorVisible(true)
const res = await fetch('https://api.ipify.org?format=json')
const {ip} = await res.json()
await this.setStateAsync({ipAddress: ip})
StatusBar.setNetworkActivityIndicatorVisible(false)
}

这里我们就可以保证在setState渲染完毕之后调用外部状态栏将网络请求状态修改为已结束,整个组件的完整定义为:

class AwesomeProject extends Component {
state = {}
setStateAsync(state) {
...
}
async componentDidMount() {
...
}
render() {
return (
<View style={styles.container}>
<Text style={styles.welcome}>
My IP is {this.state.ipAddress || 'Unknown'}
</Text>
</View>
);
}
}

传入状态计算函数

除了使用回调函数的方式监听状态更新结果之外,React 还允许我们传入某个状态计算函数而不是对象来作为第一个参数。状态计算函数能够为我们提供可信赖的组件的 State 与 Props 值,即会自动地将我们的状态更新操作添加到队列中并等待前面的更新完毕后传入最新的状态值:

this.setState(function(prevState, props){
return {showForm: !prevState.showForm}
});

这里我们以简单的计数器为例,我们希望用户点击按钮之后将计数值连加两次,基本的组件为:

class Counter extends React.Component{
constructor(props){
super(props);
this.state = {count : 0}
this.incrementCount = this.incrementCount.bind(this)
}
incrementCount(){
...
}
render(){
return <div>
<button onClick={this.incrementCount}>Increment</button>
<div>{this.state.count}</div>
</div>
}
}

直观的写法我们可以连续调用两次setState函数,这边的用法可能看起来有点怪异,不过更多的是为了说明异步更新带来的数据不可预测问题。

incrementCount(){
this.setState({count : this.state.count + 1})
this.setState({count : this.state.count + 1})
}

上述代码的效果是每次点击之后计数值只会加 1,实际上第二个setState并没有等待第一个setState执行完毕就开始执行了,因此其依赖的当前计数值完全是错的。我们当然可以使用上文提及的setStateAsync来进行同步控制,不过这里我们使用状态计算函数来保证同步性:

incrementCount(){
this.setState((prevState, props) => ({
count: prevState.count + 1
}));
this.setState((prevState, props) => ({
count: prevState.count + 1
}));
}

这里的第二个setState传入的prevState值就是第一个setState执行完毕之后的计数值,也顺利保证了连续自增两次。

JavaScript Immutablitiy

React 开发中的一大痛点就是对于状态的处理与更新,譬如在我们需要创建编辑用户信息的表单时,往往我们会创建单一的响应处理函数来处理表单数据的变更,其形式可能如下:

updateState(event) {
const {name, value} = event.target;
let user = this.state.user;
user[name] = value;
return this.setState({user});
}

不过这种方式算是典型的错误,其并不能实际地触发页面重渲染;这是因为变量 user 只是对于状态的引用,React 默认的更新机制采用了浅比较,因此并不会判断对象的属性值是否发生了变化。React 官方文档中建议我们将 this.state 当做不可变数据对待,我们不应该直接修改 this.state 中的某个状态的属性值,而是应该像纯函数那样构造出新的对象;本部分即是讨论几种 React 开发中常见的不可变数据结构的操作方法。

原生不可变性实现

Object.assign 能够创建对象的拷贝,首个参数为需要拷贝的目标,我们往往会传入新创建的空对象;而后续的参数表示拷贝的其他来源。利用 Object.assign 复写的上述代码为:

updateState(event) {
const {name, value} = event.target;
let user = Object.assign({}, this.state.user);
user[name] = value;
return this.setState({user});
}

通过 Object.assign 我们创建了原本 user 对象的数据拷贝,这样我们直接操作新对象的属性然后调用 setState 函数就能够正确地触发界面重渲染了。不过我们需要注意的是Object.assign 只是一层浅复制,在某些情况下有可能会造成数据的异常改变;另外 IE 中并不支持 Object.assign,如果我们的部署环境包括 IE 那么需要引入 object-assign 这样的垫片。除了 Object.assign,我们还可以使用对象的扩展操作符来创建新的对象:

updateState(event) {
const {name, value} = event.target;
let user = {...this.state.user, [name]: value};
this.setState({user});
}

扩展操作符能够自动将目标对象展开,将原属性复制到新对象中,其相较于 Object.assign 不需要额外的垫片(Babel 能够自动转化),并且代码也更为优雅。我们同样可以合并使用解构与扩展操作符:

updateState({target}) {
this.setState({user: {...this.state.user, [target.name]: target.value}});
}

immutability-helper

immutability-helper 是早期 React 内置的 react-addons-update 的替代,它能够帮助开发者修个某个对象深层嵌套的属性并且返回新的对象。其基本引入方式为:

// import update from 'react-addons-update';
import update from 'immutability-helper';
const state1 = ['x'];
const state2 = update(state1, {$push: ['y']}); // ['x', 'y']

在上文中我们强调过 Object.assign 与扩展操作符都是一层浅复制,如果我们的数据结构嵌套层次较深时,我们就比较麻烦地去修改某个内部属性的值,譬如:

myData.x.y.z = 7;
// or...
myData.a.b.push(9);

我们在上文中讨论过,直接修改某个对象的内部属性并不会影响到该对象的引用值;基本的做法应该是去创建 myData 的拷贝然后改变需要修改的部分:

const newData = deepCopy(myData);
newData.x.y.z = 7;
newData.a.b.push(9);

不过深层拷贝的性能耗费往往较大,并且在某些包含嵌套的环境下并不现实;我们往往会选择仅拷贝需要更改的部分然后重用为更改的部分,不过这种方式在原生的 JavaScript 中往往会较为复杂:

const newData = extend(myData, {
x: extend(myData.x, {
y: extend(myData.x.y, {z: 7}),
}),
a: extend(myData.a, {b: myData.a.b.concat(9)})
});

这种方式的性能损耗也较大,而 immutability-helper 正是提供了用于简化数据修改的语法糖,从而使得对象修改变得更为容易:

import update from 'immutability-helper';
const newData = update(myData, {
x: {y: {z: {$set: 7}}},
a: {b: {$push: [9]}}
});

该语法借鉴了 MongoDB 中查询语言的模式,以 $ 为前缀的键被称为命令,而待修改的对象称为目标,这里我们讨论几种常见的用法:

  • 简单的添加数据

const initialArray = [1, 2, 3];
const newArray = update(initialArray, {$push: [4]}); // => [1, 2, 3, 4]
  • 嵌套数组的切割

const collection = [1, 2, {a: [12, 17, 15]}];
const newCollection = update(collection, {2: {a: {$splice: [[1, 1, 13, 14]]}}});
// => [1, 2, {a: [12, 13, 14, 15]}]
  • 根据现有值进行更新

const obj = {a: 5, b: 3};
const newObj = update(obj, {b: {$apply: function(x) {return x * 2;}}});
// => {a: 5, b: 6}
// This is equivalent, but gets verbose for deeply nested collections:
const newObj2 = update(obj, {b: {$set: obj.b * 2}});
  • 对象合并

const obj = {a: 5, b: 3};
const newObj = update(obj, {$merge: {b: 6, c: 7}}); // => {a: 5, b: 6, c: 7}

ImmutableJS

State 结构设计

接下来我们一起讨论下 State 的结构设计问题,在复杂组件中,我们可能需要在但单组件内维持复杂的具有项目依赖关系的状态数据,譬如在经典的 TODOList 组件中,我们首先需要保存当前全部的待做事项数据:

const initialState = [
{ id: 1, text: 'laundry' },
{ id: 2, text: 'shopping' }
// ...
]
class List extends React.Component {
state = {
todos: initialState
}
render() {
return (
<div>
<ul>
{this.state.todos.map(todo => <li key={todo.id}>{todo.text}</li>)}
</ul>
</div>
)
}
}

当你以为你大功告成的时候,产品经理让你添加一个搜索框,可以根据用户输入的内容动态地过滤列表显示内容。估计很多开发者会根据直觉写出如下代码:

class List extends React.Component {
state = {
todos: initialState,
filteredTodos: null
}
search(searchText) {
const filteredTodos = this.state.todos.filter(todo => todo.text.indexOf(searchText) > 0)
this.setState({ filteredTodos: filteredTodos })
}
render() {
// get todos from state
const {filteredTodos, todos} = this.state
// if there are filtered todos use them
const list = filteredTodos === null ? todos : filteredTodos
return (
<div>
<SearchBox onChange={this.search} />
<ul>
{list.map(todo => <li key={todo.id}>{todo.text}</li>)}
</ul>
</div>
)
}
}

从功能上来说,这段代码没有问题,但是其将 Todos 数据保存到了两个不同的列表中,这就导致了相同的数据被保存到了两个地方,不仅造成了数据存储的冗余,还会为我们未来的修改造成不便。譬如用户可能需要在过滤之后修改某个 Todo 项目的属性,那么此时便需要同时改变todosfilteredTodos这两个属性的数据方可。在 State 的结构设计时,我们应该遵循尽可能地保证其最小化原则,在此考虑下我们的组件可以修改为:

class List extends React.Component {
state = {
todos: initialState,
searchText: null
}
search(searchText) {
this.setState({ searchText: searchText })
}
filter(todos) {
if (!this.state.searchText) {
return todos
}
return todos.filter(todo => todo.text.indexOf(this.state.searchText) > 0)
}
render() {
const {todos} = this.state
return (
<div>
<SearchBox onChange={this.search} />
<ul>
{this.filter(todos).map(todo => <li key={todo.id}>{todo.text}</li>)}
</ul>
</div>
)
}
}