开篇
哈喽大咖好，我是跑手，最近在做 React 相关的组件搭建，因为涉及到大量的图形计算以及页面渲染，所以特意翻了下性能优化相关的hooks使用，如 useMemo、useCallback 和 memo。在这篇文章中，我们将探讨这些功能的用法和区别，并通过源码分析来理解它们的工作原理，开整！
用法
useMemo
useMemo 是一个用于优化性能的 React 钩子。它可以帮助我们避免在组件重新渲染时执行昂贵的计算。useMemo 接受两个参数：一个函数和一个依赖数组。当依赖数组中的值发生变化时，useMemo 会重新计算并返回新的值。否则，它将返回上一次计算的值。
一个简单的例子：
import React, { useMemo } from "react";
function ExpensiveComponent({ a, b }) {
const result = useMemo(() => {
console.log("Expensive calculation...");
return a * b;
}, [a, b]);
return <div>Result: {result}</div>;
}
我们创建了一个名为 ExpensiveComponent 的组件，它接受两个属性 a 和 b 并使用 useMemo 钩子来计算 a 和 b 的乘积。当 a 或 b 发生变化时，useMemo 会重新计算结果。否则，它将返回上一次计算的值，避免了不必要的计算。
useCallback
useCallback 是另一个用于优化性能的 React 钩子。它可以帮助我们避免在组件重新渲染时创建新的函数实例。useCallback 接受两个参数：一个函数和一个依赖数组。当依赖数组中的值发生变化时，useCallback 会返回一个新的函数实例。否则，它将返回上一次创建的函数实例。
再看一个简单的例子：
import React, { useCallback } from "react";
function ButtonComponent({ onClick, children }) {
return <button onClick={onClick}>{children}</button>;
}
function ParentComponent() {
const handleClick = useCallback(() => {
console.log("Button clicked");
}, []);
return (
<div>
<ButtonComponent onClick={handleClick}>Click me</ButtonComponent>
</div>
);
}
在这个例子中，我们创建了一个名为 ButtonComponent 的组件，它接受一个 onClick 函数属性。我们还创建了一个名为 ParentComponent 的组件，它使用 useCallback 钩子来创建一个 handleClick 函数。当 ParentComponent 重新渲染时，useCallback 会返回上一次创建的 handleClick 函数实例，避免了不必要的函数创建。
memo
memo 是一个用于优化性能的 React 高阶组件。它可以帮助我们避免在父组件重新渲染时重新渲染子组件。memo 接受一个组件作为参数，并返回一个新的组件。当新组件的属性发生变化时，它会重新渲染。否则，它将跳过渲染并返回上一次渲染的结果。
继续举例子：
import React, { memo } from "react";
const ChildComponent = memo(function ChildComponent({ text }) {
console.log("ChildComponent rendered");
return <div>{text}</div>;
});
function ParentComponent({ showChild }) {
return (
<div>
{showChild && <ChildComponent text="Hello, world!" />}
<button onClick={() => setShowChild(!showChild)}>Toggle child</button>
</div>
);
}
在这个例子中，我们创建了一个名为 ChildComponent 的组件，并使用 memo 高阶组件对其进行了优化。我们还创建了一个名为 ParentComponent 的组件，它可以切换 ChildComponent 的显示。当 ParentComponent 重新渲染时，ChildComponent 的属性没有发生变化，因此它不会重新渲染。
区别
用法都很清楚了，接下来总结一下它们之间的区别：
useMemo用于避免在组件重新渲染时执行昂贵的计算，只有在依赖发生变化时重新计算值。useCallback用于避免在组件重新渲染时创建新的函数实例，只有在依赖发生变化时返回新的函数实例。memo用于避免在父组件重新渲染时重新渲染子组件，只有在属性发生变化时重新渲染组件。
虽然这些功能都可以帮助我们优化性能，但它们的使用场景和工作原理有所不同。在实际开发中，需要因地制宜合理选用。
源码分析
调度器
众所周知，在React hooks的体系中，每个钩子都有自己各个阶段的执行逻辑，并且存到对应的Dispatcher中。
就拿useMemo来举例：
// 挂载时的调度器
const HooksDispatcherOnMount: Dispatcher = {
// useMemo 挂载时的执行函数
useMemo: mountMemo,
// other hooks...
};
// 数据更新时的调度器
const HooksDispatcherOnUpdate: Dispatcher = {
// useMemo 挂载时的执行函数
useMemo: updateMemo,
// other hooks...
};
// 其他生命周期调度器...
上面代码可以看出，useMemo 在挂载时执行了的是 mountMemo， 而在更新数据时执行的是 updateMemo。但为了更好了解 useMemo、useCallback 和 memo 的区别，我们只看更新部分就足够了。
useMemo 源码分析
源码在packages/react-reconciler/src/ReactFiberHooks.js 中可以找到：
function updateMemo<T>(
nextCreate: () => T,
deps: Array<mixed> | void | null,
): T {
const hook = updateWorkInProgressHook();
const nextDeps = deps === undefined ? null : deps;
const prevState = hook.memoizedState;
// Assume these are defined. If they're not, areHookInputsEqual will warn.
if (nextDeps !== null) {
const prevDeps: Array<mixed> | null = prevState[1];
if (areHookInputsEqual(nextDeps, prevDeps)) {
return prevState[0];
}
}
if (shouldDoubleInvokeUserFnsInHooksDEV) {
nextCreate();
}
const nextValue = nextCreate();
hook.memoizedState = [nextValue, nextDeps];
return nextValue;
}
在 updateMemo 的实现中，有一个关键函数 areHookInputsEqual，它用于比较依赖项数组：
function areHookInputsEqual(
nextDeps: Array<mixed>,
prevDeps: Array<mixed> | null,
): boolean {
if (__DEV__) {
if (ignorePreviousDependencies) {
// Only true when this component is being hot reloaded.
return false;
}
}
if (prevDeps === null) {
if (__DEV__) {
console.error(
'%s received a final argument during this render, but not during ' +
'the previous render. Even though the final argument is optional, ' +
'its type cannot change between renders.',
currentHookNameInDev,
);
}
return false;
}
if (__DEV__) {
// Don't bother comparing lengths in prod because these arrays should be
// passed inline.
if (nextDeps.length !== prevDeps.length) {
console.error(
'The final argument passed to %s changed size between renders. The ' +
'order and size of this array must remain constant.\n\n' +
'Previous: %s\n' +
'Incoming: %s',
currentHookNameInDev,
`[${prevDeps.join(', ')}]`,
`[${nextDeps.join(', ')}]`,
);
}
}
// $FlowFixMe[incompatible-use] found when upgrading Flow
for (let i = 0; i < prevDeps.length && i < nextDeps.length; i++) {
// $FlowFixMe[incompatible-use] found when upgrading Flow
if (is(nextDeps[i], prevDeps[i])) {
continue;
}
return false;
}
return true;
}
areHookInputsEqual 函数接受两个依赖项数组 nextDeps 和 prevDeps。它首先检查两个数组的长度是否相等，如果不相等，将在开发模式下发出警告。然后，它遍历数组并使用 is 函数（类似于 Object.is）逐个比较元素。如果发现任何不相等的元素，函数将返回 false。否则，返回 true。
这个函数在 useMemo 的实现中起到了关键作用，因为它决定了是否需要重新计算值。如果依赖项数组相等，useMemo 将返回上一次计算的值；否则，它将执行 nextCreate 函数并返回一个新的值。
useCallback 源码分析
由于 useCallback 和 useMemo 实现一致，其原理都是通过areHookInputsEqual 函数进行依赖项比对，区别在于 useMemo 返回是新数据对象，而 useCallback 返回是回调函数。源码如下：
function updateCallback<T>(callback: T, deps: Array<mixed> | void | null): T {
const hook = updateWorkInProgressHook();
const nextDeps = deps === undefined ? null : deps;
const prevState = hook.memoizedState;
if (nextDeps !== null) {
const prevDeps: Array<mixed> | null = prevState[1];
if (areHookInputsEqual(nextDeps, prevDeps)) {
return prevState[0];
}
}
hook.memoizedState = [callback, nextDeps];
return callback;
}
memo 源码分析
在 memo 的实现中，有一个关键函数 updateMemoComponent，它用于更新 memo 组件。这个函数位于 packages/react-reconciler/src/ReactFiberBeginWork.js 文件中：
function updateMemoComponent(
current: Fiber | null,
workInProgress: Fiber,
Component: any,
nextProps: any,
updateLanes: Lanes,
renderLanes: Lanes,
): null | Fiber {
if (current !== null) {
// ...
const prevProps = current.memoizedProps;
const compare = Component.compare;
const compareFn = compare !== null ? compare : shallowEqual;
if (compareFn(prevProps, nextProps)) {
return bailoutOnAlreadyFinishedWork(
current,
workInProgress,
renderLanes,
);
}
}
// ...render the component and return the result
}
updateMemoComponent 函数首先检查当前组件是否具有上一次的属性 prevProps。如果存在，它将获取 memo 组件的比较函数 compare。如果没有提供比较函数，React 将使用默认的浅比较函数 shallowEqual。
接下来，React 使用比较函数来检查上一次的属性 prevProps 是否与新的属性 nextProps 相等。如果相等，React 将调用 bailoutOnAlreadyFinishedWork 函数来阻止组件重新渲染。否则，它将继续渲染组件并返回结果。
bailoutOnAlreadyFinishedWork 函数的实现位于同一个文件中，它的核心逻辑如下：
function bailoutOnAlreadyFinishedWork(
current: Fiber | null,
workInProgress: Fiber,
renderLanes: Lanes,
): null | Fiber {
if (current !== null) {
// Reuse previous dependencies
workInProgress.dependencies = current.dependencies;
}
// ...some code
// Check if the children have any pending work
if ((workInProgress.childLanes & renderLanes) !== NoLanes) {
// ...some code
} else {
// The children don't have any work. Set the bailout state.
workInProgress.lanes = NoLanes;
workInProgress.childLanes = NoLanes;
return null;
}
// ...some code
}
bailoutOnAlreadyFinishedWork 函数首先复用上一次的依赖项。然后，它检查子组件是否有任何待处理的工作。如果没有，它将设置 workInProgress.lanes 和 workInProgress.childLanes 为 NoLanes，并返回 null，从而阻止组件重新渲染。
总结
在这篇文章中，我们深入分析了 React 18 中的 useMemo、useCallback 和 memo 功能的源码。希望这篇文章能帮助你更好在实际项目中应用它们。