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Current count:, count); // 错误示范在没有依赖项或依赖项没有正确控制的情况下 // 直接在useEffect中调用setState且该setState会导致组件重新渲染。 // 这将导致无限循环 setCount(prevCount prevCount 1); // 每次渲染后都增加count触发重新渲染 }, [count]); // 依赖项为countcount变化后会重新执行useEffect console.log(Component rendered. Count:, count); return ( div pCount: {count}/p /div ); }运行上述代码你很快就会在控制台看到React抛出一个错误Error: Too many re-renders. React limits the number of renders to prevent an infinite loop.或者在开发模式下你可能会看到组件闪烁并不断打印Component rendered和useEffect executed直到浏览器崩溃或React停止渲染。为什么会发生无限循环让我们逐步分析InfiniteLoopComponent的执行流程首次渲染InfiniteLoopComponent首次渲染count为0。console.log(Component rendered. Count:, 0)打印。useEffect第一次执行组件渲染并提交到DOM后useEffect回调函数执行因为它是首次挂载。console.log(useEffect executed. Current count:, 0)打印。setCount(prevCount prevCount 1)被调用将count更新为1。触发重新渲染setCount触发组件的重新渲染。第二次渲染InfiniteLoopComponent重新渲染count为1。console.log(Component rendered. Count:, 1)打印。useEffect第二次执行由于count依赖项从0变为了1useEffect回调函数再次执行。console.log(useEffect executed. Current count:, 1)打印。setCount(prevCount prevCount 1)再次被调用将count更新为2。再次触发重新渲染setCount再次触发组件的重新渲染。…无限循环…这个过程会无限重复每一次useEffect执行都会更新count而count的更新又会导致组件重新渲染从而再次触发useEffect形成一个永无止境的循环。React检测到这种快速连续的渲染循环后会抛出“Too many re-renders”错误以防止浏览器崩溃并帮助开发者发现问题。第四章为什么 React 要阻止这种行为深入设计哲学React之所以严格限制在useEffect中进行同步的、会导致重新渲染的setState其背后是多方面考量涉及性能、可预测性、一致性以及与浏览器渲染机制的协调。1. 避免无限循环 (Infinite Loops)这是最直接、最显而易见的原因。如上例所示如果没有限制一个简单的setState就可能导致无限渲染耗尽CPU和内存资源最终使应用程序崩溃。React通过抛出错误来强制开发者解决这个问题而不是让应用默默地陷入死循环。2. 维护渲染流程的可预测性 (Predictability)React的设计目标之一是提供一个可预测且易于理解的UI更新机制。渲染阶段应该纯净且无副作用只负责计算UI的“样子”。提交阶段负责将“样子”变为真实DOM。副作用阶段负责处理渲染完成后与外部系统DOM、网络、浏览器API等的交互。如果在副作用阶段又同步地修改了状态并立即触发了新的渲染就会打乱这个清晰的流程。一个副作用可能导致另一个渲染而这个渲染又可能触发另一个副作用使得整个更新链条变得复杂、难以追踪和预测。这会极大地增加调试难度。3. 性能考量 (Performance Considerations)尽管React会批处理状态更新但频繁的重新渲染仍然是性能杀手。虚拟DOM比较的开销每次重新渲染都需要进行虚拟DOM的比较协调即使最终真实DOM没有变化这个过程也有计算开销。真实DOM操作的开销如果状态更新确实导致了真实DOM的变化那么DOM操作通常是浏览器中最昂贵的操作之一。布局与绘制的抖动 (Layout Thrashing)如果在useEffect中同步更新状态并且这个更新又立即导致DOM的变化可能会强制浏览器在同一帧内进行多次布局计算和绘制。这被称为“布局抖动”或“强制同步布局”会严重影响页面的流畅性导致卡顿。useEffect被设计为在浏览器绘制UI之后执行以避免阻塞用户界面。如果它立即触发一个新的同步渲染这种非阻塞的优势就会被削弱。4. 保持一致性与可调试性 (Consistency Debuggability)当组件在一次渲染中完成所有计算后其状态应该在副作用执行前保持稳定。如果在useEffect中同步修改状态那么在同一个渲染周期内组件的逻辑可能会在不同的时间点看到不同的状态值造成不一致性。例如function InconsistentComponent() { const [value, setValue] useState(0); useEffect(() { // 假设这里同步调用了setValue(1) // 那么下面的代码在同一帧中将看到更新后的值 // 但在外部看来这个effect是在value0的渲染之后才执行的 // 这会使得推理组件行为变得困难 if (value 0) { // 假设这里触发了setState导致value变为1 // 这将使得下一个console.log(value)看到1而不是0 // 这与我们期望的“effect在渲染后基于渲染时的状态执行”的直觉相悖 } console.log(Value in effect:, value); }, [value]); console.log(Value in render:, value); return p{value}/p; }这种不一致性会让开发者难以理解组件在特定渲染周期内的行为增加了调试的复杂性。5. 与浏览器渲染机制的协调 (Coordination with Browser Rendering Cycle)React与浏览器渲染周期紧密协作。requestAnimationFrame(RAF)React内部可能利用requestAnimationFrame来调度更新确保在浏览器下一次重绘之前完成DOM更新。浏览器事件循环useEffect回调通常被安排在浏览器事件循环的微任务队列或宏任务队列中这意味着它们会在当前宏任务即DOM更新和绘制完成后执行。特性React渲染阶段 (Render Phase)React提交阶段 (Commit Phase)React副作用阶段 (useEffect)主要任务计算虚拟DOM确定UI结构更新真实DOM处理refs执行副作用如数据获取、订阅、DOM操作等执行时机在提交阶段之前在渲染阶段之后副作用阶段之前在提交阶段之后通常不阻塞浏览器绘制阻塞UI是同步计算是同步DOM操作否异步执行不阻塞后续绘制可否修改状态否纯净性要求否除非通过useLayoutEffect或非常规手段可以但同步导致重渲染会被限制可否有副作用否纯净性要求否可以与浏览器绘制不直接交互直接操作DOM可能触发浏览器布局/绘制在DOM更新后执行不直接影响当前帧的绘制如果在useEffect中同步触发重渲染就意味着在浏览器刚刚完成一次DOM更新和绘制之后又立即强制它进行另一次更新和绘制。这打破了React与浏览器之间建立的良好协调可能导致资源浪费和性能下降。第五章useEffect与useLayoutEffect的关键区别理解useEffect不能在同步调用setState导致重渲染的原因就必须理解useLayoutEffect。useLayoutEffect是useEffect的一个同步版本它的执行时机有所不同。特性useEffectuseLayoutEffect执行时机异步在浏览器绘制paint之后执行。同步在DOM更新后但浏览器绘制paint之前执行。是否阻塞绘制否不会阻塞浏览器绘制。是会阻塞浏览器绘制直到其回调执行完毕。常见用途数据获取、事件监听、订阅、设置定时器、清理资源等。需要测量DOM尺寸、修改DOM以避免视觉闪烁、与第三方DOM库交互等。触发重渲染同步调用setState导致重渲染会被React警告或阻止。可以同步调用setState导致重渲染且不会被React阻止。服务器端渲染不会在SSR期间运行。会在SSR期间运行但其DOM操作部分会被跳过。useLayoutEffect为什么可以同步setStateuseLayoutEffect的回调函数是在浏览器执行绘制之前同步执行的。这意味着如果在useLayoutEffect中更新了状态并触发了重新渲染React 会在浏览器有机会绘制第一次更新的UI之前就立即执行第二次渲染。这样用户就不会看到一个中间的、不正确的UI状态即“视觉闪烁”。整个过程对于用户来说是原子性的他们只看到最终的正确状态。// 示例5.1: useLayoutEffect的同步setState示例 import React, { useState, useLayoutEffect, useRef } from react; function MeasureHeightComponent() { const [height, setHeight] useState(0); const divRef useRef(null); useLayoutEffect(() { console.log(useLayoutEffect executed. Current height:, height); if (divRef.current) { const currentHeight divRef.current.offsetHeight; // 只有当计算出的高度与当前状态不同时才更新避免不必要的渲染 if (height ! currentHeight) { // 在useLayoutEffect中同步调用setState以避免视觉闪烁 // 因为setHeight会立即触发重新渲染但这个重新渲染会在浏览器绘制之前完成 setHeight(currentHeight); } } }, [height]); // 依赖项为height当height改变时重新执行 console.log(Component rendered. Height:, height); return ( div ref{divRef} style{{ border: 1px solid blue, padding: 10px }} pThis is some content./p pThe actual height of this div is: {height}px/p {/* 动态内容模拟高度变化 */} {height 50 pAdditional content when height is greater than 50./p} /div ); }在上述例子中我们使用useLayoutEffect来测量一个DOM元素的实际高度并将其存储在状态中。如果这个高度改变了我们希望立即重新渲染组件以确保UI显示的是最新的高度。首次渲染div渲染但其内容可能导致高度变化。useLayoutEffect执行在DOM更新后、浏览器绘制前useLayoutEffect回调执行。它测量divRef.current的offsetHeight。同步setState如果测量到的高度与height状态不同setHeight被调用。立即重新渲染setHeight会立即触发组件的重新渲染。第二次useLayoutEffect执行在第二次渲染后useLayoutEffect再次执行再次测量高度。由于现在height状态已经与实际高度一致setHeight将不会再次被调用或者如果再次调用也会因为值相同而不会触发新的渲染。浏览器绘制最终浏览器只绘制了一次带有正确高度的UI。总结useLayoutEffect提供了一个“逃生舱口”允许你在DOM更新后、浏览器绘制前进行同步的DOM操作和状态更新。但它的使用应非常谨慎因为它会阻塞用户界面的绘制可能导致性能问题。只有在确实需要测量DOM或避免视觉闪烁时才使用。在大多数情况下useEffect是更好的选择。第六章何时可以在useEffect中安全地调用setState尽管我们强调了useEffect中同步setState的风险但并非所有在useEffect内部的setState都是错误的。以下是一些安全且常见的场景1. 异步操作完成后更新状态这是useEffect最常见的用途之一。例如数据获取、定时器、事件监听等异步操作当它们完成后你需要更新组件的状态。// 示例6.1: 异步数据获取后更新状态 import React, { useState, useEffect } from react; function DataFetcher({ userId }) { const [data, setData] useState(null); const [loading, setLoading] useState(true); const [error, setError] useState(null); useEffect(() { let isMounted true; // 用于防止在组件卸载后更新状态 const fetchData async () { setLoading(true); // 开始加载设置loading为true try { const response await fetch(https://api.example.com/users/${userId}); if (!response.ok) { throw new Error(HTTP error! status: ${response.status}); } const result await response.json(); if (isMounted) { setData(result); // 异步操作成功后更新数据 } } catch (e) { if (isMounted) { setError(e); // 异步操作失败后更新错误 } } finally { if (isMounted) { setLoading(false); // 异步操作完成后设置loading为false } } }; fetchData(); return () { isMounted false; // 清理函数在组件卸载时将isMounted设置为false }; }, [userId]); // 依赖项为userId当userId变化时重新获取数据 if (loading) return pLoading data.../p; if (error) return pError: {error.message}/p; if (!data) return pNo data found./p; return ( div h2User Data for ID: {userId}/h2 pre{JSON.stringify(data, null, 2)}/pre /div ); }在这个例子中setLoading,setData,setError都是在fetchData这个异步操作完成之后才被调用的。它们不会在useEffect的同步执行阶段立即触发重渲染。当它们被调用时当前useEffect的执行已经结束React会将其批处理到下一个渲染周期。这完全符合useEffect的设计意图。2. 基于外部事件非React事件的更新当useEffect用于监听DOM事件例如滚动、窗口大小调整、WebSocket消息或第三方库的回调时这些事件在useEffect回调之外发生。当这些外部事件触发时在useEffect内部调用的setState是安全的。// 示例6.2: 监听窗口大小变化 import React, { useState, useEffect } from react; function WindowSizeLogger() { const [windowSize, setWindowSize] useState({ width: window.innerWidth, height: window.innerHeight, }); useEffect(() { const handleResize () { setWindowSize({ width: window.innerWidth, height: window.innerHeight, }); }; window.addEventListener(resize, handleResize); return () { window.removeEventListener(resize, handleResize); }; }, []); // 依赖项为空只在组件挂载时注册一次事件监听器 return ( div pWindow Width: {windowSize.width}px/p pWindow Height: {windowSize.height}px/p /div ); }这里setWindowSize是在handleResize函数中被调用而handleResize是在resize事件触发时异步执行的它与useEffect的初始执行不在同一个渲染周期中。3. 清理函数中的状态重置在useEffect的清理函数中重置状态也是常见的模式用于在组件卸载或依赖项变化时恢复初始状态。// 示例6.3: 清理函数中重置状态 import React, { useState, useEffect } from react; function ToggleComponent() { const [count, setCount] useState(0); useEffect(() { console.log(Effect mounted/updated, count:, count); return () { console.log(Effect cleaned up, resetting count.); setCount(0); // 在清理时重置count }; }, []); // 这个例子中我们假设count只在内部逻辑中改变并且在卸载时重置 return ( div pCount: {count}/p button onClick{() setCount(prev prev 1)}Increment Count/button /div ); } function ParentComponent() { const [show, setShow] useState(true); return ( div button onClick{() setShow(!show)}Toggle Child Component/button {show ToggleComponent /} /div ); }当ToggleComponent被卸载时其useEffect的清理函数会被执行此时setCount(0)会异步触发一次重渲染如果ToggleComponent没有被卸载而只是重新挂载但它不会导致无限循环因为组件已经不再处于挂载状态或即将被卸载。第七章如何正确处理需要在渲染后更新状态的场景理解了为什么React阻止某些行为以及何时可以安全地setState现在我们来探讨在需要根据渲染结果更新状态时有哪些正确的处理策略。1. 依赖项数组的精细控制 (Dependency Array Mastery)这是避免无限循环和不必要重渲染的最重要工具。确保useEffect的依赖项数组包含了所有它需要读取的、且在未来可能发生变化的值。空数组[]只在组件挂载和卸载时执行一次。不传数组每次渲染后都执行。包含变量只有当数组中的任何一个变量发生变化时才执行。// 示例7.1: 正确使用依赖项数组避免无限循环 import React, { useState, useEffect } from react; function InitialStateCalculator() { const [value, setValue] useState(0); useEffect(() { // 假设我们希望在组件挂载时根据某种复杂逻辑计算一个初始值 // 并且这个计算只执行一次 const calculatedInitialValue 100; // 模拟复杂计算 if (value 0) { // 只有在初始状态下才更新 setValue(calculatedInitialValue); } // 注意这里的setState会在第一次渲染后执行一次然后触发第二次渲染 // 但因为依赖项数组中没有value或者我们通过条件判断避免了后续的setValue // 所以不会进入无限循环 }, []); // 空数组意味着这个effect只运行一次 console.log(Component rendered. Value:, value); return pValue: {value}/p; }在这个例子中setValue只会在组件首次挂载时执行一次。即使它触发了第二次渲染由于useEffect的依赖项是空数组它不会在第二次渲染后再次执行从而避免了无限循环。注意尽管这个例子避免了无限循环但它仍然是在第一次渲染后立即触发了第二次渲染。这可能是可以接受的但如果可以最好在组件初始化时就确定初始状态而不是在useEffect中设置。例如直接在useState中进行计算const [value, setValue] useState(() calculateInitialValue())。2. 使用useRef存储可变值 (UsinguseRef)useRef可以存储任何可变值并且在组件重新渲染时不会重置。当你想在useEffect中访问一个不希望作为依赖项的值时useRef非常有用。// 示例7.2: 使用useRef存储不应触发重渲染的值 import React, { useState, useEffect, useRef } from react; function ClickLogger() { const [count, setCount] useState(0); const latestCountRef useRef(count); // useRef存储count的最新值 useEffect(() { latestCountRef.current count; // 每次count变化时更新ref的值 console.log(Effect sees latestCountRef.current:, latestCountRef.current); }, [count]); // 只有当count变化时才更新ref useEffect(() { // 这个effect不依赖count但仍然可以通过latestCountRef访问到最新的count值 const intervalId setInterval(() { console.log(Interval triggered. Current count from ref:, latestCountRef.current); // 如果这里需要基于最新count做一些事情但又不想让这个effect重新运行 }, 2000); return () clearInterval(intervalId); }, []); // 空数组这个effect只运行一次 return ( div pCount: {count}/p button onClick{() setCount(prev prev 1)}Increment/button /div ); }通过useRefsetInterval内的回调函数可以访问到latestCountRef.current它总是最新的count值而不需要将count作为setInterval所在的useEffect的依赖项从而避免了每次count变化都重新创建定时器。3. 派生状态的思考 (Derived State)很多时候你认为需要存储在状态中的值实际上可以通过其他状态或props“派生”出来。派生状态不需要setState。// 示例7.3: 派生状态而不是存储在useState中 import React, { useState } from react; function UserProfile({ user }) { const [firstName, setFirstName] useState(user.firstName); const [lastName, setLastName] useState(user.lastName); // 派生状态fullName不需要额外的useState或useEffect来管理 const fullName ${firstName} ${lastName}; // 另一个例子如果需要根据user.id是否为偶数来显示信息 const isEvenId user.id % 2 0; // 派生状态 return ( div pFirst Name: {firstName}/p pLast Name: {lastName}/p pFull Name: {fullName}/p {isEvenId pUser ID is even!/p} button onClick{() setFirstName(NewName)}Change First Name/button /div ); }fullName和isEvenId都是根据firstName、lastName和user.id计算得出的它们在每次渲染时都会重新计算但不会触发额外的状态更新和重新渲染。4. 将逻辑提升或下沉 (Lifting/Lowering State)重新评估组件结构。有时导致问题的setState可能意味着状态管理的位置不正确。状态提升 (Lifting State Up)将共享状态移动到最近的共同父组件。状态下沉 (Lowering State Down)将不必要的共享状态移动到子组件减少父组件的重新渲染。5. 利用useCallback和useMemo优化 (Memoization)当useEffect的依赖项中包含函数或对象时如果这些函数或对象在每次渲染时都被重新创建即使它们的内容没有改变也会导致useEffect重新执行。useCallback和useMemo可以帮助解决这个问题。// 示例7.4: 使用useCallback优化useEffect依赖项 import React, { useState, useEffect, useCallback } from react; function MemoizedEffectComponent({ userId }) { const [data, setData] useState(null); const [query, setQuery] useState(); // 模拟一个需要异步数据的函数 const fetchData useCallback(async () { console.log(Fetching data for:, userId, with query:, query); // 实际的数据获取逻辑 const response await new Promise(resolve setTimeout(() resolve({ id: userId, name: User ${userId}, search: query }), 500)); setData(response); }, [userId, query]); // 只有当userId或query改变时fetchData函数才会被重新创建 useEffect(() { fetchData(); // 调用memoized的fetchData }, [fetchData]); // 依赖项是fetchData它只有在userId或query变化时才变化 return ( div input typetext value{query} onChange{(e) setQuery(e.target.value)} placeholderSearch query / pUser ID: {userId}/p pData: {data ? JSON.stringify(data) : N/A}/p /div ); }在这个例子中fetchData函数被useCallback包裹。只有当userId或query变化时fetchData才会被重新创建从而避免了useEffect在每次渲染时都重新执行。6. 条件性更新 (Conditional Updates)在useEffect内部总是先检查是否真的需要更新状态。这可以避免不必要的渲染即使没有形成无限循环。// 示例7.5: 条件性更新避免不必要的setState import React, { useState, useEffect } from react; function ConditionalUpdater() { const [value, setValue] useState(0); useEffect(() { // 假设我们有一个外部服务它会提供一个新值 const newValueFromExternalService 10; // 只有当新值与当前值不同时才更新状态 if (value ! newValueFromExternalService) { console.log(Updating value from ${value} to ${newValueFromExternalService}); setValue(newValueFromExternalService); } else { console.log(Value is already up-to-date, no update needed.); } }, [value]); // 依赖项为value所以当value变化时会重新运行 console.log(Rendered with value:, value); return pCurrent Value: {value}/p; }这个例子将只在第一次渲染时将value从0更新为10然后停止。因为在第二次渲染时value已经是10if (value ! newValueFromExternalService)条件不满足setValue就不会被调用从而避免了进一步的渲染。7. 使用useReducer管理复杂状态 (Complex State withuseReducer)对于具有复杂逻辑或多个相关子状态的状态useReducer可以提供更可预测和可测试的状态管理方式尤其是在处理异步操作和副作用时。它将状态更新逻辑集中在一个reducer函数中使得更容易追踪状态变化。// 示例7.6: 使用useReducer处理复杂状态 import React, { useReducer, useEffect } from react; const initialState { data: null, loading: true, error: null, }; function reducer(state, action) { switch (action.type) { case FETCH_START: return { ...state, loading: true, error: null }; case FETCH_SUCCESS: return { ...state, loading: false, data: action.payload }; case FETCH_ERROR: return { ...state, loading: false, error: action.payload }; default: throw new Error(); } } function DataFetcherWithReducer({ userId }) { const [state, dispatch] useReducer(reducer, initialState); useEffect(() { let isMounted true; const fetchData async () { dispatch({ type: FETCH_START }); try { const response await fetch(https://api.example.com/users/${userId}); if (!response.ok) { throw new Error(HTTP error! status: ${response.status}); } const result await response.json(); if (isMounted) { dispatch({ type: FETCH_SUCCESS, payload: result }); } } catch (e) { if (isMounted) { dispatch({ type: FETCH_ERROR, payload: e }); } } }; fetchData(); return () { isMounted false; }; }, [userId]); if (state.loading) return pLoading data.../p; if (state.error) return pError: {state.error.message}/p; if (!state.data) return pNo data found./p; return ( div h2User Data for ID: {userId}/h2 pre{JSON.stringify(state.data, null, 2)}/pre /div ); }useReducer的dispatch函数在useEffect中被调用它的行为类似于setState但因为它是在异步操作完成后被调用所以同样是安全的。结论理解与运用 React 的核心原则React不允许在useEffect里同步调用导致重渲染的setState是其设计哲学、性能优化和可预测性考量的集中体现。它旨在引导开发者将副作用与渲染逻辑清晰分离避免无限循环和性能瓶颈并与浏览器渲染机制和谐共处。通过深入理解useEffect与useLayoutEffect的区别掌握依赖项数组的精细控制以及运用派生状态、useRef、useCallback/useMemo等最佳实践我们可以编写出更健壮、高效且易于维护的React应用。记住React的这些限制并非束缚而是帮助我们更好地构建复杂用户界面的指导原则。