【React Hooks - useState状态批量更新原理】

概述

所谓批量处理就是当在同时更新多个状态下，能够统一批量处理更新，避免了重复渲染。在React17及之前版本，React只会在合成事件以及生命周期内部进行批量处理，在setTimeout、Promise、Fetch等异步请求中，则不会自动批量处理，需要使用unstable_batchedUpdatesAPI手动处理。而在React18对其进行了优化，不管什么条件下，默认都会批量处理。本文主要就是从demo实例结合bugger源码的方式来解释在React17和18中对于状态批量更新的逻辑介绍。

React17

从概述可知，React17版本，默认只会在合成事件、生命周期内批量处理，在异步请求中需要手动处理，先看下面demo代码：

import React, { Fragment, useState } from 'react';

export default function Component() {
  const [a, setA] = useState(1);
  console.log('a', a);

  // 异步请求，不会自动批量，会渲染多次，该示例中会render4次
  function handleClickWithPromise() {
    Promise.resolve().then(() => {
      setA((a) => a + 1);
      setA((a) => a + 1);
      setA((a) => a + 1);
      setA((a) => a + 1);
    });
  }
  // 绑定点击事件，会自动批量，只会render一次
  function handleClickWithoutPromise() {
    setA((a) => a + 1);
    setA((a) => a + 1);
    setA((a) => a + 1);
    setA((a) => a + 1);
  }

  return (
    <Fragment>
      <button onClick={handleClickWithPromise}>{a} 异步执行</button>
      <button onClick={handleClickWithoutPromise}>{a} 同步执行</button>
    </Fragment>
  );
}

先解释一下上面说的合成事件：React 中的合成事件是 React 自己实现的一套跨浏览器兼容的事件处理机制。它将浏览器原生事件封装为统一的 API，以确保在不同浏览器中的行为一致。通过事件委托和事件池化，React 可以更高效地管理事件监听器，并减少内存开销。合成事件使得开发者能够以一致的方式处理各种用户交互事件，无需关心浏览器之间的差异。即如下图所示：
在这里插入图片描述
上面的demo在浏览器中(Chrome为例)，点击同步按钮会打印5，点击异步按钮则会打印2,3,4,5render4次。

因为React会自动合并，所以只能通过setA((a) => a + 1)或者setA(2)这种具体值的方式才会符合上述，由于React会自动尝试合并操作，如果书写为setA(a + 1)则只会打印2次(由于 React 在异步上下文中处理状态更新时的行为，React 17 可能会导致组件重新渲染两次)

接下来我们在浏览器开启debugger来了解其内部逻辑。

同步执行

同步执行下，会自动批量处理，只会render一次。
在bugger下我们点击同步按钮能看到整个函数执行的调用栈，其中主要看标记的几个函数：
在这里插入图片描述
其中顶层函数就是我们点击同步按钮执行的回调，然后继续单步调整会发现其进入了React的dispatchAction来创建一个状态更新任务，然后会调用scheduleUpdateOnFiber进入Scheduler调度器中等待执行，这个阶段本文不再介绍，有兴趣的可以查看这篇文章：【React Hooks原理 - useState】

直到最后一个状态更新执行完成，会根据当前调用栈往上回调，然后来到标记的第二个函数batchedEventUpdates$1

function batchedEventUpdates$1(fn, a) {
  var prevExecutionContext = executionContext;
  executionContext |= EventContext;

  try {
    return fn(a);
  } finally {
    executionContext = prevExecutionContext;

    if (executionContext === NoContext) {
      // Flush the immediate callbacks that were scheduled during this batch
      resetRenderTimer();
      flushSyncCallbackQueue();
    }
  }
}

当我们在页面点击同步按钮时，就会触发React的合成事件，进而进入上面的函数中，在其中主要做以下事：

保存当前上下文，并更新当前上下文为EventContext，默认是NoContext
执行传入的回调函数
回退当前上下文为自身的上下文，并判断是否执行更新

由于是同步执行，所以当状态更新回调执行完后，会进入上面的代码中的finally，此时所有的状态更新都保存在更新队列中的，然后执行flushSyncCallbackQueue回调，进行批量更新，所以只会render一次。

异步执行

在setTimeout、Promise、Fetch等异步回调中，不会自动批量处理，需要手动使用unstable_batchedUpdates。如上述所说，在异步条件下，上面的demo会render4次。
在这里插入图片描述
从图中能看出，点击按钮时也会经过batchedEventUpdates函数的封装，并在其设置上下文进去批量更新(同步逻辑)，但是在异步情况下，异步回调会在当前任务执行完成之后在执行，执行时已经脱离的设置的批量上下文，所以当进入finally中批量更新时，此时更新队列并没有当前新的更新任务，等到更新任务执行时，此时上下文已经不再是批量上下文，所以会依次执行状态更新而导致重复render。

unstable_batchedUpdates

使用该API可以强制将其中的回调同步执行，可以用于在异步请求中批量处理。其本质就是batchedUpdates$1函数,所以当在异步请求中将状态更新放在其内部，会批量处理。
在这里插入图片描述
通过bugger也能发现，其实际还是执行的batchedUpdates$1函数，逻辑和同步一致，通过设置上下文然后调用flushSyncCallbackQueue()批量处理更新任务，区别就是由于其仍然处于异步回调用，所以执行时机仍然会延迟，等待同步代码执行完成之后执行。
在这里插入图片描述

总结

在点击按钮触发状态更新时，实际触发的是经过batchedUpdates$1处理的合成事件。同步代码中在状态更新时将更新任务添加到队列中（此时上下文已经更新为批量上下文），最后在finally中执行flushSyncCallbackQueue批量更新状态。而在异步回调中会脱离批量上下文，通过使用unstable_batchedUpdates包裹，收到执行batchedUpdates$1函数，在执行时重新设置批量上下文，并调用flushSyncCallbackQueue批量更新，本质还是通过batchedUpdates$1函数执行批量，无非一个是自动一个是手动的区别。

React18

在React18之后，主要新增了并发特性和对批量更新进行了优化，不管在异步还是同步回调中都默认进行批量处理。下面同样使用上面的demo代码，在Chrome下不管点击同步还是异步按钮都只会render一次。下面在React18环境下进行bugger流程介绍。

同步执行

在浏览器调试我们知道，在React17中当对状态进行更新的时会通过dispatchAction调用scheduleUpdateOnFiber等待调度更新，而在18中对其进行了优化，不会直接调度更新，而是在dispatchSetState中通过enqueueConcurrentHookUpdate将状态更新添加到等待执行的队列中，待执行完成之后再统一批量更新。
在这里插入图片描述
同React17，在18中状态更新回调执行完成之后，会回到batchedUpdates$1函数，此时所有的更新任务都以链表的方式保存在队列中。

function batchedUpdates$1(fn, a) {
  var prevExecutionContext = executionContext;
  executionContext |= BatchedContext;

  try {
    return fn(a);
  } finally {
    executionContext = prevExecutionContext; // If there were legacy sync updates, flush them at the end of the outer
    // most batchedUpdates-like method.

    if (executionContext === NoContext && // Treat `act` as if it's inside `batchedUpdates`, even in legacy mode.
    !( ReactCurrentActQueue$1.isBatchingLegacy)) {
      resetRenderTimer();
      flushSyncCallbacksOnlyInLegacyMode();
    }
  }
}

如上面所说，该函数主要就是设置批量上下文，执行传入的更新回调，然后在finally中通过flushSyncCallbacksOnlyInLegacyMode函数然后执行flushSyncCallbacks同步更新状态。

function flushSyncCallbacksOnlyInLegacyMode() {
  // Only flushes the queue if there's a legacy sync callback scheduled.
  // TODO: There's only a single type of callback: performSyncOnWorkOnRoot. So
  // it might make more sense for the queue to be a list of roots instead of a
  // list of generic callbacks. Then we can have two: one for legacy roots, one
  // for concurrent roots. And this method would only flush the legacy ones.
  if (includesLegacySyncCallbacks) {
    flushSyncCallbacks();
  }
}

异步执行

React18对其优化之后，在异步请求中默认也会自动批量处理。和同步时一样也会通过enqueueConcurrentHookUpdate将更新任务添加到更新队列中，并不会直接调度更新。当执行到最后一个状态更新的setState时，会进入ensureRootIsScheduled的这块逻辑进入微任务的处理（其他setState会在上面就return，不会进入该逻辑）：

scheduleMicrotask(function () {
          // In Safari, appending an iframe forces microtasks to run.
          // https://github.com/facebook/react/issues/22459
          // We don't support running callbacks in the middle of render
          // or commit so we need to check against that.
          if ((executionContext & (RenderContext | CommitContext)) === NoContext) {
            // Note that this would still prematurely flush the callbacks
            // if this happens outside render or commit phase (e.g. in an event).
            flushSyncCallbacks();
          }
        });