使用 React Hooks 声明 setInterval

2019 M02 4 • ☕️☕️ 11 min read

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如果你玩了几小时的 React Hooks，你可能会陷入一个烦人的问题：在用 setInterval 时总会偏离自己想要的效果。

这是 Ryan Florence 的原话：

我已经碰到许多人提到带有 setInterval 的 hooks 时常会打 React 的脸，但因为 stale state 引发的问题我还是头一次见。如果在 hooks 中这个问题极其困难，那么相比于 class component，我们遇到了不同级别复杂度的问题。

老实说，我觉得这些人是有一套的，至少为此困惑了。

然而我发现这不是 Hooks 的问题，而是 React编程模型和 setInterval 不匹配造成的。Hooks 比 class 更贴近 React 编程模型，使这种不匹配更明显。

在这篇文章里，我们会看到 intervals 和 Hooks 是如何玩在一起的、为什么这个方案有意义和可以提供哪些新的功能。

免责声明：这篇文章的重点是一个 问题样例。即使 API 可以简化上百种情况，议论始终指向更难的问题上。

如果你刚入手 Hooks 且不知道这儿在说什么，先查看这个介绍和文档。这篇文章假设你已经使用 Hooks 超过一个小时。

直接给我看代码

不用多说，这是一个每秒递增的计数器：

import React, { useState, useEffect, useRef } from 'react';

function Counter() {
  let [count, setCount] = useState(0);

  useInterval(() => {    // 你自己的代码    setCount(count + 1);  }, 1000);
  return <h1>{count}</h1>;
}

（这是 CodeSandbox demo）。

demo里面的 useInterval 不是一个内置 React Hook，而是一个我写的 custom Hook。

import React, { useState, useEffect, useRef } from 'react';

function useInterval(callback, delay) {
  const savedCallback = useRef();

  // 保存新回调
  useEffect(() => {
    savedCallback.current = callback;
  });

  // 建立 interval
  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();
    }
    if (delay !== null) {
      let id = setInterval(tick, delay);
      return () => clearInterval(id);
    }
  }, [delay]);
}

(这是前面的demo中，你可能错过的 CodeSandbox demo。)

我的 useInterval Hook 内置了一个 interval 并在 unmounting 的时候清除，它是一个作用在组件生命周期里的 setInterval 和 clearInterval 的组合。

你可以随意将它复制粘贴到项目中或者用 npm 导入。

如果你不在乎它是怎么实现的，你可以停止阅读了！接下来的部分是给想深度挖掘 React Hooks 的乡亲们准备的。

等什么?! 🤔

我知道你在想什么：

Dan，这段代码根本没什么意思，「单单是 JavaScript」能有什么？承认 React 用 Hooks 钓到了「鲨鱼」吧！

一开始我也是这样想的，但后来我改变想法了，我也要改变你的。在解释这段代码为什么有意义之前，我想展示下它能做什么。

为什么 `useInterval()` 是更好的API

提醒你下，我的 useInterval Hook 接收一个 function 和一个 delay 参数：

  useInterval(() => {
    // ...
  }, 1000);

这样看起很像 setInterval：

  setInterval(() => {
    // ...
  }, 1000);

所以为什么不直接用 setInterval 呢？

一开始可能不明显，但你发现我的 useInterval 与 setInterval 之间的不同后，你会看出 它的参数是「动态地」。

我将用具体的例子来说明这一点。

假设我们希望 delay 可调：

Counter with an input that adjusts the interval delay

虽然你不一定要用到输入控制 delay，但动态调整可能很有用 —— 例如，用户切换到其他选项卡时，要减少 AJAX 轮询更新间隔。

所以在 class 里你要怎么用 setInterval 做到这一点呢？我会这么做：

class Counter extends React.Component {
  state = {
    count: 0,
    delay: 1000,
  };

  componentDidMount() {    this.interval = setInterval(this.tick, this.state.delay);  }  componentDidUpdate(prevProps, prevState) {    if (prevState.delay !== this.state.delay) {      clearInterval(this.interval);      this.interval = setInterval(this.tick, this.state.delay);    }  }  componentWillUnmount() {    clearInterval(this.interval);  }  tick = () => {    this.setState({      count: this.state.count + 1    });  }
  handleDelayChange = (e) => {
    this.setState({ delay: Number(e.target.value) });
  }

  render() {
    return (
      <>
        <h1>{this.state.count}</h1>
        <input value={this.state.delay} onChange={this.handleDelayChange} />
      </>
    );
  }
}

（这是 CodeSandbox demo。）

这样也不错！

Hook 版本看起来是什么样子的？

🥁🥁🥁

function Counter() {
  let [count, setCount] = useState(0);
  let [delay, setDelay] = useState(1000);

  useInterval(() => {    // 这是你的自定义逻辑    setCount(count + 1);  }, delay);
  function handleDelayChange(e) {
    setDelay(Number(e.target.value));
  }

  return (
    <>
      <h1>{count}</h1>
      <input value={delay} onChange={handleDelayChange} />
    </>
  );
}

（这是 CodeSandbox demo。）

是的，这就是全部了。

不像 class 的版本，useInterval Hook 例子中，「更新」成动态调整 delay 很简单：

  // 固定 delay
  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, 1000);
  // 可调整 delay
  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, delay);

当 useInterval Hook 接收到不同 delay，它会重设 interval。

声明一个带有动态调整 delay 的 interval，来替代写添加和清除 interval 的代码 —— useInterval Hook 帮我们做到了。

如果我想暂时暂停 interval 要怎么做？我可以用一个 state 来做到：

  const [delay, setDelay] = useState(1000);
  const [isRunning, setIsRunning] = useState(true);

  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, isRunning ? delay : null);

（这是 demo!）

这让我对 React 和 Hooks 再次感到兴奋。我们可以包装现有的命令式 APIs 和创建更贴近表达我们意图的声明式 APIs。就拿渲染来说，我们可以同时准确地描述每个时间点过程，而不用小心地用指令来操作它。

我希望到这里你们开始觉得 useInterval() Hook 是一个更好的 API 了 —— 至少和组件比。

但为什么在 Hooks 中使用 setInterval() 和 clearInterval() 让人心烦呢？让我们回到计数器例子并试着手动实现它。

第一次尝试

我会从一个只渲染初始状态的简单例子开始：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return <h1>{count}</h1>;
}

现在我想要一个每秒增加的 interval，它是一个需要清理副作用的，所以我将用到 useEffect() 并返回清理函数：

function Counter() {
  let [count, setCount] = useState(0);

  useEffect(() => {    let id = setInterval(() => {      setCount(count + 1);    }, 1000);    return () => clearInterval(id);  });
  return <h1>{count}</h1>;
}

（查看 CodeSandbox demo.）

这种工作看起来很简单对吧？

但是，这代码有一个奇怪的行为。

默认情况下，React 会在每次渲染后重执行 effects，这是有目的的，这有助于避免 React class 组件的某种 bugs。

这通常是好的，因为需要许多订阅 API 可以随时顺手移除老的监听者和加个新的。但是，setInterval 和它们不一样。当我们执行 clearInterval 和 setInterval 时，它们会进入时间队列里，如果我们频繁重渲染和重执行 effects，interval 有可能没有机会被执行！

我们可以通过以更短间隔重渲染我们的组件，来发现这个 bug：

setInterval(() => {
  // 重渲染和重执行 Counter 的 effects
  // 这里会发生 clearInterval()
  // 在 interval 被执行前 setInterval()
  ReactDOM.render(<Counter />, rootElement);
}, 100);

（看这个 bug 的 demo）

第二次尝试

你可能知道 useEffect() 允许我们选择性地进行重执行 effects，你可以设定一个依赖数组作为第二个参数，React 只会在数组里的某个发生变化时重运行：

useEffect(() => {
  document.title = `You clicked ${count} times`;
}, [count]);

当我们只想在 mount 时执行 effect 和 unmount 时清理它，我们可以传空 [] 的依赖数组。

但是，如果你不熟悉 JavaScript 的闭包，会碰到一个常见的错误。我们现在就来制造这个错误！（我们还建立了一个尽早反馈这个错误的 lint 规则，但还没准备好。）

在第一次尝试中，我们的问题是重运行 effects 时使得 timer 过早被清除，我们可以尝试不重运行去修复它们：

function Counter() {
  let [count, setCount] = useState(0);

  useEffect(() => {
    let id = setInterval(() => {
      setCount(count + 1);
    }, 1000);
    return () => clearInterval(id);
  }, []);
  return <h1>{count}</h1>;
}

但是，现在我们的计时器更新到 1 就不动了。（查看真实 bug。）

发生了什么？！

问题在于，useEffect 在第一次渲染时获取值为 0 的 count，我们不再重执行 effect，所以 setInterval 一直引用第一次渲染时的闭包 count，以至于 count + 1 一直是 1。哎呀呀！

我可以听见你咬牙切齿了，Hooks 真烦人对吧？

修复它的一种方法是用像 setCount(c => c + 1) 这样的「updater」替换 setCount(count + 1)，这样可以读到新 state 变量。但这个无法帮助你获取到新的 props。

另一个方法是用 useReducer()。这种方法为你提供了更大的灵活性。在 reducer 中，你可以访问到当前 state 和新的 props。dispatch 方法本身永远不会改变，所以你可以从任何闭包中将数据放入其中。useReducer() 有个约束是你不可以用它执行副作用。（但是，你可以返回新状态 —— 触发一些 effect。）

但为什么要变得这么复杂？

阻抗不匹配

这个术语有时会被提到，Phil Haack 解释如下：

有人说数据库来自火星而对象来自金星，数据库不会自然地映射到对象模型。这很像试图将磁铁的两极推到一起。

我们的「阻抗匹配」不在数据库和对象之间，它在 React 编程模型和命令式 setInterval API 之间。

一个 React 组件可能在 mounted 之前流经许多不同的 state，但它的渲染结果将一次性全部描述出来。

  // 描述每次渲染
  return <h1>{count}</h1>

Hooks 使我们把相同的声明方法用在 effects 上：

  // 描述每个间隔状态
  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, isRunning ? delay : null);

我们不设置 interval，但指定它是否设置延迟或延迟多少，我们的 Hooks 做到了，用离散术语描述连续过程

相反，setInterval 没有及时地描述过程 —— 一旦设定了 interval，除了清除它，你无法对它做任何改变。

这就是 React 模型和 setInterval API 之间的不匹配。

React 组件中的 props 和 state 是可以改变的， React 会重渲染它们且「丢弃」任何关于上一次渲染的结果，它们之间不再有相关性。

useEffect() Hook 也「丢弃」上一次渲染结果，它会清除上一次 effect 再建立下一个 effect，下一个 effect 锁住新的 props 和 state，这也是我们第一次尝试简单示例可以正确工作的原因。

但 setInterval 不会「丢弃」。 它会一直引用老的 props 和 state 直到你把它换掉 —— 不重置时间你是无法做到的。

或者等等，你可以做到？

Refs 可以做到！

这个问题归结为下面这样：

我们在第一次渲染时执行带 callback1 的 setInterval(callback1, delay)。
我们在下一次渲染时得到携带新的 props 和 state 的 callbaxk2。
我们无法在不重置时间的情况下替换掉已经存在的 interval。

那么如果我们根本不替换 interval，而是引入一个指向新 interval 回调的可变 savedCallback 会怎么样？

现在我们来看看这个方案：

我们调用 setInterval(fn, delay)，其中 fn 调用 savedCallback。
第一次渲染后将 savedCallback 设为 callback1。
下一次渲染后将 savedCallback 设为 callback2。
???
完成

这个可变的 savedCallback 需要在重新渲染时「可持续（persist）」，所以不可以是一个常规变量，我们想要一个类似实例的字段。

正如我们从 Hooks FAQ 中学到的，useRef() 给出了我们想要的结果：

  const savedCallback = useRef();
  // { current: null }

（你可能熟悉 React 中的 DOM refs）。Hooks 使用相同的概念来保存任意可变值。ref 就像一个「盒子」，你可以放任何东西

useRef() 返回一个有带有 current 可变属性的普通对象在 renders 间共享，我们可以保存新的 interval 回掉给它：

  function callback() {
    // 可以读到新 props，state等。
    setCount(count + 1);
  }

  // 每次渲染后，保存新的回调到我们的 ref 里。
  useEffect(() => {
    savedCallback.current = callback;  });

之后我们便可以从我们的 interval 中读取和调用它：

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();    }

    let id = setInterval(tick, 1000);
    return () => clearInterval(id);
  }, []);

感谢 []，不重执行我们的 effect，interval 就不会被重置。同时，感谢 savedCallback ref，让我们可以一直在新渲染之后读取到回调，并在 interval tick 里调用它。

这是完整的解决方案：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  const savedCallback = useRef();

  function callback() {
    setCount(count + 1);
  }

  useEffect(() => {
    savedCallback.current = callback;  });

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();    }

    let id = setInterval(tick, 1000);
    return () => clearInterval(id);
  }, []);

  return <h1>{count}</h1>;
}

（看 CodeSandbox demo。）

提取一个 Hook

不可否认，上面的代码令人困惑，混合相反的范式令人费解，还可能弄乱可变 refs。

我觉得 Hooks 提供了比 class 更低级的原语 —— 但它们的美丽在于它们使我们能够创作并创造出更好的陈述性抽象。

理想情况下，我只想这样写：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  useInterval(() => {    setCount(count + 1);  }, 1000);
  return <h1>{count}</h1>;
}

我将我 ref 机制的代码复制粘贴到一个 custom Hook：

function useInterval(callback) {
  const savedCallback = useRef();

  useEffect(() => {
    savedCallback.current = callback;
  });

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();
    }

    let id = setInterval(tick, 1000);
    return () => clearInterval(id);
  }, []);
}

当前，1000 delay 是写死的，我想把它变成一个参数：

function useInterval(callback, delay) {

我会在创建好 interval 后使用它：

    let id = setInterval(tick, delay);

现在 delay 可以在 renders 之间改变，我需要在我的 interval effect 依赖部分声明它：

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();
    }

    let id = setInterval(tick, delay);
    return () => clearInterval(id);
  }, [delay]);

等等，我们不是要避免重置 interval effect，并专门通过 [] 来避免它吗？不完全是，我们只想在回调改变时避免重置它，但当 delay 改变时，我们想要重启 timer！

让我们检查下我们的代码是否有效：

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, 1000);

  return <h1>{count}</h1>;
}

function useInterval(callback, delay) {
  const savedCallback = useRef();

  useEffect(() => {
    savedCallback.current = callback;
  });

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();
    }

    let id = setInterval(tick, delay);
    return () => clearInterval(id);
  }, [delay]);
}

（尝试它 CodeSandbox。）

有效！我们现在可以不用想太多 useInterval() 的实现过程，在任意组件中使用它。

福利：暂停 Interval

假设我们希望能够通过传递 null 作为 delay 来暂停我们的 interval：

  const [delay, setDelay] = useState(1000);
  const [isRunning, setIsRunning] = useState(true);

  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, isRunning ? delay : null);

如何实现这个？答案时：不创建 interval。

  useEffect(() => {
    function tick() {
      savedCallback.current();
    }

    if (delay !== null) {      let id = setInterval(tick, delay);
      return () => clearInterval(id);
    }
  }, [delay]);

（看 CodeSandbox demo。）

就是这样。此代码处理了所有可能的变化：改变 delay、暂停、或者恢复 interval。useEffect() API 要求我们花费更多的前期工作来描述建立和清除 —— 但添加新案例很容易。

福利：有趣的 Demo

useInterval() Hook 真的很好玩，当副作用是陈述性的，将复杂的行为编排在一起要容易得多。

例如：我们 interval 中 delay 可以受控于另外一个：

Counter that automatically speeds up

!!!!

function Counter() {
  const [delay, setDelay] = useState(1000);
  const [count, setCount] = useState(0);

  // 增加计数器
  useInterval(() => {
    setCount(count + 1);
  }, delay);

  // 每秒加速  useInterval(() => {    if (delay > 10) {      setDelay(delay / 2);    }  }, 1000);
  function handleReset() {
    setDelay(1000);
  }

  return (
    <>
      <h1>Counter: {count}</h1>
      <h4>Delay: {delay}</h4>
      <button onClick={handleReset}>
        Reset delay
      </button>
    </>
  );
}

（看 CodeSandbox demo！）

尾声总结

Hooks 需要花时间去习惯 —— 特别是在跨越命令式和声明式的代码上。你可以创建像 React Spring 一样的抽象，但有时它们会让你不安。

Hooks 还处于前期阶段，无疑此模式仍需要修炼和比较。如果你习惯跟随众所周知的「最佳实践」，不要急于采用 Hooks，它需要很多的尝试和探索。

我希望这篇文章可以帮助你理解带有 setInterval() 等 API 的 Hooks 的相关常见问题、可以帮助你克服它们的模式、及享用建立在它们之上更具表达力的声明式 APIs 的甜蜜果实。