面试题：React useState钩子的底层实现与设计权衡

Question

深入探讨React useState钩子的底层实现机制，包括它如何在函数组件多次渲染之间保持状态，以及在设计useState时面临了哪些权衡，例如与类组件的state机制相比，useState的设计带来了哪些优势和局限性。

Answer 1

React useState钩子底层实现机制

1. 状态存储：React 内部维护了一个链表结构来存储每个组件的状态。每个 useState 调用都会在这个链表上创建一个新的节点，节点中存储了当前状态值和状态更新函数。
2. 状态更新：当调用 setState 时，React 会根据链表找到对应的状态节点，更新状态值，并触发组件重新渲染。在重新渲染过程中，useState 会从链表中获取最新的状态值。
3. 渲染间状态保持：由于链表结构的存在，每次渲染时 useState 都能从相同位置获取状态，从而在多次渲染之间保持状态。

设计 useState 时的权衡

1. 与类组件 state 机制相比的优势
   • 代码简洁：useState 语法更简洁，不需要像类组件那样定义 this.state 和 this.setState 方法，减少了样板代码。
   • 逻辑复用：useState 基于 Hook 可以更方便地在不同组件间复用状态逻辑，而类组件复用状态逻辑相对复杂，常需借助高阶组件或 render props。
   • 函数式编程风格：useState 符合函数式编程范式，使代码更易于理解和测试，避免了类组件中 this 指向问题带来的潜在错误。
2. 局限性
   • 调试难度：由于 useState 状态更新是基于链表结构，在复杂组件中调试状态变化可能比类组件更困难，难以直观看到状态变化的全貌。
   • 学习曲线：对于刚接触 React 的开发者，尤其是熟悉类组件开发的，理解 useState 等 Hook 的工作原理和规则（如 Hook 调用规则）可能需要一定时间。
   • 性能优化：在某些场景下，类组件可以通过 shouldComponentUpdate 等生命周期方法进行更细粒度的性能优化，而 useState 需借助 React.memo 等方式，对于复杂组件性能优化相对不那么直接。