React 官网介绍了 Hook 的这样一个限制：
不要在循环，条件或嵌套函数中调用 Hook， 确保总是在你的 React 函数的最顶层以及任何 return 之前调用他们。遵守这条规则，你就能确保 Hook 在每一次渲染中都按照同样的顺序被调用。这让 React 能够在多次的
useState和useEffect调用之间保持 hook 状态的正确。(如果你对此感到好奇，我们在下面会有更深入的解释。)
这个限制在开发中也确实会时常影响到我们的开发体验，比如函数组件中出现 if 语句提前 return 了，后面又出现 Hook 调用的话，React 官方推的 eslint 规则也会给出警告。
function App(){
if (xxx) {
return null;
}
// ❌ React Hook "useState" is called conditionally.
// React Hooks must be called in the exact same order in every component render.
useState();
return 'Hello'
}
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其实是个挺常见的用法，很多时候满足某个条件了我们就不希望组件继续渲染下去。但由于这个限制的存在，我们只能把所有 Hook 调用提升到函数的顶部，增加额外开销。
由于 React 的源码太复杂，接下来本文会以原理类似但精简很多的 Preact 的源码为切入点来调试、讲解。
限制的原因
这个限制并不是 React 团队凭空造出来的，的确是由于 React Hook 的实现设计而不得已为之。
以 Preact 的 Hook 的实现为例，它用数组和下标来实现 Hook 的查找（React 使用链表，但是原理类似）。
// 当前正在运行的组件
let currentComponent
// 当前 hook 的全局索引
let currentIndex
// 第一次调用 currentIndex 为 0
useState('first')
// 第二次调用 currentIndex 为 1
useState('second')
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可以看出，每次 Hook 的调用都对应一个全局的 index 索引，通过这个索引去当前运行组件 currentComponent 上的 _hooks 数组中查找保存的值，也就是 Hook 返回的 [state, useState]
那么假如条件调用的话，比如第一个 useState 只有 0.5 的概率被调用：
// 当前正在运行的组件
let currentComponent
// 当前 hook 的全局索引
let currentIndex
// 第一次调用 currentIndex 为 0
if (Math.random() > 0.5) {
useState('first')
}
// 第二次调用 currentIndex 为 1
useState('second')
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在 Preact 第一次渲染组件的时候，假设 Math.random() 返回的随机值是 0.6，那么第一个 Hook 会被执行，此时组件上保存的 _hooks 状态是：
_hooks: [
{ value: 'first', update: function },
{ value: 'second', update: function },
]
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用图来表示这个查找过程是这样的：
假设第二次渲染的时候，Math.random() 返回的随机值是 0.3，此时只有第二个 useState 被执行了，那么它对应的全局 currentIndex 会是 0，这时候去 _hooks[0] 中拿到的却是 first 所对应的状态，这就会造成渲染混乱。
没错，本应该值为 second 的 value，莫名其妙的被指向了 first，渲染完全错误！
以这个例子来看：
export default function App() {
if (Math.random() > 0.5) {
useState(10000)
}
const [value, setValue] = useState(0)
return (
<div>
<button onClick={() => setValue(value + 1)}>+</button>
{value}
</div>
)
}
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结果是这样：
破解限制
有没有办法破解限制呢？
如果要破解全局索引递增导致的 bug，那么我们可以考虑换种方式存储 Hook 状态。
如果不用下标存储，是否可以考虑用一个全局唯一的 key 来保存 Hook，这样不是就可以绕过下标导致的混乱了吗？
比如 useState 这个 API 改造成这样：
export default function App() {
if (Math.random() > 0.5) {
useState(10000, 'key1');
}
const [value, setValue] = useState(0, "key2");
return (
<div>
<button onClick={() => setValue(value + 1)}>+</button>
{value}
</div>
);
}
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这样，通过 _hooks['key'] 来查找，就无所谓前序的 Hook 出现的任何意外情况了。
也就是说，原本的存储方式是：
_hooks: [
{ value: 'first', update: function },
{ value: 'second', update: function },
]
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改造后：
_hooks: [
key1: { value: 'first', update: function },
key2: { value: 'second', update: function },
]
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注意，数组本身就支持对象的 key 值特性，不需要改造 _hooks 的结构。
改造源码
来试着改造一下 Preact 源码，它的 Hook 包的位置在 hooks/src/index.js 下，找到 useState 方法：
export function useState(initialState) {
currentHook = 1;
return useReducer(invokeOrReturn, initialState, undefined);
}
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它的底层调用了 useReducer，所以新增加一个 key 参数透传下去：
+ export function useState(initialState, key) {
currentHook = 1;
+ return useReducer(invokeOrReturn, initialState, undefined, key);
}
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useReducer 原本是通过全局索引去获取 Hook state：
// 全局索引
let currentIndex
export function useReducer(reducer, initialState, init) {
const hookState = getHookState(currentIndex++, 2);
hookState._reducer = reducer;
return hookState._value;
}
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改造成兼容版本，有 key 的时候优先传入 key 值：
// 全局索引
let currentIndex
+ export function useReducer(reducer, initialState, init, key) {
+ const hookState = getHookState(key || currentIndex++, 2);
hookState._reducer = reducer;
return hookState._value;
}
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最后改造一下 getHookState 方法：
function getHookState(index, type) {
const hooks =
currentComponent.__hooks ||
(currentComponent.__hooks = {
_list: [],
_pendingEffects: [],
});
// 传入 key 值是 string 或 symbol 都可以
+ if (typeof index !== 'number') {
+ if (!hooks._list[index]) {
+ hooks._list[index] = {};
+ }
+ } else {
if (index >= hooks._list.length) {
hooks._list.push({});
}
}
// 这里天然支持 key 值取用的方式
return hooks._list[index];
}
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这里设计成传入 key 值的时候，初始化就不往数组里 push 新状态，而是直接通过下标写入即可，原本的取状态的写法 hooks._list[index] 本身就支持通过 key 从数组上取值，不用改动。
至此，改造就完成了。
来试试新用法：
export default function App() {
if (Math.random() > 0.5) {
useState(10000, 'key1');
}
const [value, setValue] = useState(0, 'key2');
return (
<div>
<button onClick={() => setValue(value + 1)}>+</button>
{value}
</div>
);
}
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自动编译
事实上 React 团队也考虑过给每次调用加一个 key 值的设计，在 Dan Abramov 的 为什么顺序调用对 React Hooks 很重要？ 中已经详细解释过这个提案。
多重的缺陷导致这个提案被否决了，尤其是在遇到自定义 Hook 的时候，比如你提取了一个 useFormInput：
const valueKey = Symbol();
function useFormInput() {
const [value, setValue] = useState(valueKey);
return {
value,
onChange(e) {
setValue(e.target.value);
},
};
}
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然后在组件中多次调用它：
function Form() {
// 使用 Symbol
const name = useFormInput();
// 又一次使用了同一个 Symbol
const surname = useFormInput();
// ...
return (
<>
<input {...name} />
<input {...surname} />
{/* ... */}
</>
)
}
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此时这个通过 key 寻找 Hook state 的方式就会发生冲突。
但我的想法是，能不能借助 babel 插件的编译能力，实现编译期自动为每一次 Hook 调用都注入一个 key， 伪代码如下：
traverse(node) {
if (isReactHookInvoking(node)) {
addFunctionParameter(node, getUniqKey(node))
}
}
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生成这样的代码：
function Form() {
+ const name = useFormInput('key_1');
+ const surname = useFormInput('key_2');
// ...
return (
<>
<input {...name} />
<input {...surname} />
{/* ... */}
</>
)
}
+ function useFormInput(key) {
+ const [value, setValue] = useState(key);
return {
value,
onChange(e) {
setValue(e.target.value);
},
};
}
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key 的生成策略可以是随机值，也可以是注入一个 Symbol，这个无所谓，保证运行时期不会改变即可。也许有一些我没有考虑周到的地方，对此有任何想法的同学都欢迎加我微信 sshsunlight 讨论，当然单纯的交个朋友也没问题，大佬或者萌新都欢迎。
总结
本文只是一篇探索性质的文章：
- 介绍 Hook 实现的大概原理以及限制
- 探索出修改源码机制绕过限制的方法
其实本意是帮助大家更好的理解 Hook。
我并不希望 React 取消掉这些限制，我觉得这也是设计的取舍。
如果任何子函数，任何条件表达式中都可以调用 Hook，代码也会变得更加难以理解和维护。
如果你真的希望更加灵活的使用类似的 Hook 能力，Vue3 底层响应式收集依赖的原理就可以完美的绕过这些限制，但更加灵活的同时也一定会无法避免的增加更多维护风险。
感谢大家
我是 ssh，目前就职于字节跳动的 Web Infra 团队，目前团队在北上广深杭都还缺人（尤其是北京）。
为此我组建了一个氛围特别好的招聘社群，大家在里面尽情的讨论面试相关的想法和问题，也欢迎你加入，随时投递简历给我。
