「React进阶」我在函数组件中可以随便写 —— 最通俗异步组件原理

前言

接下来的几篇文章将围绕一些‘猎奇’场景，从原理颠覆对 React 的认识。每一个场景下背后都透漏出 React 原理，

我可以认真的说，看完这篇文章，你将掌握：

• 1 componentDidCatch 原理
• 2 susponse 原理
• 3 异步组件原理。

不可能的事

我的函数组件中里可以随便写，很多同学看到这句话的时候，脑海里应该浮现的四个字是：怎么可能？因为我们印象中的函数组件，是不能直接使用异步的，而且必须返回一段 Jsx 代码。

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那么今天我将打破这个规定，在我们认为是组件的函数里做一些意想不到的事情。接下来跟着我的思路往下看吧。

首先先来看一下 jsx ，在 React JSX 中 <div /> 代表 DOM 元素，而 <Index> 代表组件， Index 本质是函数组件或类组件。

<div />
<Index />

透过现象看本质，JSX 为 React element 的表象，JSX 语法糖会被 babel 编译成 React element 对象 ，那么上述中:

• <div /> 不是真正的 DOM 元素，是 type 属性为 div 的 element 对象。
• 组件 Index 是 type 属性为类或者组件本身的 element 对象。

言归正传，那么以函数组件为参考，Index 已经约定俗成为这个样子：

function Index(){
    /* 不能直接的进行异步操作 */
    /* return 一段 jsx 代码 */
    return <div></div>
}

如果不严格按照这个格式写，通过 jsx <Index />形式挂载，就会报错。看如下的例子：

/* Index  不是严格的组件形式 */
function Index(){
    return {
       name:'《React进阶实践指南》'
    }
}
/* 正常挂载 Index 组件 */
export default class App extends React.Component{
    render(){
        return <div>
            hello world , let us learn React! 
            <Index />
        </div>
    }
}

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我们通过报错信息，不难发现原因，children 类型错误，children 应该是一个 React element 对象，但是 Index 返回的却是一个普通的对象。

既然不能是普通的对象，那么如果 Index 里面更不可能有异步操作了，比如如下这种情况：

 /* 例子2 */
function Index(){
    return new Promise((resolve)=>{
        setTimeout(()=>{
            resolve({ name:'《React进阶实践指南》'  })
        },1000)
    })
}

同样也会报上面的错误，所以在一个标准的 React 组件规范下：

• 必须返回 jsx 对象结构，不能返回普通对象。
• render 执行过程中，不能出现异步操作。

不可能的事变为可能

那么如何破局，将不可能的事情变得可能。首先要解决的问题是 报错问题 ，只要不报错，App 就能正常渲染。不难发现产生的错误时机都是在 render 过程中。那么就可以用 React 提供的两个渲染错误边界的生命周期 componentDidCatch 和 getDerivedStateFromError。

因为我们要在捕获渲染错误之后做一些骚操作，所以这里选 componentDidCatch。接下来我们用 componentDidCatch 改造一下 App。

export default class App extends React.Component{
    state = {
       isError:false
    }
    componentDidCatch(e){
         this.setState({ isError:true })
    }
    render(){
        return <div>
            hello world , let us learn React!
            {!this.state.isError &&  <Index />}
        </div>
    }
}

• 用 componentDidCatch 捕获异常，渲染异常

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可以看到，虽然还是报错，但是至少页面可以正常渲染了。现在做的事情还不够，以第一 Index 返回一个正常对象为例，我们想要挂载这个组件，还要获取 Index 返回的数据，那么怎么办呢？

突然想到 componentDidCatch 能够捕获到渲染异常，那么它的内部就应该像 try{}catch(){} 一样，通过 catch 捕获异常。类似下面这种：

try{
    // 尝试渲染
}catch(e){
     // 渲染失败，执行componentDidCatch(e)
     componentDidCatch(e) 
}

那么如果在 Index 中抛出的错误，是不是也可以在 componentDidCatch 接收到。于是说干就干。我们把 Index 改变由 return 变成 throw ，然后在 componentDidCatch 打印错误 error。

function Index(){
    throw {
       name:'《React进阶实践指南》'
    }
}

• 将 throw 对象返回。

componentDidCatch(e){
    console.log('error:',e)
    this.setState({ isError:true })
}

• 通过 componentDidCatch 捕获错误。此时的 e 就是 Index throw 的对象。接下来用子组件抛出的对象渲染。

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export default class App extends React.Component{
    state = {
       isError:false,
       childThrowMes:{}
    }
    componentDidCatch(e){
          console.log('error:',e)
         this.setState({ isError:true , childThrowMes:e })
    }
    render(){
        return <div>
            hello world , let us learn React!
            {!this.state.isError ?  <Index /> : <div> {this.state.childThrowMes.name} </div>}
        </div>
    }
}

• 捕获到 Index 抛出的异常对象，用对象里面的数据重新渲染。

效果：

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大功告成，子组件 throw 错误，父组件 componentDidCatch 接受并渲染，这波操作是不是有点...

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但是 throw 的所有对象，都会被正常捕获吗？于是我们把第二个 Index 抛出的 Promise 对象用 componentDidCatch 捕获。看看会是什么吧？

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如上所示，Promise 对象没有被正常捕获，捕获的是异常的提示信息。在异常提示中，可以找到 Suspense 的字样。那么 throw Promise 和 Suspense 之间肯定存在着关联，换句话说就是 Suspense 能够捕获到 Promise 对象。而这个错误警告，就是 React 内部发出找不到上层的 Suspense 组件的错误。

到此为止，可以总结出：

• componentDidCatch 通过 try{}catch(e){} 捕获到异常，如果我们在渲染过程中，throw 出来的普通对象，也会被捕获到。但是 Promise 对象，会被 React 底层第 2 次抛出异常。
• Suspense 内部可以接受 throw 出来的 Promise 对象，那么内部有一个 componentDidCatch 专门负责异常捕获。

鬼畜版——我的组件可以写异步

即然直接 throw Promise 会在 React 底层被拦截，那么如何在组件内部实现正常编写异步操作的功能呢？既然 React 会拦截组件抛出的 Promise 对象，那么如果把 Promise 对象包装一层呢? 于是我们把 Index 内容做修改。

function Index(){
    throw {
        current:new Promise((resolve)=>{
            setTimeout(()=>{
                resolve({ name:'《React进阶实践指南》'  })
            },1000)
        })
    }
}

• 如上，这回不在直接抛出 Promise，而是在 Promise 的外面在包裹一层对象。接下来打印错误看一下。

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可以看到，能够直接接收到 Promise 啦，接下来我们执行 Promise 对象，模拟异步请求，用请求之后的数据进行渲染。于是修改 App 组件。

export default class App extends React.Component{
    state = {
       isError:false,
       childThrowMes:{}
    }
    componentDidCatch(e){
         const errorPromise = e.current
         Promise.resolve(errorPromise).then(res=>{
            this.setState({ isError:true , childThrowMes:res })
         })
    }
    render(){
        return <div>
            hello world , let us learn React!
            {!this.state.isError ?  <Index /> : <div> {this.state.childThrowMes.name} </div>}
        </div>
    }
}

• 在 componentDidCatch 的参数 e 中获取 Promise ，Promise.resolve 执行 Promise 获取数据并渲染。

效果：

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可以看到数据正常渲染了，但是面临一个新的问题：目前的 Index 不是一个真正意义上的组件，而是一个函数，所以接下来，改造 Index 使其变成正常的组件，通过获取异步的数据。

function Index({ isResolve = false , data }){
    const [ likeNumber , setLikeNumber ] = useState(0)
    if(isResolve){
        return <div>
            <p> 名称：{data.name} </p>
            <p> star：{likeNumber} </p>
            <button onClick={()=> setLikeNumber(likeNumber+1)} >点赞</button>
        </div>
    }else{
        throw {
            current:new Promise((resolve)=>{
                setTimeout(()=>{
                    resolve({ name:'《React进阶实践指南》'  })
                },1000)
            })
        }
    }
}

• Index 中通过 isResolve 判断组件是否加在完成，第一次的时候 isResolve = false 所以 throw Promise。
• 父组件 App 中接受 Promise ，得到数据，改变状态 isResolve ，二次渲染，那么第二次 Index 就会正常渲染了。看一下 App 如何写：

export default class App extends React.Component{
    state = {
       isResolve:false,
       data:{}
    }
    componentDidCatch(e){
         const errorPromise = e.current
         Promise.resolve(errorPromise).then(res=>{
            this.setState({ data:res,isResolve:true  })
         })
    }
    render(){
        const {  isResolve ,data } = this.state
        return <div>
            hello world , let us learn React!
            <Index data={data} isResolve={isResolve} />
        </div>
    }
}

• 通过 componentDidCatch 捕获错误，然后进行第二次渲染。

效果：

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达到了目的。这里就简单介绍了一下异步组件的原理。上述引入了一个 Susponse 的概念，接下来研究一下 Susponse。

飞翔版——实现一个简单 Suspense

Susponse 是什么？Susponse 英文翻译 悬停。在 React 中 Susponse 是什么呢？那么正常情况下组件染是一气呵成的，在 Susponse 模式下的组件渲染就变成了可以先悬停下来。

首先解释为什么悬停？

Susponse 在 React 生态中的位置，重点体现在以下方面。

• code splitting（代码分割） ：哪个组件加载，就加载哪个组件的代码，听上去挺拗口，可确实打实的解决了主文件体积过大的问题，间接优化了项目的首屏加载时间，我们知道过浏览器加载资源也是耗时的，这些时间给用户造成的影响就是白屏效果。
• spinner 解耦：正常情况下，页面展示是需要前后端交互的，数据加载过程不期望看到 无数据状态->闪现数据的场景，更期望的是一种spinner数据加载状态->加载完成展示页面状态。比如如下结构：

<List1 />
<List2 />

List1 和 List2 都使用服务端请求数据，那么在加载数据过程中，需要 Spin 效果去优雅的展示 UI，所以需要一个 Spin 组件，但是 Spin 组件需要放入 List1 和 List2 的内部，就造成耦合关系。现在通过 Susponse 来接耦 Spin，在业务代码中这么写道：

<Suspense fallback={ <Spin /> }  >
    <List1 />
    <List2 />
</Suspense>

当 List1 和 List2 数据加载过程中，用 Spin 来 loading 。把 Spin 解耦出来，就像看电影，如果电影加载视频流卡住，不期望给用户展示黑屏幕，取而代之的是用海报来填充屏幕，而海报就是这个 Spin 。

• render data：整个 render 过程都是同步执行一气呵成的，那样就会 组件 Render => 请求数据 => 组件 reRender ，但是在 Suspense 异步组件情况下允许调用 Render => 发现异步请求 => 悬停，等待异步请求完毕 => 再次渲染展示数据。这样无疑减少了一次渲染。

接下来解释如何悬停

上面理解了 Suspense 初衷，接下来分析一波原理，首先通过上文中，已经交代了 Suspense 原理，如何悬停，很简单粗暴，直接抛出一个异常；

异常是什么，一个 Promise ，这个 Promise 也分为二种情况：

• 第一种就是异步请求数据，这个 Promise 内部封装了请求方法。请求数据用于渲染。
• 第二种就是异步加载组件，配合 webpack 提供的 require() api，实现代码分割。

悬停后再次render

在 Suspense 悬停后，如果想要恢复渲染，那么 rerender 一下就可以了。

如上详细介绍了 Suspense 。接下来到了实践环节，我们去尝试实现一个 Suspense ，首先声明一下这个 Suspense 并不是 React 提供的 Suspense ，这里只是模拟了一下它的大致实现细节。

本质上 Suspense 落地瓶颈也是对请求函数的的封装，Suspense 主要接受 Promise，并 resolve 它，那么对于成功的状态回传到异步组件中，对于开发者来说是未知的，对于 Promise 和状态传递的函数 createFetcher，应该满足如下的条件。

const fetch = createFetcher(function getData(){
    return new Promise((resolve)=>{
       setTimeout(()=>{
            resolve({
                name:'《React进阶实践指南》',
                author:'alien'
            })
       },1000)
    })
})
function Text(){
    const data = fetch()
    return <div>
        name: {data.name}
        author:{data.author}
    </div>
}

• 通过 createFetcher 封装请求函数。请求函数 getData 返回一个 Promise ，这个 Promise 的使命就是完成数据交互。
• 一个模拟的异步组件，内部使用 createFetcher 创建的请求函数，请求数据。

接下来就是 createFetcher 函数的编写。

function createFetcher(fn){
    const fetcher = {
        status:'pedding',
        result:null,
        p:null
    }
    return function (){
        const getDataPromise = fn()
        fetcher.p = getDataPromise
        getDataPromise.then(result=>{ /* 成功获取数据 */
            fetcher.result = result
            fetcher.status = 'resolve'
        })
        if(fetcher.status === 'pedding'){ /* 第一次执行中断渲染，第二次 */
            throw fetcher
        }
        /* 第二次执行 */
        if(fetcher.status==='resolve')
        return fetcher.result
    }
}

• 这里要注意的是 fn 就是 getData， getDataPromise 就是 getData返回的 Promise。
• 返回一个函数 fetch ，在 Text 内部执行，第一次组件渲染，由于 status = pedding 所以抛出异常 fetcher 给 Susponse，渲染中止。
• Susponse 会在内部 componentDidCatch 处理这个fetcher，执行 getDataPromise.then， 这个时候status已经是resolve状态，数据也能正常返回了。
• 接下来Susponse再次渲染组件，此时就能正常的获取数据了。

既然有了 createFetcher 函数，接下来就要模拟上游组件 Susponse 。

class MySusponse extends React.Component{
    state={
        isResolve:true
    }
    componentDidCatch(fetcher){
        const p = fetcher.p
        this.setState({ isResolve:false })
        Promise.resolve(p).then(()=>{
            this.setState({ isResolve:true })
        })
    }
    render(){
        const { fallback, children  } = this.props
        const { isResolve } = this.state
        return isResolve ? children : fallback
    }
}

我们编写的 Susponse 起名字叫 MySusponse 。

• MySusponse 内部 componentDidCatch 通过 Promise.resolve 捕获 Promise 成功的状态。成功后，取缔 fallback UI 效果。

大功告成，接下来就是体验环节了。我们尝试一下 MySusponse 效果。

export default function Index(){
    return <div>
        hello，world
       <MySusponse fallback={<div>loading...</div>} >
            <Text />
       </MySusponse>
    </div>
}

效果：

11.gif

虽然实现了效果，但是和真正的 Susponse 还差的很远，首先暴露出的问题就是数据可变的问题。上述编写的 MySusponse 数据只加载一次，但是通常情况下，数据交互是存在变数的，数据也是可变的。

衍生版——实现一个错误异常处理组件

言归正传，我们不会在函数组件中做如上的骚操作，也不会自己去编写 createFetcher 和 Susponse。但是有一个场景还是蛮实用的，那就是对渲染错误的处理，以及 UI 的降级，这种情况通常出现在服务端数据的不确定的场景下，比如我们通过服务端的数据 data 进行渲染，像如下场景：

<div>{ data.name }</div>

如果 data 是一个对象，那么会正常渲染，但是如果 data 是 null，那么就会报错，如果不加渲染错误边界，那么一个小问题会导致整个页面都渲染不出来。

那么对于如上情况，如果每一个页面组件，都加上 componentDidCatch 这样捕获错误，降级 UI 的方式，那么代码过于冗余，难以复用，无法把降级的 UI 从业务组件中解耦出来。

所以可以统一写一个 RenderControlError 组件，目的就是在组件的出现异常的情况，统一展示降级的 UI ，也确保了整个前端应用不会奔溃，同样也让服务端的数据格式容错率大大提升。接下来看一下具体实现。

class RenderControlError extends React.Component{
    state={
        isError:false
    }
    componentDidCatch(){
        this.setState({ isError:true })
    }
    render(){
        return !this.state.isError ?
             this.props.children :
             <div style={styles.errorBox} >
                 <img url={require('../../assets/img/error.png')}
                     style={styles.erroImage}
                 />
                 <span style={styles.errorText}  >出现错误</span>
             </div>
    }
}

• 如果 children 出错，那么降级 UI。

使用

<RenderControlError>
    <Index />
</RenderControlError>

总结

本文通过一些脑洞大开，奇葩的操作，让大家明白了 Susponse ，componentDidCatch 等原理。我相信不久之后，随着 React 18 发布，Susponse 将崭露头角，未来可期。

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