# 从一道面试题说起

这是一道变体繁多的面试题，在 BAT 等一线大厂的面试中考察频率非常高。首先题目会给出一个这样的 App 组件，在它的内部会有如下代码所示的几个不同的 setState 操作：

import React from "react";
import "./styles.css";
export default class App extends React.Component{
  state = {
    count: 0
  }
  increment = () => {
    console.log('increment setState前的count', this.state.count)
    this.setState({
      count: this.state.count + 1
    });
    console.log('increment setState后的count', this.state.count)
  }
  triple = () => {
    console.log('triple setState前的count', this.state.count)
    this.setState({
      count: this.state.count + 1
    });
    this.setState({
      count: this.state.count + 1
    });
    this.setState({
      count: this.state.count + 1
    });
    console.log('triple setState后的count', this.state.count)
  }
  reduce = () => {
    setTimeout(() => {
      console.log('reduce setState前的count', this.state.count)
      this.setState({
        count: this.state.count - 1
      });
      console.log('reduce setState后的count', this.state.count)
    },0);
  }
  render(){
    return <div>
      <button onClick={this.increment}>点我增加</button>
      <button onClick={this.triple}>点我增加三倍</button>
      <button onClick={this.reduce}>点我减少</button>
    </div>
  }
}

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接着我把组件挂载到 DOM 上：

import React from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
import App from "./App";
const rootElement = document.getElementById("root");
ReactDOM.render(
  <React.StrictMode>
    <App />
  </React.StrictMode>,
  rootElement
);

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此时浏览器里渲染出来的是如下图所示的三个按钮：

此时有个问题，若从左到右依次点击每个按钮，控制台的输出会是什么样的？读到这里，建议你先暂停 1 分钟在脑子里跑一下代码，看看和下图实际运行出来的结果是否有出入。

如果你是一个熟手 React 开发，那么 increment 这个方法的输出结果想必难不倒你——正如许许多多的 React 入门教学所声称的那样，“setState 是一个异步的方法”，这意味着当我们执行完 setState 后，state 本身并不会立刻发生改变。因此紧跟在 setState 后面输出的 state 值，仍然会维持在它的初始状态（0）。在同步代码执行完毕后的某个“神奇时刻”，state 才会“恰恰好”地增加到 1。

但这个“神奇时刻”到底何时发生，所谓的“恰恰好”又如何界定呢？如果你对这个问题搞不太清楚，那么 triple 方法的输出对你来说就会有一定的迷惑性——setState 一次不好使， setState 三次也没用，state 到底是在哪个环节发生了变化呢？

带着这样的困惑，你决定先抛开一切去看看 reduce 方法里是什么光景，结果更令人大跌眼镜，reduce 方法里的 setState 竟然是同步更新的！这…到底是我们初学 React 时拿到了错误的基础教程，还是电脑坏了？

要想理解眼前发生的这魔幻的一切，我们还得从 setState 的工作机制里去找线索。

# 异步的动机和原理——批量更新的艺术

我们首先要认知的一个问题：在 setState 调用之后，都发生了哪些事情？你可能会更倾向于站在生命周期的角度去思考这个问题，得出一个如下图所示的结论：

从图上我们可以看出，一个完整的更新流程，涉及了包括 re-render（重渲染）在内的多个步骤。re-render 本身涉及对 DOM 的操作，它会带来较大的性能开销。假如说“一次 setState 就触发一个完整的更新流程”这个结论成立，那么每一次 setState 的调用都会触发一次 re-render，我们的视图很可能没刷新几次就卡死了。这个过程如我们下面代码中的箭头流程图所示：

this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    shouldComponentUpdate->componentWillUpdate->render->componentDidUpdate
});
this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    shouldComponentUpdate->componentWillUpdate->render->componentDidUpdate
});
this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    shouldComponentUpdate->componentWillUpdate->render->componentDidUpdate
});

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事实上，这正是 setState 异步的一个重要的动机——避免频繁的 re-render。

在实际的 React 运行时中，setState 异步的实现方式有点类似于 Vue 的 $nextTick 和浏览器里的 Event-Loop：每来一个 setState，就把它塞进一个队列里“攒起来”。等时机成熟，再把“攒起来”的 state 结果做合并，最后只针对最新的 state 值走一次更新流程。这个过程，叫作“批量更新”，批量更新的过程正如下面代码中的箭头流程图所示：

this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    入队，[count+1的任务]
});
this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    入队，[count+1的任务，count+1的任务]
});
this.setState({
  count: this.state.count + 1    ===>    入队, [count+1的任务，count+1的任务, count+1的任务]
});
                                          ↓
                                         合并 state，[count+1的任务]
                                          ↓
                                         执行 count+1的任务

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值得注意的是，只要我们的同步代码还在执行，“攒起来”这个动作就不会停止。（注：这里之所以多次 +1 最终只有一次生效，是因为在同一个方法中多次 setState 的合并动作不是单纯地将更新累加。比如这里对于相同属性的设置，React 只会为其保留最后一次的更新）。因此就算我们在 React 中写了这样一个 100 次的 setState 循环：

test = () => {
  console.log('循环100次 setState前的count', this.state.count)
  for(let i=0;i<100;i++) {
    this.setState({
      count: this.state.count + 1
    })
  }
  console.log('循环100次 setState后的count', this.state.count)
}

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也只是会增加 state 任务入队的次数，并不会带来频繁的 re-render。当 100 次调用结束后，仅仅是 state 的任务队列内容发生了变化， state 本身并不会立刻改变：

# “同步现象”背后的故事：从源码角度看 setState 工作流

读到这里，相信你对异步这回事多少有些眉目了。接下来我们就要重点理解刚刚代码里最诡异的一部分——setState 的同步现象：

reduce = () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('reduce setState前的count', this.state.count)
    this.setState({
      count: this.state.count - 1
    });
    console.log('reduce setState后的count', this.state.count)
  },0);
}

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从题目上看，setState 似乎是在 setTimeout 函数的“保护”之下，才有了同步这一“特异功能”。事实也的确如此，假如我们把 setTimeout 摘掉，setState 前后的 console 表现将会与 increment 方法中无异：

reduce = () => {
  // setTimeout(() => {
  console.log('reduce setState前的count', this.state.count)
  this.setState({
    count: this.state.count - 1
  });
  console.log('reduce setState后的count', this.state.count)
  // },0);
}

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点击后的输出结果如下图所示：

现在问题就变得清晰多了：为什么 setTimeout 可以将 setState 的执行顺序从异步变为同步？

这里我先给出一个结论：并不是 setTimeout 改变了 setState，而是 setTimeout 帮助 setState “逃脱”了 React 对它的管控。只要是在 React 管控下的 setState，一定是异步的。

接下来我们就从 React 源码里，去寻求佐证这个结论的线索。

时下虽然市场里的 React 16、React 17 十分火热，但就 setState 这块知识来说，React 15 仍然是最佳的学习素材。因此下文所有涉及源码的分析，都会围绕 React 15 展开。关于 React 16 之后 Fiber 机制给 setState 带来的改变，不在本讲的讨论范围内

# 解读 setState 工作流

我们阅读任何框架的源码，都应该带着问题、带着目的去读。React 中对于功能的拆分是比较细致的，setState 这部分涉及了多个方法。为了方便你理解，我这里先把主流程提取为一张大图：

接下来我们就沿着这个流程，逐个在源码中对号入座。首先是 setState 入口函数：

入口函数在这里就是充当一个分发器的角色，根据入参的不同，将其分发到不同的功能函数中去。这里我们以对象形式的入参为例，可以看到它直接调用了 this.updater.enqueueSetState 这个方法：

这里我总结一下，enqueueSetState 做了两件事：

继续往下走，看看 enqueueUpdate 做了什么：

# 从一道面试题说起

# 异步的动机和原理——批量更新的艺术

# “同步现象”背后的故事：从源码角度看 setState 工作流

# 解读 setState 工作流

# “同步现象”的本质

setState 到底是同步的，还是异步的|原理篇

setState 到底是同步的，还是异步的|原理篇