精读React hooks（四）：useRef的多维用途

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在 React 里，我们经常听到 "everything is a component" 这样的说法。而为了保持组件的纯净性，React 强调声明式编程，减少直接操作 DOM 的情况。然而，有时我们仍然需要直接与 DOM 交互，或者访问某个组件的具体实例。在这些情况下，Refs 就派上用场了。

useRef 基础知识

// 定义
const inputRef = useRef(null);
 
// 使用
console.log(inputRef.current)

这是useRef的使用示例，useRef返回一个可变的 ref 对象，通过.current可以获取保存在useRef的值。看起来像是一个复杂版的useState，那么useState和useRef有什么区别？为什么需要useRef呢？

主要原因有两个：

持久性：useRef的返回对象在组件的整个生命周期中都是持久的，而不是每次渲染都重新创建。
不会触发渲染：当useState中的状态改变时，组件会重新渲染。而当useRef的.current属性改变时，组件不会重新渲染。

总结来说，useRef既能保存状态，还不会在更新时触发渲染。本文我们就来盘点一下useRef的使用场景。

useRef 的常见用途

访问 DOM 元素

当我们需要直接与 DOM 元素进行交互（例如，手动获取焦点或测量元素尺寸）时，可以使用 useRef。

function TextInput() {
  const inputRef = useRef(null);
 
  function focusInput() {
    inputRef.current.focus();
  }
 
  return (
    <div>
      <input ref={inputRef} type="text" />
      <button onClick={focusInput}>Focus the input</button>
    </div>
  );
}

我们还可以在组件嵌套的场景使用useRef

import { forwardRef, useRef } from 'react';
 
const MyInput = forwardRef((props, ref) => {
  return <input {...props} ref={ref} />;
});
 
export default function Form() {
  const inputRef = useRef(null);
 
  function handleClick() {
    inputRef.current.focus();
  }
 
  return (
    <>
      <MyInput ref={inputRef} />
      <button onClick={handleClick}>
        Focus the input
      </button>
    </>
  );
}

保存状态但不触发渲染

有时，你可能需要在组件中保存某些值，而不希望每次该值更改时都重新渲染组件。在这种情况下，useRef很有用。

function Timer() {
  const count = useRef(0);
 
  useEffect(() => {
    const intervalId = setInterval(() => {
      count.current += 1;
      console.log(`Elapsed time: ${count.current} seconds`);
    }, 1000);
 
    return () => clearInterval(intervalId);
  }, []);
 
  return <div>Check the console to see the elapsed time!</div>;
}

这个示例完美说明了可以把useRef视为一个能够在组件的整个生命周期中持久保存数据的“盒子”，而不会引起组件的重新渲染。

保存上一次的 props 或 state

在某些情况下，你可能需要知道 props 或 state 的上一次值。这时可以使用useRef结合useEffect来达到目的。

function DisplayValue({ value }) {
	const [prevValue, setPrevValue] = useState(null); // 初始时，没有前一个值
  const previousValue = useRef(value);
 
  useEffect(() => {
		setPrevValue(currentRef.current);
    previousValue.current = value;
  }, [value]);
 
  return (
    <div>
      Current Value: {value} <br />
      Previous Value: {prevValue}
    </div>
  );
}

当组件首次渲染时，previousValue.current会被初始化为value的当前值。随后，每当value发生变化时，useEffect都会运行并更新previousValue.current为新的value。

但这里有一个微妙之处：由于useEffect是在组件渲染之后运行的，因此在组件的渲染过程中，previousValue.current的值是从前一次渲染中保持不变的。只有当useEffect被调用并执行完毕后，previousValue.current才会更新为新的value。

高级技巧

避免在渲染期间读/写 ref

function DisplayValue({ value }) {
  const previousValue = useRef(value);
 
	// 错误：在渲染期间修改 ref
  if (previousValue.current !== value) {
    previousValue.current = value;
  }
 
  return (
    <div>
      Current Value: {value} <br />
			 {/* 错误：在渲染期间读 ref */}
      Previous Value: {previousValue.current}
    </div>
  );
}

这里，我们尝试在组件的渲染期间更新previousValue.current。这违反了 React 的工作方式，并可能导致不可预测的行为。例如：

不稳定的 UI：由于 React 在多次渲染中可能使用异步和优化技术，直接在渲染期间修改 refs 可能导致 UI 不一致。
依赖更新：如果其他效应或钩子依赖于 ref 的值，它们可能不会在期望的时刻运行，因为直接修改 ref 不会触发重新渲染或其他效应。

这是为什么我们通常在useEffect内部更新 refs。在useEffect内部，我们可以确保组件已经完成渲染，并且不会在渲染期间发生任何不期望的副作用。

避免重复创建 ref

如果我们在创建 ref 时，想要通过计算或有副作用的方法获取初值，可能会用下面这种写法。这种写法会导致getInitialCount()在每次组建渲染的时候都被调用。虽然useRef的设计让它只从首次渲染的时候获取初值，但这种做法仍然会造成不必要的性能损耗。

function ClickCounter() {
  // bad。这里的问题是，每次组件渲染时，getInitialCount都会被调用，尽管它的返回值只在第一次渲染时被使用。
  const countRef = useRef(getInitialCount());
  
  function handleClick() {
    countRef.current += 1;
    console.log(`Button clicked ${countRef.current} times.`);
  }
 
  return <button onClick={handleClick}>Click me!</button>;
}

解决这种场景下的 ref 创建也很简单，那就是用null作为初始值，渲染的过程判断仅在null时去计算或调用有副作用的方法。

function ClickCounter() {
	// good
  const countRef = useRef(null);
	// good
  if (countRef.current === null) {
    countRef.current = getInitialCount();
  }
 
  function handleClick() {
    countRef.current += 1;
    console.log(`Button clicked ${countRef.current} times.`);
  }
 
  return <button onClick={handleClick}>Click me!</button>;
}

与 useReducer 使用

当我们需要复杂的状态逻辑且希望避免额外的渲染时，可以考虑将useRef与useReducer结合使用。

例如：跟踪useReducer的 action 数量。

const initialState = { count: 0 };
function reducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case "increment":
      return { count: state.count + 1 };
    default:
      throw new Error();
  }
}
 
function Counter() {
  const [state, dispatch] = useReducer(reducer, initialState);
  const actionsCountRef = useRef(0);
 
  function handleIncrement() {
    dispatch({ type: "increment" });
    actionsCountRef.current += 1;
    console.log(`Actions count: ${actionsCountRef.current}`);
  }
 
  return (
    <>
      Count: {state.count}
      <button onClick={handleIncrement}>Increment</button>
    </>
  );
}

与第三方库集成

在使用非 React 库（如 D3、jQuery）时，我们可能需要使用useRef来获得对真实 DOM 节点的引用。

例如：结合D3

import { useRef, useEffect } from 'react';
import * as d3 from 'd3';
 
function BarChart() {
  const chartRef = useRef(null);
 
  useEffect(() => {
    const svg = d3.select(chartRef.current);
    // ... 使用 D3 进行图表绘制
  }, []);
 
  return <svg ref={chartRef}></svg>;
}

动画处理

通过useRef获取元素并使用 Web API 如requestAnimationFrame可以实现复杂的动画效果。

import { useEffect, useRef } from "react";
 
function MovingBox() {
  const boxRef = useRef(null);
  const animationFrameRef = useRef(null);
 
  useEffect(() => {
    const boxElem = boxRef.current;
    let position = 0;
 
    const animate = () => {
      position += 1;
      if (position > window.innerWidth) {
        position = -100; // 如果方块移动到屏幕的右侧，则从左侧重新开始
      }
      boxElem.style.transform = `translateX(${position}px)`;
      animationFrameRef.current = requestAnimationFrame(animate);
    };
 
    animationFrameRef.current = requestAnimationFrame(animate);
 
    return () => {
      cancelAnimationFrame(animationFrameRef.current); // 在组件卸载时取消动画
    };
  }, []);
 
  return (
    <div
      ref={boxRef}
      style={{ width: "100px", height: "100px", background: "blue" }}
    ></div>
  );
}
 
export default MovingBox;

事件监听

使用useRef监听不由 React 管理的 DOM 事件。

例如：窗口大小变化

function WindowSize() {
  const widthRef = useRef(window.innerWidth);
  
  useEffect(() => {
    const handleResize = () => {
      widthRef.current = window.innerWidth;
      console.log(`Width: ${widthRef.current}`);
    };
    
    window.addEventListener("resize", handleResize);
    return () => window.removeEventListener("resize", handleResize);
  }, []);
  
  return <div>Check the console for window width updates!</div>;
}