使用 Effect 同步

什么是 Effect，它与事件（event）有何不同？

在谈到 Effect 之前，你需要熟悉 React 组件中的两种逻辑类型：

• 渲染逻辑代码（在 描述 UI 中有介绍）位于组件的顶层。你将在这里接收 props 和 state，并对它们进行转换，最终返回你想在屏幕上看到的 JSX。渲染的代码必须是纯粹的——就像数学公式一样，它只应该“计算”结果，而不做其他任何事情。

• 事件处理程序（在 添加交互性 中介绍）是嵌套在组件内部的函数，而不仅仅是计算函数。事件处理程序可能会更新输入字段、提交 HTTP POST 请求以购买产品，或者将用户导航到另一个屏幕。事件处理程序包含由特定用户操作（例如按钮点击或键入）引起的“副作用”（它们改变了程序的状态）。

有时这还不够。考虑一个 ChatRoom 组件，它在屏幕上可见时必须连接到聊天服务器。连接到服务器不是一个纯计算（它包含副作用），因此它不能在渲染过程中发生。然而，并没有一个特定的事件（比如点击）导致 ChatRoom 被显示。

Effect 允许你指定由渲染本身，而不是特定事件引起的副作用。在聊天中发送消息是一个“事件”，因为它直接由用户点击特定按钮引起。然而，建立服务器连接是 Effect，因为它应该发生无论哪种交互导致组件出现。Effect 在屏幕更新后的 提交阶段 运行。这是一个很好的时机，可以将 React 组件与某个外部系统（如网络或第三方库）同步。

你可能不需要 Effect

不要随意在你的组件中使用 Effect。记住，Effect 通常用于暂时“跳出” React 代码并与一些 外部 系统进行同步。这包括浏览器 API、第三方小部件，以及网络等等。如果你想用 Effect 仅根据其他状态调整某些状态，那么 你可能不需要 Effect。

如何编写 Effect

编写 Effect 需要遵循以下三个规则：

1. 声明 Effect。默认情况下，Effect 会在每次渲染后都会执行。
2. 指定 Effect 依赖。大多数 Effect 应该按需执行，而不是在每次渲染后都执行。例如，淡入动画应该只在组件出现时触发。连接和断开服务器的操作只应在组件出现和消失时，或者切换聊天室时执行。文章将介绍如何通过指定依赖来控制如何按需执行。
3. 必要时添加清理（cleanup）函数。有时 Effect 需要指定如何停止、撤销，或者清除它的效果。例如，“连接”操作需要“断连”，“订阅”需要“退订”，“获取”既需要“取消”也需要“忽略”。你将学习如何使用 清理函数 来做到这一切。

以下是具体步骤。

第一步：声明 Effect

首先在 React 中引入 useEffect Hook：

import { useEffect } from 'react';

然后，在组件顶部调用它，并传入在每次渲染时都需要执行的代码：

function MyComponent() {
  useEffect(() => {
    // 每次渲染后都会执行此处的代码
  });
  return <div />;
}

每当你的组件渲染时，React 将更新屏幕，然后运行 useEffect 中的代码。换句话说，useEffect 会把这段代码放到屏幕更新渲染之后执行。

让我们看看如何使用 Effect 与外部系统同步。考虑一个 <VideoPlayer> React 组件。通过传递布尔类型的 isPlaying prop 以控制是播放还是暂停：

<VideoPlayer isPlaying={isPlaying} />;

自定义的 VideoPlayer 组件渲染了内置的 <video> 标签：

function VideoPlayer({ src, isPlaying }) {
  // TODO：使用 isPlaying 做一些事情
  return <video src={src} />;
}

但是，浏览器的 <video> 标签没有 isPlaying 属性。控制它的唯一方式是在 DOM 元素上调用 play() 和 pause() 方法。因此，你需要将 isPlaying prop 的值与 play() 和 pause() 等函数的调用进行同步，该属性用于告知当前视频是否应该播放。

首先要获取 <video> DOM 节点的 对象引用。

你可能会尝试在渲染期间调用 play() 或 pause()，但这种做法是错的：

这段代码之所以不正确，是因为它试图在渲染期间对 DOM 节点进行操作。在 React 中，JSX 的渲染必须是纯粹操作，不应该包含任何像修改 DOM 的副作用。

而且，当第一次调用 VideoPlayer 时，对应的 DOM 节点甚至还不存在！如果连 DOM 节点都没有，那么如何调用 play() 或 pause() 方法呢！在返回 JSX 之前，React 不知道要创建什么 DOM。

解决办法是 使用 useEffect 包裹副作用，把它分离到渲染逻辑的计算过程之外：

import { useEffect, useRef } from 'react';

function VideoPlayer({ src, isPlaying }) {
  const ref = useRef(null);

  useEffect(() => {
    if (isPlaying) {
      ref.current.play();
    } else {
      ref.current.pause();
    }
  });

  return <video ref={ref} src={src} loop playsInline />;
}

把调用 DOM 方法的操作封装在 Effect 中，你可以让 React 先更新屏幕，确定相关 DOM 创建好了以后然后再运行 Effect。

当 VideoPlayer 组件渲染时（无论是否为首次渲染），都会发生以下事情。首先，React 会刷新屏幕，确保 <video> 元素已经正确地出现在 DOM 中；然后，React 将运行 Effect；最后，Effect 将根据 isPlaying 的值调用 play() 或 pause()。

试试按下几次播放和暂停操作，观察视频播放器的播放、暂停行为是如何与 isPlaying prop 同步的：

在这个示例中，你同步到 React state 的“外部系统”是浏览器媒体 API；也可以使用类似的方法将旧的非 React 代码（如 jQuery 插件）封装成声明性的 React 组件。

请注意，控制视频播放器在实际应用中复杂得多：比如调用 play() 可能会失败，用户可能会使用内置浏览器控件播放或暂停等等。这只是一个简化了很多具体细节的例子。

const [count, setCount] = useState(0);
useEffect(() => {
  setCount(count + 1);
});

第二步：指定 Effect 依赖

一般来说，Effect 会在 每次 渲染时执行。但更多时候，并不需要每次渲染的时候都执行 Effect。

• 有时这会拖慢运行速度。因为与外部系统的同步操作总是有一定时耗，在非必要时可能希望跳过它。例如，没有人会希望每次用键盘打字时都重新连接聊天服务器。
• 有时这会导致程序逻辑错误。例如，组件的淡入动画只需要在第一轮渲染出现时播放一次，而不是每次触发新一轮渲染后都播放。

为了演示这个问题，我们在前面的示例中加入一些 console.log 语句和更新父组件 state 的文本输入。请注意键入是如何导致 Effect 重新运行的：

将 依赖数组 传入 useEffect 的第二个参数，以告诉 React 跳过不必要地重新运行 Effect。在上面示例的第 14 行中传入一个空数组 []：

  useEffect(() => {
    // ...
  }, []);

你会发现 React 报错：React Hook useEffect has a missing dependency: 'isPlaying'：

问题出现在 Effect 中使用了 isPlaying prop 以控制逻辑，但又没有直接告诉 Effect 需要依赖这个属性。为了解决这个问题，将 isPlaying 添加至依赖数组中：

  useEffect(() => {
    if (isPlaying) { // isPlaying 在此处使用……
      // ...
    } else {
      // ...
    }
  }, [isPlaying]); // ……所以它必须在此处声明！

现在所有的依赖都已经声明，所以没有错误了。指定 [isPlaying] 会告诉 React，如果 isPlaying 在上一次渲染时与当前相同，它应该跳过重新运行 Effect。通过这个改变，输入框的输入不会导致 Effect 重新运行，但是按下播放/暂停按钮会重新运行 Effect。

依赖数组可以包含多个依赖项。当指定的所有依赖项在上一次渲染期间的值与当前值完全相同时，React 会跳过重新运行该 Effect。React 使用 Object.is 比较依赖项的值。有关详细信息，请参阅 useEffect 参考文档。

请注意，不能随意选择依赖项。如果你指定的依赖项不能与 Effect 代码所期望的相匹配时，lint 将会报错，这将帮助你找到代码中的问题。如果你不希望某些代码重新运行，那么你应当 重新编辑 Effect 代码本身，使其不需要该依赖项。

useEffect(() => {
  // 这里的代码会在每次渲染后执行
});

useEffect(() => {
  // 这里的代码只会在组件挂载后执行
}, []);

useEffect(() => {
  //这里的代码只会在每次渲染后，并且 a 或 b 的值与上次渲染不一致时执行
}, [a, b]);

function VideoPlayer({ src, isPlaying }) {
  const ref = useRef(null);
  useEffect(() => {
    if (isPlaying) {
      ref.current.play();
    } else {
      ref.current.pause();
    }
  }, [isPlaying]);

function VideoPlayer({ src, isPlaying }) {
  const ref = useRef(null);
  useEffect(() => {
    if (isPlaying) {
      ref.current.play();
    } else {
      ref.current.pause();
    }
  }, [isPlaying, ref]);

第三步：按需添加清理（cleanup）函数

考虑一个不同的例子。你正在编写一个 ChatRoom 组件，该组件出现时需要连接到聊天服务器。现在为你提供了 createConnection() API，该 API 返回一个包含 connect() 与 disconnection() 方法的对象。考虑当组件展示给用户时，应该如何保持连接？

从编写 Effect 逻辑开始：

useEffect(() => {
  const connection = createConnection();
  connection.connect();
});

每次重新渲染后连接到聊天室会很慢，因此可以添加依赖数组：

useEffect(() => {
  const connection = createConnection();
  connection.connect();
}, []);

在这个例子中，Effect 中的代码没有使用任何 props 或 state，此时指定依赖数组为空数组 []。这告诉 React 仅在组件“挂载”时运行此代码，即首次出现在屏幕上这一阶段。

试试运行下面的代码：

这里的 Effect 仅在组件挂载时执行，所以 "✅ 连接中……" 在控制台中只会打印一次。然而控制台实际打印 "✅ 连接中……" 了两次！为什么会这样？

想象 ChatRoom 组件是一个大规模的 App 中许多界面中的一部分。用户切换到含有 ChatRoom 组件的页面上时，该组件被挂载，并调用 connection.connect() 方法连接服务器。然后想象用户此时突然导航到另一个页面，比如切换到“设置”页面。这时，ChatRoom 组件就被卸载了。接下来，用户在“设置”页面忙完后，单击“返回”，回到上一个页面，并再次挂载 ChatRoom。这将建立第二次连接，但是，第一次时创建的连接从未被销毁！当用户在应用程序中不断切换界面再返回时，与服务器的连接会不断堆积。

如果不进行大量的手动测试，这样的错误很容易被遗漏。为了帮助你快速发现它们，在开发环境中，React 会在初始挂载组件后，立即再挂载一次。

观察到 "✅ 连接中……" 出现了两次，可以帮助找到问题所在：在代码中，组件被卸载时没有关闭连接。

为了解决这个问题，可以在 Effect 中返回一个 清理（cleanup） 函数。

  useEffect(() => {
    const connection = createConnection();
    connection.connect();
    return () => {
      connection.disconnect();
    };
  }, []);

每次重新执行 Effect 之前，React 都会调用清理函数；组件被卸载时，也会调用清理函数。让我们看看执行清理函数会做些什么：

现在在开发模式下，控制台会打印三条记录：

1. "✅ 连接中……"
2. "❌ 连接断开。"
3. "✅ 连接中……"

在开发环境下，出现这样的结果才是符合预期的。重复挂载组件，可以确保在 React 中离开和返回页面时不会导致代码运行出现问题。上面的代码中规定了挂载组件时连接服务器、卸载组件时断连服务器。所以断开、连接再重新连接是符合预期的行为。当为 Effect 正确实现清理函数时，无论 Effect 执行一次，还是执行、清理、再执行，用户都不会感受到明显的差异。所以，在开发环境下，出现额外的连接、断连时，这是 React 正在调试你的代码。这是很正常的现象，不要试图消除它！

在生产环境下，"✅ 连接中……" 只会被打印一次。也就是说仅在开发环境下才会重复挂载组件，以帮助你找到需要清理的 Effect。你可以选择关闭 严格模式 来关闭开发环境下特有的行为，但我们建议保留它。这可以帮助发现许多上面这样的错误。

如何处理在开发环境中 Effect 执行两次？

在开发环境中，React 有意重复挂载你的组件，以查找像上面示例中的错误。正确的态度是“如何修复 Effect 以便它在重复挂载后能正常工作”，而不是“如何只运行一次 Effect”。

通常的解决办法是实现清理函数。清理函数应该停止或撤销 Effect 正在执行的任何操作。简单来说，用户不应该感受到 Effect 只执行一次（如在生产环境中）和执行“挂载 → 清理 → 挂载”过程（如在开发环境中）之间的差异。

下面提供一些常用的 Effect 应用模式。

控制非 React 组件

有时需要添加不是使用 React 编写的 UI 小部件。例如，假设你要向页面添加地图组件，并且它有一个 setZoomLevel() 方法，你希望调整缩放级别（zoom level）并与 React 代码中的 zoomLevel state 变量保持同步。Effect 看起来应该与下面类似：

useEffect(() => {
  const map = mapRef.current;
  map.setZoomLevel(zoomLevel);
}, [zoomLevel]);

请注意，在这种情况下不需要清理。在开发环境中，React 会调用 Effect 两次，但这两次挂载时依赖项 zoomLevel 都是相同的，所以会跳过执行第二次挂载时的 Effect。开发环境中它可能会稍微慢一些，但这问题不大，因为它在生产中不会进行不必要的重复挂载。

某些 API 可能不允许连续调用两次。例如，内置的 <dialog> 元素的 showModal 方法在连续调用两次时会抛出异常，此时实现清理函数并使其关闭对话框：

useEffect(() => {
  const dialog = dialogRef.current;
  dialog.showModal();
  return () => dialog.close();
}, []);

在开发环境中，Effect 将调用 showModal()，然后立即调用 close()，然后再次调用 showModal()。这与调用只一次 showModal() 的效果相同。也正如在生产环境中看到的那样。

订阅事件

如果 Effect 订阅了某些事件，清理函数应该退订这些事件：

useEffect(() => {
  function handleScroll(e) {
    console.log(window.scrollX, window.scrollY);
  }
  window.addEventListener('scroll', handleScroll);
  return () => window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
}, []);

在开发环境中，Effect 会调用 addEventListener()，然后立即调用 removeEventListener()，然后再调用相同的 addEventListener()，这与只订阅一次事件的 Effect 等效；这也与用户在生产环境中只调用一次 addEventListener() 具有相同的感知效果。

触发动画

如果 Effect 对某些内容加入了动画，清理函数应将动画重置：

useEffect(() => {
  const node = ref.current;
  node.style.opacity = 1; // 触发动画
  return () => {
    node.style.opacity = 0; // 重置为初始值
  };
}, []);

在开发环境中，透明度由 1 变为 0，再变为 1。这与在生产环境中，直接将其设置为 1 具有相同的感知效果，如果你使用支持过渡的第三方动画库，你的清理函数应将时间轴重置为其初始状态。

获取数据

如果 Effect 将会获取数据，清理函数应该要么 中止该数据获取操作，要么忽略其结果：

useEffect(() => {
  let ignore = false;

  async function startFetching() {
    const json = await fetchTodos(userId);
    if (!ignore) {
      setTodos(json);
    }
  }

  startFetching();

  return () => {
    ignore = true;
  };
}, [userId]);

我们无法撤消已经发生的网络请求，但是清理函数应当确保获取数据的过程以及获取到的结果不会继续影响程序运行。如果 userId 从 'Alice' 变为 'Bob'，那么请确保 'Alice' 响应数据被忽略，即使它在 'Bob' 之后到达。

在开发环境中，浏览器调试工具的“网络”选项卡中会出现两个 fetch 请求。这是正常的。使用上述方法，第一个 Effect 将立即被清理，而 ignore 将被设置为 true。因此，即使有额外的请求，由于有 if (!ignore) 判断检查，也不会影响程序状态。

在生产环境中，只会显示发送了一条获取请求。如果开发环境中，第二次请求给你造成了困扰，最好的方法是使用一种可以删除重复请求、并缓存请求响应的解决方案：

function TodoList() {
  const todos = useSomeDataLibrary(`/api/user/${userId}/todos`);
  // ...

这不仅可以提高开发体验，还可以让你的应用程序速度更快。例如，用户按下按钮时，如果数据已经被缓存了，那么就不必再次等待加载。你可以自己构建这样的缓存，也可以使用很多在 Effect 中手动加载数据的替代方法。

发送分析报告

考虑在访问页面时发送日志分析：

useEffect(() => {
  logVisit(url); // 发送 POST 请求
}, [url]);

在开发环境中，logVisit 会为每个 URL 发送两次请求，所以你可能会想尝试解决这个问题。不过我们建议不必修改此处代码，与前面的示例一样，从用户的角度来看，运行一次和运行两次之间不会 感知 到行为差异。从实际的角度来看，logVisit 不应该在开发环境中做任何影响生产事情。由于每次保存代码文件时都会重新挂载组件，因此在开发环境中会额外记录访问次数。

在生产环境中，不会产生有重复的访问日志。

为了调试发送的分析事件，可以将应用部署到一个运行在生产模式下的暂存环境，或者暂时取消 严格模式 及其仅在开发环境中重新加载检查；还可以从路由变更事件处理程序中发送分析数据，而不是从 Effect 中发送。为了更精确的分析，可以使用 Intersection Observer 来跟踪哪些组件位于视口中以及它们保持可见的时间。

初始化应用时不需要使用 Effect 的情形

某些逻辑应该只在应用程序启动时运行一次。比如，验证登陆状态和加载本地程序数据。你可以将其放在组件之外：

if (typeof window !== 'undefined') { // 检查是否在浏览器中运行
  checkAuthToken();
  loadDataFromLocalStorage();
}

function App() {
  // ……
}

这保证了这种逻辑在浏览器加载页面后只运行一次。

不要在 Effect 中执行购买商品一类的操作

有时，即使编写了一个清理函数，也不能避免执行两次 Effect。例如，Effect 包含会发送 POST 请求以执行购买操作：

useEffect(() => {
  // 🔴 错误：此处的 Effect 会在开发环境中执行两次，这在代码中是有问题的。
  fetch('/api/buy', { method: 'POST' });
}, []);

一方面，开发环境下，Effect 会执行两次，这意味着购买操作执行了两次，但是这并非是预期的结果，所以不应该把这个业务逻辑放在 Effect 中。另一方面，如果用户转到另一个页面，然后按“后退”按钮回到了这个界面，该怎么办？Effect 会随着组件再次挂载而再次执行。所以，当用户重新访问某个页面时，不应当执行购买操作；当只有用户点击“购买”按钮时，才执行购买操作。

因此，“购买”的操作不应由组件的挂载、渲染引起的；它是由特定的交互作用引起的，它应该只在用户按下按钮时运行。因此，它不应该写在 Effect 中，应当把 /api/buy 请求操作移动到购买按钮事件处理程序中：

  function handleClick() {
    // ✅ 购买商品应当在事件中执行，因为这是由特定的操作引起的。
    fetch('/api/buy', { method: 'POST' });
  }

这个例子说明如果重新挂载破坏了应用程序的逻辑，则通常含有未被发现的错误。从用户的角度来看，访问一个页面不应该与访问它、点击链接然后按下返回键再次查看页面有什么不同。React 通过在开发环境中重复挂载组件以验证组件是否遵守此原则。

总结

下面的 playground 可以帮助你在实践中找到对 Effect 的感觉。

这个例子使用 setTimeout 来安排控制台日志，在 Effect 运行后三秒钟显示输入文本。清理函数会取消挂起的超时。从按下“挂载组件”开始：

在最开始时可以看到三个日志输出：安排 "a" 日志，取消 "a" 日志，还有一个 安排 "a" 日志。三秒后，还会有一条日志显示：a。正如之前所说，额外的安排/取消动作产生的原因是因为 React 在开发环境中，会重新挂载组件一次，以验证你是否正确地实现了清理函数。

现在编辑输入框，输入 abc。如果输入速度足够快，你会看到 安排 "ab" 日志，紧接着的是 取消 "ab" 日志 和 安排 "abc" 日志。React 总是在执行下一轮渲染的 Effect 之前清理上一轮渲染的 Effect。这就是为什么即使你快速输入，最多也只有一个安排操作。试试多次编辑输入框，并观察控制台以了解 Effect 是如何被清理的。

在输入框中输入一些内容，然后立即按下“卸载组件”按钮。注意卸载时如何清理最后一轮渲染的 Effect。在这里，它在触发卸载之前，清除了最后一次安排操作。

最后，在上面的代码中注释掉清理函数，这样安排操作就不会被取消。尝试快速输入 abcde。你预期三秒钟内会发生什么？计时器安排内的 console.log(text) 会打印 最新 的 text 并产生五个 abcde 日志吗？验证你的直觉吧！

三秒后，你应该看到一系列日志：a、ab、abc、abcd 与 abcde，而不是五个 abcde。每个 Effect 都会“捕获”其对应渲染的 text 值。text state 发生变化并不重要：来自 text = 'ab' 的渲染的 Effect 始终会得到 'ab'。换句话说，每个渲染的 Effect 都是相互隔离的。如果你对这是如何工作的感到好奇，你可以阅读有关 闭包 的内容。

export default function ChatRoom({ roomId }) {
  useEffect(() => {
    const connection = createConnection(roomId);
    connection.connect();
    return () => connection.disconnect();
  }, [roomId]);

  return <h1>欢迎来到 {roomId}！</h1>;
}

  // 首次渲染时的 JSX（roomId 为 "general"）
  return <h1>欢迎来到 general！</h1>;

  //首先渲染时的 Effect（roomId 为 "general"）
  () => {
    const connection = createConnection('general');
    connection.connect();
    return () => connection.disconnect();
  },
  // 首次渲染时的依赖项（roomId 为 "general"）
  ['general']

  // 第二次渲染时的 JSX（roomId 为 "general"）
  return <h1>Welcome to general!</h1>;

  // 第二次渲染时的 Effect（roomId 为 "general"）
  () => {
    const connection = createConnection('general');
    connection.connect();
    return () => connection.disconnect();
  },
  // 第二次渲染时的依赖项（roomId 为 "general"）
  ['general']

  // 第三次渲染时的 JSX（roomId 为 "travel"）
  return <h1>欢迎来到 travel！</h1>;

  // 第三次渲染时的 Effect（roomId 为 "travel"）
  () => {
    const connection = createConnection('travel');
    connection.connect();
    return () => connection.disconnect();
  },
  // 第三次渲染时的依赖项（roomId 为 "travel"）
  ['travel']