换个角度结合高阶函数聊聊useMemo和useCallback

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Hook 是 React 16.8 的新增特性。它可以让你在不编写 class 的情况下使用 state 以及其他的 React 特性。

useCallback和 useMemo 是其中的两个 hooks，本文旨在通过解决一个需求，结合高阶函数，深入理解 useCallback 和useMemo的用法和使用场景。
之所以会把这两个 hooks 放到一起说，是因为他们的主要作用都是性能优化，且使用 useMemo 可以实现useCallback。

需求说明

先把需求拎出来说下，然后顺着需求往下捋 useCallback 和useMemo，这样更好理解为什么要使用这两个 hooks。

需求是：当鼠标在某个 dom 标签上移动的时候，记录鼠标的普通移动次数和加了防抖处理后的移动次数。[如图]:

技术储备

• 本文主要介绍 useCallback 和useMemo，所以遇到 useState 时就不做特殊说明了，如果对 useState 还不了解，请参看官方文档。
• 该需求需要用到防抖函数，为方便调试，先准备一个简单的防抖函数（一个高阶函数）:

function debounce(func, delay = 1000) {
  let timer;

  function debounced(...args) {debounced.cancel();
    timer = setTimeout(() => {func.apply(this, args);
    }, delay);
  }

  debounced.cancel = function () {if (timer !== undefined) {clearTimeout(timer);
      timer = undefined;
    }
  }
  return debounced
}

不合格的解决方案

根据需求，写出来组件大致会是这样：

function Example() {const [count, setCount] = useState(0);
  const [bounceCount, setBounceCount] = useState(0);
  const debounceSetCount = debounce(setBounceCount);

  const handleMouseMove = () => {setCount(count + 1);
    debounceSetCount(bounceCount + 1);
  };

  return (<div onMouseMove={handleMouseMove}>
      <p> 普通移动次数: {count}</p>
      <p> 防抖处理后移动次数: {bounceCount}</p>
    </div>
  )
}

效果貌似是对的，在 debounced 里打印日志看下：

function debounce(func, delay = 1000) {
    // ... 省略其他代码
    timer = setTimeout(() => {
      // 在此处添加了一行打印代码
      console.log('run-do');
      func.apply(this, args);
    }, delay);
    // ... 省略其他代码
}

当鼠标在 div 标签上移动时，打印结果[如图]：

我们发现，当鼠标停止移动后，run-do被打印的次数，跟鼠标移动次数相同，这说明防抖功能并未生效。是哪里出问题了呢？

首先我们要清楚的是，使用 debounce 的目的是通过 debounce 返回一个 debounced 函数（注意：此处是 debounced，而不是debounce，下文同样要注意这个细节，否则意思就完全不对了），然后每次执行debounced 时，通过闭包内的 timer 清掉之前的setTimeout，达到一段时间不活动后执行任务的目的。

再来看看我们的 Example 组件，每次 Example 组件的更新渲染，都会通过 debounce(setBounceCount) 生成一个新的 debounceSetCount，也就是每次的更新渲染，debounceSetCount 都是指向不同的 debounced，不同的debounced 使用着不同的 timer，那么debounce 函数里的闭包就失去了意义，所以才会出现截图中的情况。

但是，为什么 bounceCount 的值看着像是进行过防抖处理一样呢？
那是 debounceSetCount(bounceCount + 1) 在多次执行时，因为 debounce 内的 setTimeout 使得 bounceCount 参数值是相同的，所以通过 run-do 的打印次数才把问题暴露了出来。

useCallback

我们使用 useCallback 修改下我们的组件：

function Example() {
  // ... 省略其他代码
  // 相比之前的 Example 组件，我们只是增加了 useCallback hook
  const debounceSetCount = React.useCallback(debounce(setBounceCount), []);
  // ... 省略其他代码
}

这时再用鼠标在 div 标签上移动时，效果跟我们的需求一致了，[如图]:

通过useCallback，我们貌似解决了之前存在的问题（其实这里面还有问题，我们后面会说到）。

那么，useCallback是怎么解决问题的呢？
看下 useCallback 的调用签名：

function useCallback<T extends (...args: any[]) => any>(callback: T, deps: ReadonlyArray<any>): T;

// 示例：const memoizedCallback = useCallback(() => {doSomething(a, b);
  },
  [a, b],
);

通过 useCallback 的签名可以知道，useCallback第一个参数是一个函数，返回一个 memoized 回调函数，如上面代码中的 memoizedCallback。useCallback的第二个参数是依赖 (deps)，当依赖改变时才更新 memoizedCallback，也就是在依赖未改变时（或空数组无依赖时），memoizedCallback 总是指向同一个函数，也就是指向同一块内存区域。当把 memoizedCallbac 当作 props 传递给子组件时，子组件就可以通过shouldComponentUpdate 等手段避免不必要的更新。

当 Example 组件首次渲染时，debounceSetCount的值是 debounce(setBounceCount) 的执行结果，因为通过 useCallback 生成 debounceSetCount 时，传入的依赖是空数组，所以 Example 组件在下一次渲染时，debounceSetCount会忽略 debounce(setBounceCount) 的执行结果，总是返回 Example 第一次渲染时 useCallback 缓存的结果，也就是说 debounce(setBounceCount) 的执行结果通过 useCallback 缓存了下来，解决了 debounceSetCount 在Example每次渲染时总是指向不同 debounced 的问题。

我们上面说过，这里面其实还有一个问题，那就是每次 Example 组件更新的时候，debounce函数都会执行一次，通过上面的分析我们知道，这是一次无用的执行，如果此处的 debounce 函数里有大量的计算的话，就会很影响性能。

useMemo

看下使用 useMemo 如何解决这个问题呢：

function Example() {const [count, setCount] = useState(0);
  const [bounceCount, setBounceCount] = useState(0);
  const debounceSetCount = React.useMemo(() => debounce(setBounceCount), []);

  const handleMouseMove = () => {setCount(count + 1);
    debounceSetCount(bounceCount + 1);
  };

  return (<div onMouseMove={handleMouseMove} >
      <p> 普通移动次数: {count}</p>
      <p> 防抖处理后移动次数: {bounceCount}</p>
    </div>
  )
}

现在，每次 Example 更新渲染时，debounceSetCount都是指向同一块内存，而且 debounce 只会执行一次，我们的需求完成了，我们的问题也都得到了解决。

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useMemo是怎么做到的呢？
看下 useMemo 的调用签名：

function useMemo<T>(factory: () => T, deps: ReadonlyArray<any> | undefined): T;

// 示例：const memoizedValue = useMemo(() => computeExpensiveValue(a, b), [a, b]);

通过 useMemo 的签名可以知道，useMemo第一个参数是一个 factory 函数，该函数的返回结果会通过 useMemo 缓存下来，只有当 useMemo 的依赖 (deps) 改变时才重新执行 factory 函数，memoizedValue 才会被重新计算。也就是在依赖未改变时（或空数组无依赖时），memoizedValue 总是返回通过 useMemo 缓存的值。

看到这里，相信细心的你也已经发现了，useCallback(fn, deps) 其实相当于 useMemo(() => fn, deps)，所以在最开始我们说：使用 useMemo 完全可以实现useCallback。

特别注意

React 官方有这么一句话:
你可以把 useMemo 作为性能优化的手段，但不要把它当成语义上的保证。将来，React 可能会选择“遗忘”以前的一些 memoized 值，并在下次渲染时重新计算它们，比如为离屏组件释放内存。先编写在没有 useMemo 的情况下也可以执行的代码 —— 之后再在你的代码中添加 useMemo，以达到优化性能的目的。 查看原文

显然，我们的代码中，如果去掉 useMemo 是会出问题的，对此，可能有人会想，改装下 debounce 防抖函数就可以了，例如：

function debounce(func, ...args) {if (func.timeId !== undefined) {clearTimeout(func.timeId);
    func.timeId = undefined;
  }

  func.timeId = setTimeout(() => {func(...args);
  }, 200);
}

// 使用 useCallback
function Example() {
  // ... 省略其他代码
  const debounceSetCount = React.useCallback((...args) => {debounce(setBounceCount, ...args);
  }, []);
  // ... 省略其他代码
}

// 不使用 useCallback
function Example() {
  // ... 省略其他代码
  const debounceSetCount = changeCount => debounce(setBounceCount, changeCount);
  // ... 省略其他代码
}

貌似去掉了 useMemo 也能实现我们的需求，但显然，这是一种非常将就的解决方案，一旦遇到像修改前的 debounce 这样的高阶函数就束手无策了。
那么，如果不使用useMemo，你有什么好的解决方案呢，欢迎留言讨论。

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参考文档

• 官方文档