精读reactintersectionobserver-源码

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1 引言

IntersectionObserver 可以轻松判断元素是否可见，在之前的 精读《用 React 做按需渲染》中介绍了原生 API 的方法，这次刚好看到其 React 封装版本 react-intersection-observer，让我们看一看 React 封装思路。

2 简介

react-intersection-observer 提供了 Hook useInView 判断元素是否在可视区域内，API 如下：

import React from "react";
import {useInView} from "react-intersection-observer";

const Component = () => {const [ref, inView] = useInView();

  return (<div ref={ref}>
      <h2>{`Header inside viewport ${inView}.`}</h2>
    </div>
  );
};

由于判断元素是否可见是基于 dom 的，所以必须将 ref 回调函数传递给 代表元素轮廓的 DOM 元素 ，上面的例子中，我们将 ref 传递给了最外层 DIV。

useInView 还支持下列参数：

  • root：检测是否可见基于的视窗元素，默认是整个浏览器 viewport。
  • rootMargin：root 边距，可以在检测时提前或者推迟固定像素判断。
  • threshold：是否可见的阈值，范围 0 ～ 1，0 表示任意可见即为可见，1 表示完全可见即为可见。
  • triggerOnce：是否仅触发一次。

3 精读

首先从入口函数 useInView 开始解读，这是一个 Hook，利用 ref 存储上一次 DOM 实例，state 则存储 inView 元素是否可见的 boolean 值：

export function useInView(options: IntersectionOptions = {},
): InViewHookResponse {const ref = React.useRef<Element>()
  const [state, setState] = React.useState<State>(initialState)

  // 中间部分..

  return [setRef, state.inView, state.entry]
}

当组件 ref 被赋值时会调用 setRef，回调 node 是新的 DOM 节点，因此先 unobserve(ref.current) 取消旧节点的监听，再 observe(node) 对新节点进行监听，最后 ref.current = node 更新旧节点：

// 中间部分 1
const setRef = React.useCallback((node) => {if (ref.current) {unobserve(ref.current);
    }

    if (node) {
      observe(
        node,
        (inView, intersection) => {setState({ inView, entry: intersection});

          if (inView && options.triggerOnce) {
            // If it should only trigger once, unobserve the element after it's inView
            unobserve(node);
          }
        },
        options
      );
    }

    // Store a reference to the node, so we can unobserve it later
    ref.current = node;
  },
  [options.threshold, options.root, options.rootMargin, options.triggerOnce]
);

另一段是，当 ref 不存在时会清空 inView 状态，毕竟当不存在监听对象时，inView 值只有重设为默认 false 才合理：

// 中间部分 2
useEffect(() => {if (!ref.current && state !== initialState && !options.triggerOnce) {// If we don't have a ref, then reset the state (unless the hook is set to only `triggerOnce`)
    // This ensures we correctly reflect the current state - If you aren't observing anything, then nothing is inView
    setState(initialState);
  }
});

这就是入口文件的逻辑，我们可以看到还有两个重要的函数 observe 与 unobserve，这两个函数的实现在 intersection.ts 文件中，这个文件有三个核心函数：observe、unobserve、onChange。

  • observe：监听 element 是否在可视区域。
  • unobserve：取消监听。
  • onChange：处理 observe 变化的回调。

先看 observe，对于同一个 root 下的监听会做合并操作，因此需要生成 observerId 作为唯一标识，这个标识由 getRootId、rootMargin、threshold 共同决定。

对于同一个 root 的监听下，拿到 new IntersectionObserver() 创建的 observerInstance 实例，调用 observerInstance.observe 进行监听。这里存储了两个 Map – OBSERVER_MAP 与 INSTANCE_MAP，前者是保证同一 root 下 IntersectionObserver 实例唯一，后者存储了组件 inView 以及回调等信息，在 onChange 函数使用：

export function observe(
  element: Element,
  callback: ObserverInstanceCallback,
  options: IntersectionObserverInit = {}) {
  // IntersectionObserver needs a threshold to trigger, so set it to 0 if it's not defined.
  // Modify the options object, since it's used in the onChange handler.
  if (!options.threshold) options.threshold = 0;
  const {root, rootMargin, threshold} = options;
  // Validate that the element is not being used in another <Observer />
  invariant(!INSTANCE_MAP.has(element),
    "react-intersection-observer: Trying to observe %s, but it's already being observed by another instance.\nMake sure the `ref` is only used by a single <Observer /> instance.\n\n%s"
  );
  /* istanbul ignore if */
  if (!element) return;
  // Create a unique ID for this observer instance, based on the root, root margin and threshold.
  // An observer with the same options can be reused, so lets use this fact
  let observerId: string =
    getRootId(root) +
    (rootMargin
      ? `${threshold.toString()}_${rootMargin}`
      : threshold.toString());

  let observerInstance = OBSERVER_MAP.get(observerId);
  if (!observerInstance) {observerInstance = new IntersectionObserver(onChange, options);
    /* istanbul ignore else  */
    if (observerId) OBSERVER_MAP.set(observerId, observerInstance);
  }

  const instance: ObserverInstance = {
    callback,
    element,
    inView: false,
    observerId,
    observer: observerInstance,
    // Make sure we have the thresholds value. It's undefined on a browser like Chrome 51.
    thresholds:
      observerInstance.thresholds ||
      (Array.isArray(threshold) ? threshold : [threshold]),
  };

  INSTANCE_MAP.set(element, instance);
  observerInstance.observe(element);

  return instance;
}

对于 onChange 函数，因为采用了多元素监听，所以需要遍历 changes 数组，并判断 intersectionRatio 超过阈值判定为 inView 状态，通过 INSTANCE_MAP 拿到对应实例，修改其 inView 状态并执行 callback。

这个 callback 就对应了 useInView Hook 中 observe 的第二个参数回调：

function onChange(changes: IntersectionObserverEntry[]) {changes.forEach((intersection) => {const { isIntersecting, intersectionRatio, target} = intersection;
    const instance = INSTANCE_MAP.get(target);

    // Firefox can report a negative intersectionRatio when scrolling.
    /* istanbul ignore else */
    if (instance && intersectionRatio >= 0) {
      // If threshold is an array, check if any of them intersects. This just triggers the onChange event multiple times.
      let inView = instance.thresholds.some((threshold) => {
        return instance.inView
          ? intersectionRatio > threshold
          : intersectionRatio >= threshold;
      });

      if (isIntersecting !== undefined) {
        // If isIntersecting is defined, ensure that the element is actually intersecting.
        // Otherwise it reports a threshold of 0
        inView = inView && isIntersecting;
      }

      instance.inView = inView;
      instance.callback(inView, intersection);
    }
  });
}

最后是 unobserve 取消监听的实现，在 useInView setRef 灌入新 Node 节点时，会调用 unobserve 对旧节点取消监听。

首先利用 INSTANCE_MAP 找到实例，调用 observer.unobserve(element) 销毁监听。最后销毁不必要的 INSTANCE_MAP 与 ROOT_IDS 存储。

export function unobserve(element: Element | null) {if (!element) return;
  const instance = INSTANCE_MAP.get(element);

  if (instance) {const { observerId, observer} = instance;
    const {root} = observer;

    observer.unobserve(element);

    // Check if we are still observing any elements with the same threshold.
    let itemsLeft = false;
    // Check if we still have observers configured with the same root.
    let rootObserved = false;
    /* istanbul ignore else  */
    if (observerId) {INSTANCE_MAP.forEach((item, key) => {if (key !== element) {if (item.observerId === observerId) {
            itemsLeft = true;
            rootObserved = true;
          }
          if (item.observer.root === root) {rootObserved = true;}
        }
      });
    }
    if (!rootObserved && root) ROOT_IDS.delete(root);
    if (observer && !itemsLeft) {
      // No more elements to observe for threshold, disconnect observer
      observer.disconnect();}

    // Remove reference to element
    INSTANCE_MAP.delete(element);
  }
}

从其实现角度来看，为了保证正确识别到子元素存在，一定要保证 ref 能持续传递给组件最外层 DOM，如果出现传递断裂，就会判定当前组件不在视图内，比如：

const Component = () => {const [ref, inView] = useInView();

  return <Child ref={ref} />;
};

const Child = ({loading, ref}) => {if (loading) {
    // 这一步会判定为 inView：false
    return <Spin />;
  }

  return <div ref={ref}>Child</div>;
};

如果你的代码基于 inView 做了阻止渲染的判定，那么这个组件进入 loading 后就无法改变状态了。为了避免这种情况，要么不要让 ref 的传递断掉，要么当没有拿到 ref 对象时判定 inView 为 true。

4 总结

分析了这么多 React- 类的库，其核心思想有两个：

  1. 将原生 API 转换为框架特有 API，比如 React 系列的 Hooks 与 ref。
  2. 处理生命周期导致的边界情况，比如 dom 被更新时先 unobserve 再重新 observe。

看过 react-intersection-observer 的源码后，你觉得还有可优化的地方吗？欢迎讨论。

讨论地址是：react-intersection-observer 源码》· Issue #257 · dt-fe/weekly

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2020-06-22
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