Facebook 新一代 React 状态管理库 Recoil

在 React Europe 2020 Conference 上， Facebook 软件工程师 Dave McCabe 介绍了一个新的状态管理库 Recoil。

Recoil 现在还处于实验阶段，现在已经在 Facebook 一些内部产品中用于生产环境。毕竟是官方推出的状态管理框架，之前没时间仔细研究，借着国庆期间看了看，给大家分享一下。

State 和 Context 的问题

假设我们有下面一个场景：有 List 和 Canvas 两个组件，List 中一个节点更新后，Canvas 中的节点也对应更新。

最常规则做法是将一个 state 通过父组件分发给 List 和 Canvas 两个组件，显然这样的话每次 state 改变后 所有节点都会全量更新。

当然，我们还可以使用 Context API，我们将节点的状态存在一个 Context 内，只要 Provider 中的 props 发生改变， Provider 的所有后代使用者都会重新渲染。

为了避免全量渲染的问题，我们可以把每个子节点存储在单独的 Context 中，这样每多一个节点就要增加一层 Provider。

但是，如果子节点是动态增加的呢？我们还需要去动态增加 Provider ，这会让整个树再次重新渲染，显然也是不符合预期的。

引入 Recoil

Recoil 本身就是为了解决 React 全局数据流管理的问题，采用分散管理原子状态的设计模式。

Recoil 提出了一个新的状态管理单位 Atom，它是可更新和可订阅的，当一个 Atom 被更新时，每个被订阅的组件都会用新的值来重新渲染。如果从多个组件中使用同一个 Atom ，所有这些组件都会共享它们的状态。

你可以把 Atom 想象为为一组 state 的集合，改变一个 Atom 只会渲染特定的子组件，并不会让整个父组件重新渲染。

用 Redux 或 Mobx 不可以吗？

因为 React 本身提供的 state 状态在跨组件状态共享上非常苦难，所以我们在开发时一般借助一些其他的库如 Redux、Mobx 来帮助我们管理状态。这些库目前正被广泛使用，我们也并没有遇到什么大问题，那么 Facebook 为什么还要推出一款新的状态管理框架呢？

使用 Redux、Mobx 当然可以，并没有什么问题，主要原因是它们本身并不是 React 库，我们是借助这些库的能力来实现状态管理。像 Redux 它本身虽然提供了强大的状态管理能力，但是使用的成本非常高，你还需要编写大量冗长的代码，另外像异步处理或缓存计算也不是这些库本身的能力，甚至需要借助其他的外部库。

并且，它们并不能访问 React 内部的调度程序，而 Recoil 在后台使用 React 本身的状态，在未来还能提供并发模式这样的能力。

基础使用

初始化

使用 recoil 状态的组件需要使用 RecoilRoot 包裹起来：

import React from 'react';
import {
  RecoilRoot,
  atom,
  selector,
  useRecoilState,
  useRecoilValue,
  useSetRecoilState
} from 'recoil';

function App() {
  return (
    <RecoilRoot>
      <CharacterCounter />
    </RecoilRoot>
  );
}

定义状态

上面我们已经提到了 Atom 的概念， Atom 是一种新的状态，但是和传统的 state 不同，它可以被任何组件订阅，当一个 Atom 被更新时，每个被订阅的组件都会用新的值来重新渲染。

首先我们来定义一个 Atom：

export const nameState = atom({
  key: 'nameState',
  default: 'ConardLi'
});

这种方式意味着你不需要像 Redux 那样集中定义状态，可以像 Mobx 一样将数据分散定义在任何地方。

要创建一个 Atom ，必须要提供一个 key ，其必须在 RecoilRoot 作用域中是唯一的，并且要提供一个默认值，默认值可以是一个静态值、函数甚至可以是一个异步函数。

订阅和更新状态

Recoil 采用 Hooks 方式订阅和更新状态，常用的是下面三个 API：

• useRecoilState：类似 useState 的一个 Hook，可以取到 atom 的值以及 setter 函
• useSetRecoilState：只获取 setter 函数，如果只使用了这个函数，状态变化不会导致组件重新渲染
• useRecoilValue：只获取状态

import { nameState } from './store'
// useRecoilState
const NameInput = () => {
  const [name, setName] = useRecoilState(nameState);
  const onChange = (event) => {
   setName(event.target.value);
  };
  return <>
   <input type="text" value={name} onChange={onChange} />
   <div>Name: {name}</div>
  </>;
}

// useRecoilValue
const SomeOtherComponentWithName = () => {
  const name = useRecoilValue(nameState);
  return <div>{name}</div>;
}

// useSetRecoilState  
const SomeOtherComponentThatSetsName = () => {
  const setName = useSetRecoilState(nameState);
  return <button onClick={() => setName('Jon Doe')}>Set Name</button>;
}

派生状态

selector 表示一段派生状态，它使我们能够建立依赖于其他 atom 的状态。它有一个强制性的 get 函数，其作用与 redux 的 reselect 或 MobX 的 @computed 类似。

const lengthState = selector({
  key: 'lengthState', 
  get: ({get}) => {
    const text = get(nameState);
    return text.length;
  },
});

function NameLength() {
  const length = useRecoilValue(charLengthState);
  return <>Name Length: {length}</>;
}

selector 是一个纯函数：对于给定的一组输入，它们应始终产生相同的结果（至少在应用程序的生命周期内）。这一点很重要，因为选择器可能会执行一次或多次，可能会重新启动并可能会被缓存。

异步状态

Recoil 提供了通过数据流图将状态和派生状态映射到 React 组件的方法。真正强大的功能是图中的函数也可以是异步的。这使得我们可以在异步 React 组件渲染函数中轻松使用异步函数。使用 Recoil ，你可以在选择器的数据流图中无缝地混合同步和异步功能。只需从选择器 get 回调中返回 Promise ，而不是返回值本身。

例如下面的例子，如果用户名存储在我们需要查询的某个数据库中，那么我们要做的就是返回一个 Promise 或使用一个 async 函数。如果 userID 发生更改，就会自动重新执行新查询。结果会被缓存，所以查询将仅对每个唯一输入执行一次（所以一定要保证 selector 纯函数的特性，否则缓存的结果将会和最新的值不一致）。

const userNameQuery = selector({
  key: 'userName',
  get: async ({get}) => {
    const response = await myDBQuery({
      userID: get(currentUserIDState),
    });
    return response.name;
  },
});

function CurrentUserInfo() {
  const userName = useRecoilValue(userNameQuery);
  return <div>{userName}</div>;
}

Recoil 推荐使用 Suspense，Suspense 将会捕获所有异步状态，另外配合 ErrorBoundary 来进行错误捕获：

function MyApp() {
  return (
    <RecoilRoot>
      <ErrorBoundary>
        <React.Suspense fallback={<div>Loading...</div>}>
          <CurrentUserInfo />
        </React.Suspense>
      </ErrorBoundary>
    </RecoilRoot>
  );
}

总结

Recoil 推崇的是分散式的状态管理，这个模式很类似于 Mobx，使用起来也感觉有点像 observable + computed 的模式，但是其 API 以及核心思想设计的又没有  Mobx 一样简洁易懂，反而有点复杂，对于新手上手起来会有一定成本。

在使用方式上完全拥抱了函数式的 Hooks 使用方式，并没有提供 Componnent 的使用方式，目前使用原生的 Hooks API 我们也能实现状态管理，我们也可以使用 useMemo 创造出派生状态，Recoil 的 useRecoilState 以及 selector 也比较像是对 useContext、useMemo 的封装。

但是毕竟是 Facebook 官方推出的状态管理框架，其主打的是高性能以及可以利用 React 内部的调度机制，包括其承诺即将会支持的并发模式，这一点还是非常值得期待的。

另外，其本身的分散管理原子状态的模式、读写分离、按需渲染、派生缓存等思想还是非常值得一学的。