export function createRef(): RefObject {
  const refObject = {
    current: null,
  }

  return refObject
}

class Child extends React.Component {
  render(): React.ReactNode {
    const { children } = this.props

    return (
      

        
Child
        {children}
      
    )
  }
}

/** @description ref 属性传递字符串 */
class RefDemo1 extends React.Component {
  logger = createLoggerWithScope('RefDemo1')

  componentDidMount(): void {
    this.logger.log(this.refs)
  }

  render(): React.ReactNode {
    return (
      <>
        ref 属性传递字符串获取 DOM 元素

/** @description ref 属性传递函数 */
class RefDemo2 extends React.Component {
  logger = createLoggerWithScope('RefDemo2')

  refDemo2DOM: HTMLElement | null = null
  refDemo2Component: Child | null = null

  componentDidMount(): void {
    this.logger.log(this.refDemo2DOM)
    this.logger.log(this.refDemo2Component)
  }

  render(): React.ReactNode {
    return (
      <>
         (this.refDemo2DOM = el)}>
          ref 属性传递函数获取 DOM 元素
        

/** @description ref 属性传递对象 */
class RefDemo3 extends React.Component {
  logger = createLoggerWithScope('RefDemo3')

  refDemo3DOM = React.createRef()
  refDemo3Component = React.createRef()

  componentDidMount(): void {
    this.logger.log(this.refDemo3DOM)
    this.logger.log(this.refDemo3Component)
  }

  render(): React.ReactNode {
    return (
      <>
        ref 属性传递对象获取 DOM 元素

/** @description 孙组件 */
const Child: React.FC<{ grandRef: LegacyRef }> = (props) => {
  const { grandRef } = props

  return (
    <>
      
Child
      要获取的目标元素

2.1.2. 合并转发自定义 ref

forwardRef 不仅可以转发 ref 获取 DOM 元素和组件实例，还可以转发合并后的自定义 ref

什么是“合并后的自定义 ref”呢？通过一个场景来看看就明白了

:::info{title=场景}

通过给 Foo 组件绑定 ref，获取多个内容，包括：

• 子组件 Bar 的组件实例

• Bar 组件中的 DOM 元素 button

• 孙组件 Baz 的组件实例

:::

这种在一个 ref 里能够访问多个元素和实例的就是“合并后的自定义 ref”

/** @description 自定义 ref 的类型 */
interface CustomRef {
  bar: Bar
  barButton: HTMLButtonElement
  baz: Baz
}

class Baz extends React.Component {
  render(): React.ReactNode {
    return 
Baz
  }
}

class Bar extends React.Component<{
  customRef: ForwardedRef
}> {
  buttonEl: HTMLButtonElement | null = null
  bazInstance: Baz | null = null

  componentDidMount(): void {
    const { customRef } = this.props

    if (customRef) {
      ;(customRef as MutableRefObject).current = {
        bar: this,
        barButton: this.buttonEl!,
        baz: this.bazInstance!,
      }
    }
  }

  render() {
    return (
      <>
         (this.buttonEl = el)}>Bar button
         (this.bazInstance = instance)} />
      
    )
  }
}
const FowardRefBar = forwardRef((props, ref) => (
  
))

const Foo: React.FC = () => {
  const customRef = useRef(null)

  useEffect(() => {
    logger.log(customRef.current)
  }, [])

  return 
}

2.1.3. 高阶组件转发 ref

如果我们在高阶组件中直接使用 ref，它会直接指向 WrapComponent

class TestComponent extends React.Component {
  render(): React.ReactNode {
    return 
TestComponent
  }
}

/** @description 不使用 forwardRef 转发 HOC 中的 ref */
const HOCWithoutForwardRef = (Component: typeof React.Component) => {
  class WrapComponent extends React.Component {
    render(): React.ReactNode {
      return (
        

          
WrapComponent
          
        
      )
    }
  }

  return WrapComponent
}

const HOCComponent1 = HOCWithoutForwardRef(TestComponent)
const RefHOCWithoutForwardRefDemo = () => {
  const logger = createLoggerWithScope('RefHOCWithoutForwardRefDemo')
  const wrapRef = useRef(null)

  useEffect(() => {
    // wrapRef 指向的是 WrapComponent 实例 而不是 HOCComponent1 实例
    logger.log(wrapRef.current)
  }, [])

  return 
}

如果我们希望 ref 指向的是被包裹的 TestComponent 而不是 HOC 内部的 WrapComponent 时该怎么办呢？

这时候就可以用 forwardRef 进行转发了

/** @description HOC 中使用 forwardRef 转发 ref */
const HOCWithForwardRef = (Component: typeof React.Component) => {
  class WrapComponent extends React.Component<{
    forwardedRef: LegacyRef
  }> {
    render(): React.ReactNode {
      const { forwardedRef } = this.props

      return (
        

          
WrapComponent
          
        
      )
    }
  }

  return React.forwardRef((props, ref) => (
    
  ))
}

const HOCComponent2 = HOCWithForwardRef(TestComponent)
const RefHOCWithForwardRefDemo = () => {
  const logger = createLoggerWithScope('RefHOCWithForwardRefDemo')
  const hocComponent2Ref = useRef(null)

  useEffect(() => {
    // hocComponent2Ref 指向的是 HOCComponent2 实例
    logger.log(hocComponent2Ref.current)
  }, [])

  return 
}

2.2. ref 实现组件通信

一般我们可以通过父组件改变子组件 props 的方式触发子组件的更新渲染完成组件间通信

但如果我们不希望通过这种改变子组件 props 的方式的话还能有别的办法吗？

可以通过 ref 获取子组件实例，然后子组件暴露出通信的方法，父组件调用该方法即可触发子组件的更新渲染

对于函数组件，由于其不存在组件实例这样的说法，但我们可以通过 useImperativeHandle 这个 hook 来指定 ref 引用时得到的属性和方法，下面我们分别用类组件和函数组件都实现一遍

2.2.1. 类组件 ref 暴露组件实例

/**
 * 父 -> 子 使用 ref
 * 子 -> 父 使用 props 回调
 */
class CommunicationDemoFather extends React.Component<
  {},
  CommunicationDemoFatherState
> {
  state: Readonly = {
    fatherToChildMessage: '',
    childToFatherMessage: '',
  }

  childRef = React.createRef()

  /** @description 提供给子组件修改父组件中的状态 */
  handleChildToFather = (message: string) => {
    this.setState((state) => ({
      ...state,
      childToFatherMessage: message,
    }))
  }

  constructor(props: {}) {
    super(props)
    this.handleChildToFather = this.handleChildToFather.bind(this)
  }

  render(): React.ReactNode {
    const { fatherToChildMessage, childToFatherMessage } = this.state

    return (
      
        
父组件
        
子组件对我说：{childToFatherMessage}
        
          

            我对子组件说：
            
                this.setState((state) => ({
                  ...state,
                  fatherToChildMessage: e.target.value,
                }))
              }
            />
          

          {/* 父 -> 子 -- 使用 ref 完成组件通信 */}
          
              this.childRef.current?.setFatherToChildMessage(
                fatherToChildMessage,
              )
            }
          >
            发送
          
        

        
      
    )
  }
}

interface CommunicationDemoChildProps {
  onChildToFather: (message: string) => void
}
// 子组件自己维护状态 不依赖于父组件 props
interface CommunicationDemoChildState {
  fatherToChildMessage: string
  childToFatherMessage: string
}
class CommunicationDemoChild extends React.Component<
  CommunicationDemoChildProps,
  CommunicationDemoChildState
> {
  state: Readonly = {
    fatherToChildMessage: '',
    childToFatherMessage: '',
  }

  /** @description 暴露给父组件使用的 API -- 修改父到子的消息 fatherToChildMessage */
  setFatherToChildMessage(message: string) {
    this.setState((state) => ({ ...state, fatherToChildMessage: message }))
  }

  render(): React.ReactNode {
    const { onChildToFather: emitChildToFather } = this.props
    const { fatherToChildMessage, childToFatherMessage } = this.state

    return (
      
        
子组件
        
父组件对我说：{fatherToChildMessage}
        
          

            我对父组件说：
            
                this.setState((state) => ({
                  ...state,
                  childToFatherMessage: e.target.value,
                }))
              }
            />
          

          {/* 子 -> 父 -- 使用 props 回调完成组件通信 */}
           emitChildToFather(childToFatherMessage)}>
            发送
          
        
      
    )
  }
}

2.2.2. 函数组件 ref 暴露指定方法

使用 useImperativeHandle hook 可以让我们指定 ref 引用时能获取到的属性和方法，个人认为相比类组件的 ref，使用这种方式能够更加好的控制组件想暴露给外界的 API

而不像类组件那样直接全部暴露出去，当然，如果你想在类组件中只暴露部分 API 的话，可以用前面说的合并转发自定义 ref 的方式去完成

接下来我们就用 useImperativeHandle hook 改造上面的类组件实现的 demo 吧

interface ChildRef {
  setFatherToChildMessage: (message: string) => void
}

/**
 * 父 -> 子 使用 ref
 * 子 -> 父 使用 props 回调
 */
const CommunicationDemoFunctionComponentFather: React.FC = () => {
  const [fatherToChildMessage, setFatherToChildMessage] = useState('')
  const [childToFatherMessage, setChildToFatherMessage] = useState('')

  const childRef = useRef(null)

  return (
    
      
父组件
      
子组件对我说：{childToFatherMessage}
      
        

          我对子组件说：
           setFatherToChildMessage(e.target.value)}
          />
        

        {/* 父 -> 子 -- 使用 ref 完成组件通信 */}
        
            childRef.current?.setFatherToChildMessage(fatherToChildMessage)
          }
        >
          发送
        
      

       setChildToFatherMessage(message)}
      />
    
  )
}

interface CommunicationDemoFunctionComponentChildProps {
  onChildToFather: (message: string) => void
}
const CommunicationDemoFunctionComponentChild = forwardRef<
  ChildRef,
  CommunicationDemoFunctionComponentChildProps
>((props, ref) => {
  const { onChildToFather: emitChildToFather } = props

  // 子组件自己维护状态 不依赖于父组件 props
  const [fatherToChildMessage, setFatherToChildMessage] = useState('')
  const [childToFatherMessage, setChildToFatherMessage] = useState('')

  // 定义暴露给外界的 API
  useImperativeHandle(ref, () => ({ setFatherToChildMessage }))

  return (
    
      
子组件
      
父组件对我说：{fatherToChildMessage}
      
        

          我对父组件说：
           setChildToFatherMessage(e.target.value)}
          />
        

        {/* 子 -> 父 -- 使用 props 回调完成组件通信 */}
         emitChildToFather(childToFatherMessage)}>
          发送
        
      
    
  )
})

2.3. 函数组件缓存数据

当我们在函数组件中如果数据更新后不希望视图改变，也就是说视图不依赖于这个数据，这个时候可以考虑用 useRef 对这种数据进行缓存

为什么 useRef 可以对数据进行缓存？

还记得之前说的 useRef 在函数组件中的作用原理吗？

React 会将 useRef 和函数组件对应的 fiber 对象关联，将 useRef 创建的 ref 对象挂载到对应的 fiber 对象上，这样一来每次函数组件执行，只要函数组件不被销毁，那么对应的 fiber 对象实例也会一直存在，所以 ref 也能够被保留下来

利用这个特性，我们可以将数据放到 useRef 中，由于它在内存中一直都是同一块内存地址，所以无论如何变化都不会影响到视图的改变

:::warning{title=注意}

一定要看清前提，只适用于与视图无关的数据

:::

我们通过一个简单的 demo 来更清楚地体会下这个应用场景

假设我有一个 todoList 列表，视图上会把这个列表渲染出来，并且有一个数据 activeTodoItem 是控制当前选中的是哪个 todoItem

点击 todoItem 会切换这个 activeTodoItem，但是并不需要在视图上作出任何变化，如果使用 useState 去保存 activeTodoItem，那么当其变化时会导致函数组件重新执行，视图重新渲染，但在这个场景中我们并不希望更新视图

相对的，我们希望这个 activeTodoItem 数据被缓存起来，不会随着视图的重新渲染而导致其作为 useState 的执行结果重新生成一遍，因此我们可以改成用 useRef 实现，因为其在内存中一直都是同一块内存地址，这样就不会因为它的改变而更新视图了

同理，在 useEffect 中如果使用到了 useRef 的数据，也不需要将其声明到 deps 数组中，因为其内存地址不会变化，所以每次在 useEffect 中获取到的 ref 数据一定是最新的

interface TodoItem {
  id: number
  name: string
}

const todoList: TodoItem[] = [
  {
    id: 1,
    name: 'coding',
  },
  {
    id: 2,
    name: 'eating',
  },
  {
    id: 3,
    name: 'sleeping',
  },
  {
    id: 4,
    name: 'playing',
  },
]

const CacheDataWithRefDemo: React.FC = () => {
  const activeTodoItem = useRef(todoList[0])

  // 模拟 componentDidUpdate -- 如果改变 activeTodoItem 后组件没重新渲染，说明视图可以不依赖于 activeTodoItem 数据
  useEffect(() => {
    logger.log('检测组件是否有更新')
  })

  return (
    
      
        {todoList.map((todoItem) => (
          
 (activeTodoItem.current = todoItem)}
          >
            
{todoItem.name}
          
        ))}
      

       logger.log(activeTodoItem.current)}>
        控制台输出最新的 activeTodoItem
      
    
  )
}

3. 通过 callback ref 探究 ref 原理

首先先看一个关于 callback ref 的小 Demo 来引出我们后续的内容

interface RefDemo8State {
  counter: number
}
class RefDemo8 extends React.Component<{}, RefDemo8State> {
  state: Readonly = {
    counter: 0,
  }

  el: HTMLDivElement | null = null

  render(): React.ReactNode {
    return (
      

        
 {
            this.el = el
            console.log('this.el -- ', this.el)
          }}
        >
          ref element
        
         this.setState({ counter: this.state.counter + 1 })}
        >
          add
        
      
    )
  }
}

为什么会执行两次？为什么第一次 this.el === null？为什么第二次又正常了？

3.1. ref 的底层原理

还记得 React 底层是有 render 阶段和 commit 阶段的吗？关于 ref 的处理逻辑就在 commit 阶段进行的

React 底层有两个关于 ref 的处理函数 -- commitDetachRef 和 commitAttachRef

上面的 Demo 中 callback ref 执行了两次正是对应着这两次函数的调用，大致来讲可以理解为 commitDetachRef 在 DOM 更新之前执行，commitAttachRef 在 DOM 更新之后执行

这也就不难理解为什么会有上面 Demo 中的现象了，但我们还是要结合源码来看看，加深自己的理解

3.1.1. commitDetachRef

在新版本的 React 源码中它改名为了 safelyDetachRef，但是核心逻辑没变，这里我将核心逻辑简化出来供大家阅读：

packages/react-reconciler/src/ReactFiberCommitWork.js

function commitDetachRef(current: Fiber) {
  // current 是已经调和完了的 fiber 对象
  const currentRef = current.ref

  if (currentRef !== null) {
    if (typeof currentRef === 'function') {
      // callback ref 和 string ref 执行时机
      currentRef(null)
    } else {
      // object ref 处理时机
      currentRef.current = null
    }
  }
}

可以看到，就是从 fiber 中取出 ref，然后根据 callback ref、string ref、object ref 的情况进行处理

并且也能看到 commitDetachRef 主要是将 ref 置为 null，这也就是为什么 RefDemo8 中第一次执行的 callback ref 中看到的 this.el 是 null 了

3.1.2. commitAttachRef

核心逻辑代码如下：

function commitAttachRef(finishedWork: Fiber) {
  const ref = finishedWork.ref
  if (ref !== null) {
    const instance = finishedWork.stateNode
    let instanceToUse

    // 处理 ref 来源
    switch (finishedWork.tag) {
      // HostComponent 代表 DOM 元素类型的 tag
      case HostComponent:
        instanceToUse = getPublicInstance(instance)
        break

      // 类组件使用组件实例
      default:
        instanceToUse = instance
    }

    if (typeof ref === 'function') {
      // callback ref 和 string ref
      ref(instanceToUse)
    } else {
      // object ref
      ref.current = instanceToUse
    }
  }
}

3.2. 为什么 string ref 也是以函数的方式调用？

从上面的核心源码中能看到，对于 callback ref 和 string ref，都是统一以函数的方式调用，将 null 或 instanceToUse 传入

callback ref 这样做还能理解，但是为什么 string ref 也是这样处理呢？

因为当 React 检测到是 string ref 时，会自动绑定一个函数用于处理 string ref，核心源码逻辑如下：

packages/react-reconciler/src/ReactChildFiber.js

// 从元素上获取 ref
const mixedRef = element.ref
const stringRef = '' + mixedRef
const ref = function (value) {
  // resolvedInst 就是组件实例
  const refs = resolvedInst.refs

  if (value === null) {
    delete refs[stringRef]
  } else {
    refs[stringRef] = value
  }
}

这样一来 string ref 也变成了一个函数了，从而可以在 commitDetachRef 和 commitAttachRef 中被执行，并且也能印证为什么 string ref 会在类组件实例的 refs 属性中获取到

3.3. ref 的执行时机

为什么在 RefDemo8 中我们每次点击按钮时都会触发 commitDetachRef 和 commitAttachRef 呢？这就需要聊聊 ref 的执行时机了，而从上文也能够了解到，ref 底层实际上是由 commitDetachRef 和 commitAttachRef 在处理核心逻辑

那么我们就得来看看这两个函数的执行时机才能行

3.3.1. commitDetachRef 执行时机

packages/react-reconciler/src/ReactFiberCommitWork.js

function commitMutationEffectsOnFiber(
  finishedWork: Fiber,
  root: FiberRoot,
  lanes: Lanes,
) {
  const current = finishedWork.alternate
  const flags = finishedWork.flags

  if (flags & Ref) {
    if (current !== null) {
      // 也就是 commitDetachRef
      safelyDetachRef(current, current.return)
    }
  }
}

3.3.2. commitAttachRef 执行时机

packages/react-reconciler/src/ReactFiberCommitWork.js

function commitLayoutEffectOnFiber(
  finishedRoot: FiberRoot,
  current: Fiber | null,
  finishedWork: Fiber,
  committedLanes: Lanes,
) {
  const flags = finishedWork.flags

  if (flags & Ref) {
    safelyAttachRef(finishedWork, finishedWork.return)
  }
}

3.3.3. fiber 何时打上 Ref tag?

可以看到，只有当 fiber 被打上了 Ref 这个 flag tag 时才会去执行 commitDetachRef/commitAttachRef

那么什么时候会标记 Ref tag 呢？

packages/react-reconciler/src/ReactFiberBeginWork.js

function markRef(current: Fiber | null, workInProgress: Fiber) {
  const ref = workInProgress.ref

  if (
    // current === null 意味着是初次挂载，fiber 首次调和时会打上 Ref tag
    (current === null && ref !== null) ||
    // current !== null 意味着是更新，此时需要 ref 发生了变化才会打上 Ref tag
    (current !== null && current.ref !== ref)
  ) {
    // Schedule a Ref effect
    workInProgress.flags |= Ref
  }
}

3.3.4. 为什么每次点击按钮 callback ref 都会执行？

那么现在再回过头来思考 RefDemo8 中为什么每次点击按钮都会执行 commitDetachRef 和 commitAttachRef 呢？

注意我们使用 callback ref 的时候是如何使用的

 {
    this.el = el
    console.log('this.el -- ', this.el)
  }}
>
  ref element

是直接声明了一个箭头函数，这样的方式会导致每次渲染这个 div 元素时，给 ref 赋值的都是一个新的箭头函数，尽管函数的内容是一样的，但内存地址不同，因而 current.ref !== ref 这个判断条件会成立，从而每次都会触发更新

3.3.5. 如何解决？

那么要如何解决这个问题呢？既然我们已经知道了问题的原因，那么就好说了，只要让每次赋值给 ref 的函数都是同一个就可以了呗~

const logger = createLoggerWithScope('RefDemo9')

interface RefDemo9Props {}
interface RefDemo9State {
  counter: number
}
class RefDemo9 extends React.Component {
  state: Readonly = {
    counter: 0,
  }

  el: HTMLDivElement | null = null

  constructor(props: RefDemo9Props) {
    super(props)
    this.setElRef = this.setElRef.bind(this)
  }

  setElRef(el: HTMLDivElement | null) {
    this.el = el
    logger.log('this.el -- ', this.el)
  }

  render(): React.ReactNode {
    return (
      

        ref element
         this.setState({ counter: this.state.counter + 1 })}
        >
          add
        
      
    )
  }
}

关于“React中的ref怎么使用”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识，可以关注创新互联行业资讯频道，小编每天都会为大家更新不同的知识点。