React의 useState 내부 동작 방식과 클로저

date
Dec 26, 2022
slug
react-useState
summary
React, useState 내부 동작 과정 파헤치기
thumbnail
status
publish

useState Hook

React를 사용하다보면 상태 관리를 위해 React에서 제공하는 useState Hook을 자연스럽게 사용한다.
'내가 useState Hook을 정말로 작동 원리를 이해하고 사용하고 있는가?' 에 대한 회의감이 문득 들어서, 내부 코드와 동작 방식에 대해서 조금 생각해 보았다.

내부 구현 코드

// ReactHooks.js or node_modules/react/cjs/react.development.js

function useState(initialState) {
  var dispatcher = resolveDispatcher();
  return dispatcher.useState(initialState);
}
우리가 사용했던 useState는 위와 같이 선언 되어있다. 초기 값을 인자로 받아 선언된 dispatcher 객체의 useState 함수에 넘겨준다.
ReactHooks.js or 프로젝트 내부 node_modules 경로로 가면 누구나 볼 수 있다.
const [상태, 상태 변경 함수] = useState(초기 값)
반환 값은 우리가 알고있는 [상태, 상태 변경 함수] 형태의 배열!
const ReactCurrentDispatcher = {
  current: (null: null | Dispatcher),
};

function resolveDispatcher() {
  var dispatcher = ReactCurrentDispatcher.current;

  {
    if (dispatcher === null) {
      error(
        'Invalid hook call. Hooks can only be called inside of the body of a function component. This could happen for',
      );
    }
  }
  return dispatcher;
}
// shared/ReactSharedInternals.js
const ReactSharedInternals = {
  ReactCurrentDispatcher,
  ReactCurrentCache,
  ReactCurrentBatchConfig,
  ReactCurrentOwner,
};
자, 그러면 dispatcher를 반환하는 resolveDispatcher() 함수를 살펴보자. resolveDispatcher() 에서는 다시 ReactCurrentDispatcher 라는 객체의 current 프로퍼티를 반환하고 있다. 우리가 Hook을 컴포넌트 밖에 사용했을 때 발생하는 오류도 여기서 관리되고 있다.
다시 ReactCurrentDispatcher는 ReactSharedInternals 객체에서 관리되고 있는데, 해당 객체는 ReactSharedInternals.js 라는 외부 모듈 형식으로 되어있다.
이제 ReactSharedInternals.js 를 불러와서 ReactCurrentDispatcher.current 를 할당하고 있는 곳만 찾으면 된다..🤣
// packages/react-reconiler/ReactFiberHooks.js
const {ReactCurrentDispatcher, ReactCurrentBatchConfig} = ReactSharedInternals;

function renderWithHooks(
  ...
) {
  ...

  ReactCurrentDispatcher.current =
    current === null || current.memoizedState === null
      ? HooksDispatcherOnMount
      : HooksDispatcherOnUpdate;

  ...
}
react-reconiler 패키지속 ReactFiberHooks.js에서 renderWithHooks 함수가ReactCurrentDispatcher.current를 할당되고 있다.
react-reconciler 패키지에 모든 함수들을 보진 못 했지만, 패키지 이름처럼 컴포넌트의 변경 사항을 DOM에 반영하기 위한 React의 Reconciliation와 Fiber 연관이 있는 패키지 같다.
HooksDispatcherOnMount & HooksDispatcherOnUpdate 객체에 우리가 원하는 useState 함수의 원본이 존재한다. (다른 Hook들도 존재)
const HooksDispatcherOnMount: Dispatcher = {
  readContext,
  useCallback: mountCallback,
  useContext: readContext,
  useEffect: mountEffect,
  useImperativeHandle: mountImperativeHandle,
  useLayoutEffect: mountLayoutEffect,
  useInsertionEffect: mountInsertionEffect,
  useMemo: mountMemo,
  useReducer: mountReducer,
  useRef: mountRef,
  useState: mountState, // 여기있다~
  ...
};

function mountState(initialState) {
  var hook = mountWorkInProgressHook();

  if (typeof initialState === 'function') {
    initialState = initialState();
  }

  hook.memoizedState = hook.baseState = initialState;
  var queue = {
    pending: null,
    interleaved: null,
    lanes: NoLanes,
    dispatch: null,
    lastRenderedReducer: basicStateReducer,
    lastRenderedState: initialState,
  };
  hook.queue = queue;
  var dispatch = (queue.dispatch = dispatchSetState.bind(
    null,
    currentlyRenderingFiber$1,
    queue,
  ));
  return [hook.memoizedState, dispatch];
}
드디어 찾았다. mountState 함수가 우리가 찾던 useState의 원본이다!

[hook.memoizedState, dispatch]

해당 배열을 우리는 useState를 호출하면서 사용하고 있었다. hook.memoizedState 은 mountWorkInProgressHook() 가 return 하는 값이다. 해당 함수는 hook 객체를 만들어 리턴한다.

Hook 객체

const hook: Hook = {
  memoizedState: null,
  baseState: null,
  baseQueue: null,
  queue: null,
  next: null,
};
hook 객체는 상태 값 뿐만 아니라 queue와 next라는 프로퍼티를 갖고 있다. 만약 진행되고 있는 Hook이 있다면 다음에 실행될 수 있도록 next에 연결 리스트 형태로 연결시켜준다. queue 는 단일 Hook이 여러번 호출될 경우 저장되는 용도라고 한다.

클로저, Closure

클로저는 아래와 같은 한 문장으로 간략히 정의된다.
함수가 자신의 렉시컬 스코프를 기억해 렉시컬 스코프 밖에서 호출되어도 해당 스코프에 접근이 가능하다.
Hook을 사용하는 함수형 컴포넌트도 결국 하나의 함수이다.
결국 우리는 useState를 사용하면 위에서 찾아봤던 hook 객체의 memoizedState을 활용하게 되는데, 해당 값의 접근을 위해 JavaScript의 클로저가 사용된다.
useState을 사용해서 상태 값에 접근할 때, mounsState 함수의 클로저를 통해 컴포넌트의 스코프를 벗어나 hook 객체의 memoizedState에 접근이 가능해지고 해당 값은 결국 컴포넌트에서 상태 값으로 이용하고 있었던 것이다.
notion image
런타임 환경에서 ReactCurrentDispatcher 객체 구성비단 useState 뿐만 아니라 다양한 Hook들이 ReactCurrentDispatcher 객체를 통해 접근한다는 것을 확인할 수 있다. 해당 값들도 클로저를 이용하여 접근하여 자연스럽게 사용하고 있었던 것!