React 中的状态自动保存（KeepAlive）

图文无关

什么是状态保存？

假设有下述场景：

移动端中，用户访问了一个列表页，上拉浏览列表页的过程中，随着滚动高度逐渐增加，数据也将采用触底分页加载的形式逐步增加，列表页浏览到某个位置，用户看到了感兴趣的项目，点击查看其详情，进入详情页，从详情页退回列表页时，需要停留在离开列表页时的浏览位置上

类似的数据或场景还有已填写但未提交的表单、管理系统中可切换和可关闭的功能标签等，这类数据随着用户交互逐渐变化或增长，这里理解为状态，在交互过程中，因为某些原因需要临时离开交互场景，则需要对状态进行保存

在 React 中，我们通常会使用路由去管理不同的页面，而在切换页面时，路由将会卸载掉未匹配的页面组件，所以上述列表页例子中，当用户从详情页退回列表页时，会回到列表页顶部，因为列表页组件被路由卸载后重建了，状态被丢失

如何实现 React 中的状态保存

在 Vue 中，我们可以非常便捷地通过 <keep-alive> 标签实现状态的保存，该标签会缓存不活动的组件实例，而不是销毁它们

而在 React 中并没有这个功能，曾经有人在官方提过功能 issues ，但官方认为这个功能容易造成内存泄露，表示暂时不考虑支持，所以我们需要自己想办法了

常见的解决方式：手动保存状态

手动保存状态，是比较常见的解决方式，可以配合 React 组件的 componentWillUnmount 生命周期通过 redux 之类的状态管理层对数据进行保存，通过 componentDidMount 周期进行数据恢复

在需要保存的状态较少时，这种方式可以比较快地实现我们所需功能，但在数据量大或者情况多变时，手动保存状态就会变成一件麻烦事了

作为程序员，当然是尽可能懒啦，为了不需要每次都关心如何对数据进行保存恢复，我们需要研究如何自动保存状态

通过路由实现自动状态保存（通常使用 react-router）

既然 React 中状态的丢失是由于路由切换时卸载了组件引起的，那可以尝试从路由机制上去入手，改变路由对组件的渲染行为

我们有以下的方式去实现这个功能

重写 <Route> 组件，可参考 react-live-route

重写可以实现我们想要的功能，但成本也比较高，需要注意对原始 <Route> 功能的保存，以及多个 react-router 版本的兼容
重写路由库，可参考 react-keeper

重写路由库成本是一般开发者无法承受的，且完全替换掉路由方案是一个风险较大的事情，需要较为慎重地考虑

基于 <Route> 组件现有行为做拓展，可参考 react-router-cache-route

在阅读了 <Route> 的源码后发现，如果使用 component 或者 render 属性，都无法避免路由在不匹配时被卸载掉的命运

但将 children 属性当作方法来使用，我们就有手动控制渲染的行为的可能，关键代码在此处 https://github.com/ReactTraining/react-router/blob/master/packages/react-router/modules/Route.js#L41-L72

  // 节选自 Route 组件中的 render 函数
  if (typeof children === "function") {
    children = children(props); // children 是函数时，将对 children 进行调用得到真实的渲染结果

    if (children === undefined) {
      ...

      children = null;
    }
  }

  return (
    <RouterContext.Provider value={props}>
      {children && !isEmptyChildren(children) 
        ? children // children 存在时，将使用 children 进行渲染
        : props.match
          ? component
            ? React.createElement(component, props)
            : render
              ? render(props)
              : null // 使用 render 属性无法阻止组件的卸载
          : null // 使用 component 属性无法阻止组件的卸载
      }
    </RouterContext.Provider>
  );

基于上述源码探究，我们可以对 <Route> 进行拓展，将 <Route> 的不匹配行为由卸载调整为隐藏，如下

<Route exact path="/list">
    {props => (
        <div style={props.match ? null : { display: 'none' }}>
            <List {...props} />
        </div>
    )}
</Route>

上述是最简的调整方式，实际情况中也需要考虑隐藏状态下 match 为 null 导致组件报错的问题，且由于不再是组件卸载，所以和 TransitionGroup 配合得不好，导致转场动画难以实现

使用 react-router-cache-route，得到的效果大致如下图，

上述探究了通过路由入手实现自动状态保存的可能，以及现有的实现，但终究不是真实的、纯粹的 KeepAlive 功能，接下来我们尝试探究真实 KeepAlive 功能的实现

模拟真实的 `<KeepAlive>` 功能

以下是期望的使用方式

function App() {
  const [show, setShow] = useState(true)

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setShow(show => !show)}>Toggle</button>
      {show && (
        <KeepAlive>
          <Test />
        </KeepAlive>
      )}
    </div>
  )
}

实现原理说起来较为简单，由于 React 会卸载掉处于固有组件层级内的组件，所以我们需要将 <KeepAlive> 中的组件，也就是其 children 属性抽取出来，渲染到一个不会被卸载的组件 <Keeper> 内，再使用 DOM 操作将 <Keeper> 内的真实内容移入对应 <KeepAlive>，就可以实现此功能

以下是 react-activation 的实现效果

在线示例

下图为 <KeepAlive> 的实现原理说明

实际实现过程中，遇到了许多问题，都是由于打破了原有 React 层级关系引起的，例如

渲染延迟（react-activation 中已修复）
Context 上下文功能失效（react-activation 中已修复）
Error Boundaries 失效（react-activation 中已修复）
React.Suspense & React.lazy 失效（react-activation 中已修复）
React 合成事件冒泡失效
其他未发现的功能

但上述问题，大多数是可以通过桥接机制修复的，具体可以参考此处 issues

相同的、更早的实现还有 react-keep-alive

结语

状态缓存是应用中十分常见的需求，在需要处理的数据量较少时，使用手动状态缓存就可以解决大多数问题，但当情况复杂时，还需要尝试将缓存功能单独拎出来解决，以便在业务开发过程中更好地进行关注点分离

目前的实现都有各自的问题，但其探究过程十分有趣，最好的方式仍是官方的支持，但目前还不能报太大期望