使用 async/await 而不是“传统”promise 实现的完全相同的应用，将具有完全相同的竞态条件。以上所有解决方案和原因都适用，只是语法会略有不同。

大家好，我是 CUGGZ。

本文将深入研究 Promise 是如何导致竞态条件的，以及防止竞态条件发生的几种方法！


(资料图片)

1. Promise和竞态条件

（1）Promise

我们知道，JavaScript 是单线程的，代码会同步执行，即按顺序从上到下执行。Promise 是可供我们异步执行的方法之一。使用 Promise，可以触发一个任务并立即进入下一步，而无需等待任务完成，该任务承诺它会在完成时通知我们。

最重要和最广泛使用 Promise 的情况之一就是数据获取。不管是 fetch 还是 axios，Promise 的行为都是一样的。

从代码的角度来看，就是这样的：

console.log("first step");fetch("/some-url") // 创建 Promise  .then(() => { // 等待 Promise 完成      console.log("second step"); // 成功    }  )  .catch(() => {    console.log("something bad happened"); // 发生错误  })console.log("third step");

这里会创建 Promisefetch(‘/some-url’)，并在.then中获得结果时执行某些操作，或者在.catch中处理错误。

（2）实际应用

Promise 中最有趣的部分之一是它可能会导致竞态条件。下面是一个非常简单的应用：

import "./styles.scss";import { useState, useEffect } from "react";type Issue = {  id: string;  title: string;  description: string;  author: string;};const url1 =  "https://run.mocky.io/v3/ebf1b8f3-0368-4e3b-a965-1c5fdcc5d490?mocky-delay=2000ms";const url2 =  "https://run.mocky.io/v3/27398801-05e2-4a62-8719-2a2d40974e52?mocky-delay=2000ms";const Page = ({ id }: { id: string }) => {  const [data, setData] = useState({} as Issue);  const [loading, setLoading] = useState(false);  const url = id === "1" ? url1 : url2;  useEffect(() => {    setLoading(true);    fetch(url)      .then((r) => r.json())      .then((r) => {        setData(r);        console.log(r);        setLoading(false);      });  }, [url]);  if (!data.id || loading) return <>loading issue {id};  return (    
      
My issue number {data.id}
      
{data.title}
      
{data.description}
    
  );};const App = () => {  const [page, setPage] = useState("1");  return (    
      
        
              
  •                       
    •           
  •                       
    •         
              
    
  );};export default App;

在线实例：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-fzyrj5?from-embed

页面效果如下：

可以看到，在左侧有两个选项卡，切换选项卡就会发送一个数据请求，请求的数据会在右侧展示。当我们在选项卡之间进行快速切换时，内容会发生闪烁，数据也是随机出现。如下：

为什么会这样呢？我们来看一下这个应用是怎么实现的。这里有两个组件，一个是根组件APP，它会管理active的page状态，并渲染导航按钮和实际的Page组件。

const App = () => {  const [page, setPage] = useState("1");  return (    <>                                    );};

另一个就是Page组件，它接受活动页面 的id作为props，发送一个 fetch 请求来获取数据，然后渲染它。简化的实现（没有加载状态）如下所示：

const Page = ({ id }: { id: string }) => {  const [data, setData] = useState({});  // 通过 id 获取相关数据  const url = `/some-url/${id}`;  useEffect(() => {    fetch(url)      .then((r) => r.json())      .then((r) => {        setData(r);      });  }, [url]);  return (    <>      
{data.title}
      
{data.description}
      );};

这里通过id来确定获取数据的url。然在useEffect中发送 fetch 请求，并将获取到的数据存储在state中。那么竞态条件和奇怪的行为是从哪里来的呢？

（3）竞态条件

这可以归结于两个方面：Promises 的本质和React 生命周期。

从生命周期的角度来看，执行如下：

App 组件挂载；Page 组件使用默认的 prop 值 1 挂载；Page 组件中的 useEffect 首次执行

那么 Promises 的本质就生效了：useEffect中的 fetch 是一个 Promise，它是异步操作。它发送实际的请求，然后 React 继续它的生命周期而不会等待结果。大约 2 秒后，请求完成，.then开始执行，在其中我们调用setData来将获取到的数据保存状态中，Page组件使用新数据更新，我们在屏幕上看到它。

如果在所有内容渲染完成后再点击导航按钮，事件流如下：

App组件将其状态更改为另一个页面；状态改变触发App组件的重新渲染；Page组件也会重新渲染；Page组件中的useEffect依赖于id，id变了就会再次触发useEffect；useEffect中的 fetch 将使用新id触发，大约 2 秒后setData将再次调用，Page组件更新，我们将在屏幕上看到新数据。

但是，如果在第一次 fetch 正在进行但尚未完成时单击导航按钮，这时id发生了变化，会发生什么呢？

App组件将再次触发Page的重新渲染；useEffect将再次被触发（因为依赖的id更改）；fetch 将再次被触发；第一次 fetch 完成，setData被触发，Page组件使用第一次 fecth 的数据进行更新；第二次 fetch 完成，setData被触发，Page组件使用第二次 fetch 的数据进行更新。

这样，竞态条件就产生了。在导航到新页面后，我们会看到内容的闪烁：第一次 fetch 的内容先被渲染，然后被第二次 fetch 的内容替换。

如果第二次 fetch 在第一次 fetch 之前完成，这种效果会更加有趣。我们会先看到下一页的正确内容，然后将其替换为上一页的错误内容。

来看下面的例子，等到第一次加载完所有内容，然后导航到第二页，然后快速导航回第一页。页面效果如下：

在线实例：https://codesandbox.io/s/app-without-race-condition-reversed-yuoqkh?from-embed

可以看到，我们先点击 Issues 2，再点击的 Issue 1。而最终先显示了 Issue 1 的结果，后显示了 Issue 2 的结果。那该如何解决这个问题呢？

2. 修复竞态条件

（1）强制重新挂载

其实这一个并不是解决方案，它更多地解释了为什么这些竞态条件实际上并不会经常发生，以及为什么我们通常在常规页面导航期间看不到它们。

想象一下如下组件：

const App = () => {  const [page, setPage] = useState("issue");  return (    <>      {page === "issue" && }      {page === "about" && }      )}

这里我们并没有传递 props，Issue和About组件都有各自的url，它们可以从中获取数据。并且数据获取发生在useEffectHook 中：

const About = () => {  const [about, setAbout] = useState();  useEffect(() => {    fetch("/some-url-for-about-page")      .then((r) => r.json())      .then((r) => setAbout(r));  }, []);  ...}

这次导航时没有发生竞态条件。尽可能多地和尽可能快地进行导航：应用运行正常。

在线实例：https://codesandbox.io/s/issue-and-about-no-bug-5udo04?from-embed

这是为什么呢？答案就在这里：{page === ‘issue’ && }。当page值发生更改时，Issue和About页面都不会重新渲染，而是会重新挂载。当值从issue更改为about时，Issue组件会自行卸载，而About组件会进行挂载。

从 fetch 的角度来看：

App组件首先渲染，挂载Issue组件，并获取相关数据；当 fetch 仍在进行时导航到下一页时，App组件会卸载Issue页面并挂载About组件，它会执行自己的数据获取。

当 React 卸载一个组件时，就意味着它已经完全消失了，从屏幕上消失，其中发生的一切，包括它的状态都丢失了。将其与前面的代码进行比较，我们在其中编写了，这个Page组件从未被卸载，我们只是在导航时重新使用它和它的状态。

回到卸载的情况，当我们跳转到在 About 页面时，Issue 的 fetch 请求完成时，Issue组件的.then回调将尝试调用setIssue，但是组件已经消失了，从 React 的角度来看，它已经不存在了。所以 Promise 会消失，它获取的数据也会消失。

顺便说一句，React 中经常会提示：Can’t perform a React state update on an unmounted component，当组件已经消失后完成数据获取等异步操作时就会出现这个警告。

理论上，这种行为可以用来解决应用中的竞态条件：只需要强制页面组件重新挂载。可以使用 key 属性：

在线实例：https://codesandbox.io/s/app-without-race-condition-twv1sm?file=/src/App.tsx

⚠️ 这并不是推荐使用的竞态条件问题的解决方案，其影响较大：性能可能会受到影响，状态的意外错误，渲染树下的 useEffect 意外触发。有更好的方法来处理竞争条件（见下文）。

（2）丢弃错误的结果

解决竞争条件的另外一种方法就是确保传入.then回调的结果与当前“active”的 id 匹配。

如果结果可以返回用于生成 url 的id，就可以比较它们，如果不匹配就忽略它。这里的技巧就是在函数中避免 React 生命周期和本地数据，并在useEffect中访问最新的id。Reactref就非常适合：

const Page = ({ id }) => {  // 创建 ref  const ref = useRef(id);  useEffect(() => {    // 用最新的 id 更新 ref 值    ref.current = id;    fetch(`/some-data-url/${id}`)      .then((r) => r.json())      .then((r) => {        // 将最新的 id 与结果进行比较，只有两个 id 相等时才更新状态        if (ref.current === r.id) {          setData(r);        }      });  }, [id]);}

在线示例：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-fixed-with-id-and-ref-jug1jk?file=/src/App.tsx

我们也可以直接比较url：

const Page = ({ id }) => {  // 创建 ref  const ref = useRef(id);  useEffect(() => {    // 用最新的 url 更新 ref 值    ref.current = url;    fetch(`/some-data-url/${id}`)      .then((result) => {        // 将最新的 url 与结果进行比较，仅当结果实际上属于该 url 时才更新状态        if (result.url === ref.current) {          result.json().then((r) => {            setData(r);          });        }      });  }, [url]);}

在线示例：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-fixed-with-url-and-ref-whczob?file=/src/App.tsx

（3）丢弃以前的结果

useEffect有一个清理函数，可以在其中清理订阅等内容。它的语法如下所示：

useEffect(() => {  return () => {    // 清理的内容  }}, [url]);

清理函数会在组件卸载后执行，或者在每次更改依赖项导致的重新渲染之前执行。因此重新渲染期间的操作顺序将如下所示：

url更改；清理函数被触发；useEffect的实际内容被触发。

JavaScript 中函数和闭包的性质允许我们这样做：

useEffect(() => {  // useEffect中的局部变量  let isActive = true;  // 执行 fetch 请求  return () => {    // 上面的局部变量    isActive = false;  }}, [url]);

我们引入了一个局部布尔变量isActive，并在useEffect运行时将其设置为true，在清理时将其设置为false。每次重新渲染时都会重新创建useEffect中的变量，因此最新的useEffect会将isActive始终重置为true。但是，在它之前运行的清理函数仍然可以访问前一个变量的作用域，并将其重置为false。这就是 JavaScript 闭包的工作方式。

虽然 fetch 是异步的，但仍然只存在于该闭包中，并且只能访问启动它的useEffect中的局部变量。因此，当检查.then回调中的isActive时，只有最近的运行（即尚未清理的运行）才会将变量设置为true。所以，现在只需要检查是否处于活动闭包中，如果是，则将获取的数据设置状态。如果不是，什么都不做，数据将再次消失。

useEffect(() => {  // 将 isActive 设置为 true  let isActive = true;  fetch(`/some-data-url/${id}`)    .then((r) => r.json())    .then((r) => {      // 如果闭包处于活动状态，更新状态      if (isActive) {        setData(r);      }    });  return () => {    // 在下一次重新渲染之前将 isActive 设置为 false    isActive = false;  }}, [id]);

在线示例：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-fixed-with-cleanup-4du0wf?file=/src/App.tsx

（4）取消之前的请求

对于竞态条件问题，我们可以取消之前的请求，而不是清理或比较结果。如果之前的请求不能完成（取消），那么使用过时数据的状态更新将永远不会发生，问题也就不会存在。可以为此使用AbortController来取消请求。

我们可以在useEffect中创建AbortController并在清理函数中调用.abort()：

useEffect(() => {  // 创建 controller  const controller = new AbortController();  // 将 controller 作为signal传递给 fetch  fetch(url, { signal: controller.signal })    .then((r) => r.json())    .then((r) => {      setData(r);    });  return () => {    // 中止请求    controller.abort();  };}, [url]);

这样，在每次重新渲染时，正在进行的请求将被取消，新的请求将是唯一允许解析和设置状态的请求。

中止一个正在进行的请求会导致 Promise 被拒绝，所以需要在 Promise 中捕捉错误。因为AbortController而拒绝会给出特定类型的错误：

fetch(url, { signal: controller.signal })  .then((r) => r.json())  .then((r) => {    setData(r);  })  .catch((error) => {    // 由于 AbortController 导致的错误    if (error.name === "AbortError") {      // ...    } else {      // ...    }  });

在线示例：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-fixed-with-abort-controller-6u0ckk?file=/src/App.tsx

3. Async/await

上面我们说了 Promise 的竞态条件的解决方案，那 Async/await 会有所不同吗？其实，Async/await 只是编写 Promise 的一种更好的方式。它只是将 Promise 变成“同步”函数，但不会改变它们的异步的性质。

对于 Promise：

fetch("/some-url")  .then(r => r.json())  .then(r => setData(r));

使用 Async/await 这样写：

const response = await fetch("/some-url");const result = await response.json();setData(result);

使用 async/await 而不是“传统”promise 实现的完全相同的应用，将具有完全相同的竞态条件。以上所有解决方案和原因都适用，只是语法会略有不同。可以在在线示例中查看：https://codesandbox.io/s/app-with-race-condition-async-away-q39lgi?file=/src/App.tsx

参考：https://www.developerway.com/posts/fetching-in-react-lost-promises

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