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// App.tsx
const id = Math.random();

export default function App() {
  return <div id={id}>Hello</div>
}

如果应用是CSR（客户端渲染），id是稳定的，App组件没有问题。

但如果应用是SSR（服务端渲染），那么App.tsx会经历：

1. React在服务端渲染，生成随机id（假设为0.1234），这一步叫dehydrate（脱水）

2. <div id="0.12345">Hello</div>作为HTML传递给客户端，作为首屏内容

3. React在客户端渲染，生成随机id（假设为0.6789），这一步叫hydrate（注水）

客户端、服务端生成的id不匹配！

React18推出了官方Hook——useId：

function Checkbox() {
  // 生成唯一、稳定id
  const id = useId();
  return (
    <>
      <label htmlFor={id}>Do you like React?</label>
      <input type="checkbox" name="react" id={id} />
    </>
  );
);

虽然用法简单，但背后的原理却很有意思 —— 每个id代表该组件在组件树中的层级结构。

这个问题虽然一直存在，但之前一直可以使用自增的全局计数变量作为id，考虑如下例子：

// 全局通用的计数变量
let globalIdIndex = 0;


export default function App() {
  const id = useState(() => globalIdIndex++);
  return <div id={id}>Hello</div>
}

只要React在服务端、客户端的运行流程一致，那么双端产生的id就是对应的。

但是，随着React Fizz（React新的服务端流式渲染器）的到来，渲染顺序不再一定。

客户端渲染有 reconciler ，服务端渲染有 fizz，他们的作用大概相同，那就是根据某种优先级进行任务调度。于是，无论是客户端还是服务端，都可能不会按照稳定的顺序渲染组件了，这种递增的计数器方案就无法解决问题。

比如，有个特性叫 Selective Hydration，可以根据用户交互改变hydrate的顺序。

当下图左侧部分在hydrate时，用户点击了右下角部分：

此时React会优先对右下角部分hydrate：

关于Selective Hydration更详细的解释见：New Suspense SSR Architecture in React 18

如果应用中使用自增的全局计数变量作为id，那么显然先hydrate的组件id会更小，所以id是不稳定的。

那么，有没有什么是服务端、客户端都稳定的标记呢？

答案是：组件的层次结构（组件树的层级结构是不变的）

useId的原理

假设应用的组件树如下图：

不管B和C谁先hydrate，他们的层级结构是不变的，所以层级本身就能作为服务端、客户端之间不变的标识。

比如B可以使用2-1作为id，C使用2-2作为id：

function B() {
  // id为"2-1"
  const id = useId();
  return <div id={id}>B</div>;
}

实际需要考虑两个要素：

1. 同一个组件使用多个id

比如这样：

function B() {
  const id0 = useId();
  const id1 = useId();
  return (
    <ul>
      <li id={id0}></li>
      <li id={id1}></li>
    </ul>
  );
}

2. 要跳过没有使用useId的组件

还是考虑这个组件树结构：

如果组件A、D使用了useId，B、C没有使用，那么只需要为A、D划定层级，这样就能减少需要表示层级。

在useId的实际实现中，层级被表示为32进制的数。（32进制数表示树中节点对应的位置）

之所以选择32进制，是因为选择尽可能大的进制会让生成的字符串尽可能紧凑。比如：

const a = 18;

// "10010" length 5
a.toString(2)   

//  "i" length 1
a.toString(32)  

具体的useId层级算法参考useId

因为 32 是 toString（） 支持的 2 的最大幂。我们希望基数很大，以便生成的 id 是紧凑的，并且我们希望基数是 2 的幂，因为每个 log2（base） 位对应于一个字符，即每个 log2（32） = 5 位 = 1 个基数 32 个字符。这意味着我们可以一次从末尾 5 个中删除位，而不会影响最终结果。

React源码内部有多种栈结构（比如用于保存context数据的栈）。

useId 栈的逻辑是其中比较复杂的一种。

谁能想到用法如此简单的API背后，实现起来居然这么复杂？

兴趣了解：身份生成算法

身份 id 是 32 进制的字符串，其二进制表示对应树中节点的位置。

每次树分叉成多个子节点时，我们都会在序列的左侧添加额外的位数，表示子节点在当前子节点层级中的位置。

00101       00010001011010101
    ╰─┬─╯       ╰───────┬───────╯
  Fork 5 of 20       Parent id

这里我们使用了两个前置 0 位。如果只考虑当前的子节点，我们使用 101 就可以了，但是要表达当前层级所有的子节点，三位就不够用。因此需要 5 位。

出于同样的原因，slots 是 1-indexed 而不是 0-indexed。否则就无法区分该层级第 0 个子节点与父节点。

如果一个节点只有一个子节点，并且没有具体化的 id，声明时没有包含 useId hook。那么我们不需要在序列中分配任何空间。例如这两颗数会产生相同的 id：

<>                      <>
  <Indirection>           <A />
  <A />                   <B />
  </Indirection>        </>
  <B />
</>

但是我们不能跳过任何包含了 useId 的节点。否则，只有一个子节点的父节点就无法区分开来。比如，这棵树只有一个子节点，但是父子节点必须有不同的 id

<Parent>
  <Child />
</Parent>

为了处理这种情况，每次我们生成一个 id 时，都会分配一个一个新的层级。当然这个层级就只有一个节点「长度为 1 的数组」。

最后，序列的大小可能会超出 32 位，发生这种情况时，我们通过将 id 的右侧部分转换为字符串并将其存储在溢出变量中。之所以使用 32 位字符串，是因为 32 是

toString() 支持的 2 的最大幂数。这样基数足够大就能够得到紧凑的 id 序列，并且我们希望基数是 2 的幂，因为每个 log2(base) 对应一个字符，也就是 log2(32) = 5 bits = 1 ，这样意味着我们可以在不影响最终结果的情况下删除末尾 5 的位。

和其他的 hook 一样，执行useId 会在 mount 阶段会调用 mountId，在 update 阶段会调用 updateId

mount 阶段​

可以看到 mountId 会做以下几件事情

1. 创建 hook 对象
2. 获取当前组件的 root Fiber 上的 identifierPrefix id 前缀
3. 判断是 SSR 还是 CSR
   1. SSR 会根据 Tree 来生成 Id，并夹杂大写字母 R
   2. CSR 会根据一个全局变量来生成自增的 Id，夹杂小写字母 r
4. 最后挂载到 memoizedState 上

function mountId(): string {
  const hook = mountWorkInProgressHook();
  const root = ((getWorkInProgressRoot(): any): FiberRoot);
  const identifierPrefix = root.identifierPrefix;
  let id;
  if (getIsHydrating()) {
    const treeId = getTreeId();
    // Use a captial R prefix for server-generated ids.
    id = ':' + identifierPrefix + 'R' + treeId;
    const localId = localIdCounter++;
    if (localId > 0) {
      id += 'H' + localId.toString(32);
    }
    id += ':';
  } else {
    // Use a lowercase r prefix for client-generated ids.
    const globalClientId = globalClientIdCounter++;
    id = ':' + identifierPrefix + 'r' + globalClientId.toString(32) + ':';
  }
  hook.memoizedState = id;
  return id;
}

注意

identifierPrefix: React 用于生成的 id 的可选前缀，在同一页面上使用多个根时避免冲突很有用。必须与服务器上使用的前缀相同。

hydrateRoot(container, element[, options])

写在 options 里的

重点需要放到这个 getTreeId 的方法上，这个函数究竟是如何工作的呢？

getTreeId​

getTreeId 使用组件的树状结构（在客户端和服务端都绝对稳定）来生成id。这里涉及到了 React 的 Id 生成算法具体可以看这个 PR

 为了让 Id 更加的紧凑，并不是所有的组件都会生成 ID，只有调用了 useId 的组件才会生成 Id，并且 Id 是连续的，如果有其中一层组件没有调用 useId 那就跳过这一层

在 useId 的实际实现中，层级被表示为32进制的数。

如果 组件的层数超过了 32 进制数能表达的数时，会通过 treeContextOverflow 来将超出的几位截断，转成字符串，继续拼接在 id 的后面

export function getTreeId(): string {
  const overflow = treeContextOverflow;
  const idWithLeadingBit = treeContextId;
  const id = idWithLeadingBit & ~getLeadingBit(idWithLeadingBit);
  return id.toString(32) + overflow;
}

update 阶段​

update 时，不需要做什么事情,获取 id 返回即可

function updateId(): string {
  const hook = updateWorkInProgressHook();
  const id: string = hook.memoizedState;
  return id;
}

你应该在以下情况下使用 useId：

• 你想生成唯一 ID
• 你想要连接 HTML 元素，比如 label 和 input。

在以下情况下不应该使用 useId：

• 映射列表后需要 key。
• 你需要定位 CSS 选择器。useId 生成一个包含 : 的字符串 token字符串，这有助于确保 token 是唯一的，如下面的示例所示。但在 CSS 选择器或 querySelectorAll 等 API 中不受支持。
• 你正在使用不可变的值。