什么是 `useInsertionEffect`？为什么它是专门为 CSS-in-JS 库设计的钩子？

React useInsertionEffect 深度解析：为 CSS-in-JS 而生的高性能钩子

各位编程爱好者、前端工程师们，大家好。今天我们将深入探讨 React 18 引入的一个相对较新且非常专业的钩子：useInsertionEffect。这个钩子在日常应用开发中可能并不常见，但它对于构建高性能、无闪烁的 CSS-in-JS 库至关重要。我们将从 React 副作用钩子的基本概念出发，逐步揭示 CSS-in-JS 在性能优化方面所面临的挑战，最终理解 useInsertionEffect 如何精准地解决了这些问题。

一、 回顾 React 的副作用钩子：useEffect 与 useLayoutEffect

在深入 useInsertionEffect 之前，我们有必要回顾一下 React 中处理副作用的两个主要钩子：useEffect 和 useLayoutEffect。理解它们的执行时机和设计目的，是理解 useInsertionEffect 存在意义的基础。

1. useEffect：异步的非阻塞副作用

useEffect 是我们最常用、最广为人知的副作用钩子。它的设计理念是处理那些不需要在 DOM 变更之后立即同步发生的副作用。

执行时机：
useEffect 在 React 完成了所有的 DOM 更新，并且浏览器也完成了绘制（paint）之后，才会被异步调用。这意味着，当 useEffect 内部的代码执行时，用户已经看到了最新的 UI。

主要用途：

• 数据获取 (Data Fetching)：例如，从 API 请求数据。
• 订阅事件：例如，订阅外部数据源或浏览器事件。
• 手动操作 DOM（不影响布局）：例如，设置计时器、日志记录。
• 清理函数：它返回的函数用于在组件卸载或依赖项变更时执行清理操作。

特性：

• 异步执行：它不会阻塞浏览器的渲染进程，因此不会影响用户界面的响应性。
• 非阻塞：即使 useEffect 内部执行耗时操作，也不会阻止用户看到最新的 UI。
• 清理机制：可以返回一个函数，用于在下一次副作用执行前或组件卸载时进行清理。

示例代码：

import React, { useEffect, useState } from 'react';

function DataFetcher({ userId }) {
  const [data, setData] = useState(null);
  const [loading, setLoading] = useState(true);

  useEffect(() => {
    setLoading(true);
    fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`)
      .then(response => response.json())
      .then(json => {
        setData(json);
        setLoading(false);
      });

    // 返回清理函数
    return () => {
      // 在这里可以取消网络请求或清理订阅
      console.log(`Cleaning up for userId: ${userId}`);
    };
  }, [userId]); // 依赖 userId，当 userId 变化时重新执行副作用

  if (loading) return <div>Loading data...</div>;
  if (!data) return <div>No data found.</div>;

  return (
    <div>
      <h2>User Details</h2>
      <p>Name: {data.name}</p>
      <p>Email: {data.email}</p>
    </div>
  );
}

// 在父组件中使用
function App() {
  const [currentUserId, setCurrentUserId] = useState(1);

  return (
    <div>
      <button onClick={() => setCurrentUserId(prev => prev + 1)}>
        Load Next User
      </button>
      <DataFetcher userId={currentUserId} />
    </div>
  );
}

在这个例子中，useEffect 负责在 userId 变化时异步获取用户数据。由于数据获取通常需要时间，将其放在 useEffect 中可以避免阻塞主线程，保证用户界面的流畅性。

2. useLayoutEffect：同步的布局相关副作用

useLayoutEffect 的执行时机比 useEffect 更早，它主要用于处理那些需要同步发生、且可能影响 DOM 布局或外观的副作用。

执行时机：
useLayoutEffect 在 React 完成了所有的 DOM 更新之后，但在浏览器进行任何绘制（paint）之前，会同步调用。这意味着它的回调函数会在浏览器有机会更新屏幕之前运行。

主要用途：

• 测量 DOM 元素：例如，获取一个元素的宽度、高度或位置。
• 同步修改 DOM 以避免视觉闪烁：例如，根据元素的测量结果调整其位置或样式，以防止用户看到布局变化。
• 与第三方 DOM 库集成：例如，初始化需要立即访问 DOM 的图表库。

特性：

• 同步执行：它会阻塞浏览器的绘制过程。如果 useLayoutEffect 内部执行了耗时操作，用户会感到界面卡顿。
• 阻塞渲染：在 useLayoutEffect 执行完成之前，浏览器不会绘制更新后的 UI。
• 清理机制：与 useEffect 类似，可以返回一个函数用于清理。

示例代码：

import React, { useLayoutEffect, useRef, useState } from 'react';

function Tooltip({ children, text }) {
  const [tooltipPosition, setTooltipPosition] = useState({ x: 0, y: 0 });
  const buttonRef = useRef(null);
  const tooltipRef = useRef(null);

  useLayoutEffect(() => {
    if (buttonRef.current && tooltipRef.current) {
      const buttonRect = buttonRef.current.getBoundingClientRect();
      const tooltipRect = tooltipRef.current.getBoundingClientRect();

      // 计算 tooltip 应该显示在按钮上方居中的位置
      const x = buttonRect.left + (buttonRect.width / 2) - (tooltipRect.width / 2);
      const y = buttonRect.top - tooltipRect.height - 10; // 10px 间距

      setTooltipPosition({ x, y });
    }
  }, [children]); // 依赖 children，如果子元素变化可能需要重新计算位置

  return (
    <>
      <button ref={buttonRef}>
        {children}
      </button>
      <div
        ref={tooltipRef}
        style={{
          position: 'absolute',
          left: tooltipPosition.x,
          top: tooltipPosition.y,
          backgroundColor: 'black',
          color: 'white',
          padding: '5px 10px',
          borderRadius: '3px',
          whiteSpace: 'nowrap',
          pointerEvents: 'none', // 不影响鼠标事件
          opacity: tooltipPosition.x === 0 && tooltipPosition.y === 0 ? 0 : 1, // 初始隐藏
          transition: 'opacity 0.2s ease-in-out',
        }}
      >
        {text}
      </div>
    </>
  );
}

// 在父组件中使用
function App() {
  return (
    <div style={{ padding: '50px' }}>
      <Tooltip text="This is a button tooltip">Hover over me</Tooltip>
      <div style={{ height: '50px' }}></div> {/* 增加一些间隔 */}
      <Tooltip text="Another tooltip example">Click me</Tooltip>
    </div>
  );
}

在这个 Tooltip 组件中，我们需要在按钮渲染后立即测量它的位置，并据此计算 tooltip 的位置。如果将这个逻辑放在 useEffect 中，用户可能会先看到 tooltip 在错误的位置闪烁一下，然后才跳到正确的位置，这就是所谓的“布局抖动”或“视觉闪烁”。useLayoutEffect 确保了 tooltip 在浏览器绘制之前就已经在正确的位置。

3. 三者对比速览（初步）

特性	useEffect	useLayoutEffect	useInsertionEffect
执行时机	渲染后，浏览器绘制后（异步）	渲染后，DOM 更新后，浏览器绘制前（同步）	渲染后，DOM 更新后，useLayoutEffect 之前（同步）
是否阻塞	否	是	是
访问 DOM	可以，且通常在 DOM 稳定后进行	可以，用于测量和同步 DOM 更新	通常不直接访问 DOM，而是准备数据供外部系统注入
返回清理函数	可以	可以	不可以
目的	异步副作用（数据获取、订阅、日志等）	同步副作用（测量布局、修改 DOM 以避免视觉闪烁）	注入样式（CSS-in-JS 库），避免 FOUC 和布局抖动

现在，我们对 useEffect 和 useLayoutEffect 有了清晰的认识。接下来，我们将探讨 CSS-in-JS 库面临的独特挑战，这将引出 useInsertionEffect 的必要性。

二、 CSS-in-JS 的挑战与演进

1. 传统 CSS 的局限性与 CSS-in-JS 的崛起

在前端开发的早期，我们主要通过 <link> 标签引入外部 .css 文件来管理样式。这种方式虽然简单，但在大型应用中逐渐暴露出一些问题：

• 全局性：CSS 规则默认是全局的，容易造成样式冲突和覆盖，尤其是在多人协作的项目中。
• 命名冲突：BEM、SMACSS 等命名规范旨在缓解冲突，但仍依赖开发者自觉遵守。
• 维护性差：组件的样式与其逻辑和模板分离，当组件发生变化时，可能需要在多个文件中进行修改。
• 死代码难以清除：很难确定某个 CSS 规则是否还在使用。

为了解决这些问题，CSS-in-JS 方案应运而生。它的核心思想是将 CSS 样式直接写在 JavaScript 代码中，与组件紧密耦合。

CSS-in-JS 的优势：

• 组件化思维：样式成为组件的一部分，实现真正的“样式即组件”。
• 作用域隔离：通过为每个组件生成唯一的类名，自动解决了全局样式污染问题。
• 动态样式：可以轻松地根据组件的 props 或 state 动态生成样式，实现主题切换、响应式设计等。
• 自动前缀与优化：许多库内置了自动添加厂商前缀、压缩、死代码消除等功能。
• 易于维护：当组件被删除时，其相关样式也会随之删除。

2. CSS-in-JS 的实现机制与性能瓶颈

大多数 CSS-in-JS 库（如 Styled-components, Emotion, Goober 等）的工作原理大致如下：

1. 解析样式：在运行时或构建时，解析模板字符串中的 CSS 规则。
2. 生成唯一类名：为每个样式块生成一个唯一的哈希类名（例如 css-abc123）。
3. 注入样式：将生成的 CSS 规则插入到页面的 <head> 部分的 <style> 标签中。
4. 应用类名：将生成的唯一类名应用到对应的 DOM 元素上。

这个机制在带来巨大便利的同时，也引入了一些性能挑战，尤其是在 React 渲染周期的特定阶段：

a. FOUC (Flash of Unstyled Content)

当组件被渲染时，如果其样式在 DOM 元素创建之后才被注入到 <style> 标签中，用户可能会在短时间内看到没有样式的原始内容，然后样式才“跳”出来，这就是 FOUC。这会造成不佳的用户体验。

传统 CSS-in-JS 如何导致 FOUC：

• 如果样式注入发生在 useEffect 中，那么它会在浏览器绘制之后才执行。
• 即使发生在 useLayoutEffect 中，它也发生在 React 已经创建了 DOM 元素之后。浏览器在 useLayoutEffect 之前已经知道了要绘制的 DOM 结构，只是在等待样式。

b. 布局抖动 (Layout Thrashing)

布局抖动指的是浏览器在短时间内反复计算元素的布局信息。这通常发生在 JavaScript 代码频繁地读取和写入 DOM 元素的布局属性时。

在 CSS-in-JS 的场景中，如果样式是在组件渲染后，DOM 元素已经存在，但布局尚未完全确定时才注入，并且这些样式会显著影响元素的尺寸或位置，那么浏览器可能需要重新计算布局。如果这个过程在同一帧内发生多次，就会导致性能下降。

c. 优先级问题

CSS 规则的优先级不仅取决于选择器的特异性，还取决于它们在样式表中的顺序。后定义的规则会覆盖先定义的相同特异性的规则。如果 CSS-in-JS 库不能保证样式注入的顺序，可能会导致意料之外的样式覆盖问题。

d. 性能开销

频繁地创建和插入 <style> 标签，或者更新现有 <style> 标签的 textContent，都涉及 DOM 操作，这本身是有性能开销的。特别是在大型应用中，如果每个组件都独立管理自己的样式注入，可能会导致大量的 DOM 操作。

为了解决这些问题，尤其是 FOUC 和布局抖动，CSS-in-JS 社区和 React 团队共同探讨，最终催生了 useInsertionEffect。

三、 useInsertionEffect 的诞生背景与设计哲学

useInsertionEffect 的核心目标是为 CSS-in-JS 库提供一个精确且高性能的时机，来注入样式规则，从而彻底解决 FOUC 和布局抖动的问题。

1. 目标与时机

useInsertionEffect 旨在将样式注入到 DOM 中的 <style> 标签，其执行时机被设计得非常巧妙：

• 在所有 DOM 变更之前：这意味着在 useInsertionEffect 执行时，React 已经确定了哪些 DOM 节点需要被创建、更新或删除，但它还没有将这些变更实际应用到浏览器的真实 DOM 上。
• 在 useLayoutEffect 之前：这是关键。由于它在 useLayoutEffect 之前执行，它确保了所有相关的样式规则在任何布局计算发生之前就已经存在于样式表中。
• 在 React 执行其自身的 DOM 变更（如创建新节点、更新属性）之后，但在浏览器计算布局之前。更准确地说，它运行在 React 的“commit”阶段，在 React 将虚拟 DOM 树的更改应用到实际 DOM 之后，但在浏览器执行布局和绘制之前。

这个时机是 useLayoutEffect 和 React 实际 DOM 更新之间的狭窄窗口。它允许 CSS-in-JS 库在 React 更新 DOM 之后立即注入样式，但又足够早，以确保这些样式在浏览器计算布局时已经生效。

2. 关键特性

useInsertionEffect 与 useEffect 和 useLayoutEffect 相比，具有一些独特的特性：

• 同步执行：为了确保样式在布局计算前可用，useInsertionEffect 的回调函数是同步执行的。
• 不访问 DOM 节点：它的回调函数不接收 ref 或直接的 DOM 元素作为参数。这是因为在它执行时，真实的 DOM 可能尚未完全更新，或者更新后的 DOM 结构尚未稳定。它的主要任务是注册或准备样式规则，而不是直接操作 DOM 元素本身。
• 不触发布局：useInsertionEffect 的设计目标是注入样式规则，而不是触发或读取布局。这意味着它的回调函数不应该进行任何会强制浏览器计算布局的操作（例如 getBoundingClientRect()）。
• 返回值：useInsertionEffect 的回调函数可以返回一个字符串。在未来，React 可能会利用这个返回值来进一步优化样式注入。目前，它通常被用于返回 CSS 规则，由 CSS-in-JS 运行时收集和处理。重要的是，它不能返回清理函数。

3. 与其他钩子的根本区别

useInsertionEffect 的核心区别在于其关注点和执行时机：

• useEffect：关注组件渲染后，浏览器绘制后的异步副作用。
• useLayoutEffect：关注组件渲染后，DOM 更新后，浏览器绘制前的同步副作用，特别是那些与布局测量和修改相关的。
• useInsertionEffect：关注组件渲染后，DOM 更新后，useLayoutEffect 之前，在浏览器进行任何布局计算之前的同步副作用，专门用于样式规则的注入。

可以说，useInsertionEffect 是 React 团队为解决特定领域（CSS-in-JS）的性能问题而量身定制的“专业工具”。它弥补了 useLayoutEffect 在样式注入方面的一些不足，因为它比 useLayoutEffect 更早地提供了样式。

四、 深入理解 useInsertionEffect 的工作原理

要真正理解 useInsertionEffect，我们需要将其置于 React 的整个渲染和提交（commit）生命周期中来考察。

1. React 渲染阶段回顾

React 的组件生命周期可以大致分为两个主要阶段：

1. Render (渲染) 阶段：

   • React 调用组件函数（例如 FunctionComponent 或 ClassComponent.render 方法）。
   • 计算组件的最新 VDOM (Virtual DOM) 树。
   • 将新的 VDOM 树与旧的 VDOM 树进行比较，找出差异（diffing）。
   • 这个阶段是纯粹的，不应该有副作用，也不应该修改 DOM。

2. Commit (提交) 阶段：

   • React 将 Render 阶段计算出的 VDOM 差异应用到真实的 DOM 上。
   • 在这个阶段，会执行各种副作用钩子。

useInsertionEffect 就发生在 Commit 阶段的一个非常精确的时间点。

2. useInsertionEffect 的具体执行流程

让我们更详细地分解 Commit 阶段，以定位 useInsertionEffect 的位置：

1. 执行 useLayoutEffect 的清理函数：在更新 DOM 之前，React 会首先调用上一次渲染中 useLayoutEffect 返回的清理函数。

2. React 更新真实 DOM：根据 Render 阶段计算出的差异，React 会对真实 DOM 进行创建、更新、删除节点等操作。

3. 执行 useInsertionEffect 的回调函数：

   • 时机：这个钩子在 React 完成了对真实 DOM 的所有更新之后，但在 useLayoutEffect 执行之前，以及浏览器计算布局之前同步执行。
   • 作用：CSS-in-JS 库会利用这个时机，收集当前组件所需的 CSS 规则，并将它们高效地注入到页面的样式表中。注入的方式通常是利用 CSSStyleSheet.insertRule() 或 document.adoptedStyleSheets（Constructable Stylesheets API）来避免直接操作 <style> 标签的 textContent，后者效率更高。
   • 为什么是这个时机？ 因为此时，DOM 结构已经是最新的，但浏览器尚未开始计算布局。如果样式此时就位，那么浏览器在计算布局时就能一次性得到所有正确的样式，避免了布局抖动。同时，由于样式在绘制之前就已经存在，也避免了 FOUC。
   • 回调参数：useInsertionEffect 的回调函数接收一个 context 对象。这个 context 对象在不同场景下可能包含不同的信息，但它通常不提供直接的 DOM 访问能力，而是提供一些用于库内部注册或查找的机制。例如，它可能提供一个方法来注册样式规则，而不是直接将其插入 DOM。

4. 执行 useLayoutEffect 的回调函数：在样式已经到位之后，useLayoutEffect 可以安全地执行，进行 DOM 测量或根据最新的布局进行同步 DOM 调整。

5. 浏览器进行布局和绘制：此时，所有 DOM 更新已完成，所有同步样式已注入，所有同步布局调整也已完成。浏览器可以高效地计算布局并绘制最终的 UI。

6. 执行 useEffect 的清理函数：在浏览器绘制完成后，React 会调用上一次渲染中 useEffect 返回的清理函数。

7. 执行 useEffect 的回调函数：最后，异步执行 useEffect 的回调函数，处理非阻塞的副作用。

通过这个详细的流程，我们可以看到 useInsertionEffect 如何精确地插入到整个渲染流程中，以确保样式在浏览器计算布局之前就已准备就绪。

五、 useInsertionEffect 的典型应用场景：CSS-in-JS 库

useInsertionEffect 是专门为 CSS-in-JS 库设计的，普通应用开发者很少会直接使用它。它的价值体现在库的底层实现中，用于优化样式注入的性能和用户体验。

1. Styled-components / Emotion 等库如何利用它

成熟的 CSS-in-JS 库，如 Emotion 和 Styled-components，在 React 18 之后已经开始或计划利用 useInsertionEffect 来优化它们的样式注入策略。其核心流程如下：

1. 组件渲染阶段：当一个使用了 CSS-in-JS 的组件（例如 <MyStyledButton />）被渲染时，CSS-in-JS 库会在其内部或通过一个全局的样式管理器生成该组件所需的 CSS 规则字符串。同时，它会为这个样式块生成一个唯一的类名（例如 emotion-abc123）。
2. 注册样式规则：在 useInsertionEffect 的回调函数中，CSS-in-JS 库会执行以下操作：
   • 检查该 CSS 规则是否已经被注入过（通过缓存或引用计数）。
   • 如果尚未注入，则使用高效的 API（如 CSSStyleSheet.insertRule() 或 document.adoptedStyleSheets）将 CSS 规则插入到全局样式表中。
   • 这个过程是同步的，并发生在 React 将 DOM 变更应用到真实 DOM 之后，但在 useLayoutEffect 之前。
3. 应用类名：组件的 JSX 最终会渲染一个带有该唯一类名的 DOM 元素（例如 <button class="emotion-abc123">Click Me</button>)。由于样式在 useInsertionEffect 中已经注入，当浏览器开始布局和绘制时，这个类名对应的样式已经存在于样式表中，因此内容会立即以正确的样式呈现，避免了 FOUC 和布局抖动。
4. 清理机制（库内部管理）：useInsertionEffect 不提供清理函数。样式规则的生命周期管理通常由 CSS-in-JS 库通过内部的引用计数机制来处理。当一个组件被卸载，并且没有其他组件引用相同的样式规则时，库会负责从样式表中移除这些规则。

2. 模拟一个简化的 CSS-in-JS 库如何使用 useInsertionEffect

为了更好地理解，我们来构建一个高度简化的 CSS-in-JS 运行时示例。这个示例将展示 useInsertionEffect 如何在组件渲染时动态注入样式。

注意：这是一个简化示例，真实的 CSS-in-JS 库会处理更多复杂情况，如 SSR、主题、嵌套选择器、性能优化、清理等。这里主要聚焦于 useInsertionEffect 的应用。

import React, { useRef, useMemo, useInsertionEffect } from 'react';

// 1. 模拟一个全局样式管理器
// 实际库中会更复杂，可能管理多个 style 标签，处理 SSR 等
class StyleManager {
  constructor() {
    // 尝试使用 Constructable Stylesheets API，它比直接操作 <style> 标签更高效
    // 如果不支持，则回退到传统方式
    if (typeof CSSStyleSheet !== 'undefined' && CSSStyleSheet.prototype.insertRule) {
      this.sheet = new CSSStyleSheet();
      document.adoptedStyleSheets = [...document.adoptedStyleSheets, this.sheet];
      this.useConstructable = true;
      console.log('Using Constructable Stylesheets.');
    } else {
      this.styleElement = document.createElement('style');
      document.head.appendChild(this.styleElement);
      this.useConstructable = false;
      console.log('Using traditional <style> element.');
    }
    this.insertedRules = new Set(); // 存储已经插入的完整 CSS 规则，避免重复
  }

  // 生成一个唯一的类名
  generateClassName(cssContent) {
    // 简单的哈希函数，实际库会更健壮
    const hash = btoa(cssContent).slice(0, 8).replace(/=/g, ''); // 移除 base64 填充
    return `css-${hash}`;
  }

  // 插入 CSS 规则
  insertRule(rule) {
    if (this.insertedRules.has(rule)) {
      return; // 规则已存在，无需重复插入
    }
    try {
      if (this.useConstructable) {
        this.sheet.insertRule(rule, this.sheet.cssRules.length);
      } else {
        // 对于不支持 Constructable Stylesheets 的情况，
        // 简单地追加到 style 元素的 textContent 中（效率较低，但兼容性好）
        this.styleElement.textContent += rule + 'n';
      }
      this.insertedRules.add(rule);
      // console.log('Inserted rule:', rule);
    } catch (e) {
      console.error('Error inserting CSS rule:', rule, e);
    }
  }

  // 实际库会有更复杂的清理机制，例如引用计数
  // 这里简化为不清理，因为 useInsertionEffect 不支持返回清理函数
}

// 全局唯一的 StyleManager 实例
const styleManager = new StyleManager();

// 2. 自定义钩子 `useStyled` 模拟 CSS-in-JS 库的 API
function useStyled(cssTemplateStrings, ...interpolations) {
  // 将模板字符串和插值组合成完整的 CSS 字符串
  // 实际库会在这里处理插值，例如函数插值、主题等
  const rawCssContent = useMemo(() => {
    let css = '';
    for (let i = 0; i < cssTemplateStrings.length; i++) {
      css += cssTemplateStrings[i];
      if (i < interpolations.length) {
        // 这里只是简单地拼接，实际库会更智能地处理插值
        const interpolationValue = typeof interpolations[i] === 'function'
          ? interpolations[i]({}) // 假设没有 props 或 context，或者传入空对象
          : interpolations[i];
        css += interpolationValue;
      }
    }
    return css;
  }, [cssTemplateStrings, interpolations]);

  // 在渲染阶段就生成类名，这样组件 JSX 可以直接使用
  const className = useMemo(() => styleManager.generateClassName(rawCssContent), [rawCssContent]);

  // 3. 使用 `useInsertionEffect` 在正确时机注入样式
  useInsertionEffect(() => {
    // 将生成的类名与原始 CSS 内容结合，形成完整的 CSS 规则
    // 假设原始 CSS 中使用了 "&" 符号作为当前选择器的占位符
    const fullCssRule = rawCssContent.replace(/&/g, `.${className}`);
    styleManager.insertRule(fullCssRule);

    // useInsertionEffect 不支持返回清理函数
    // 样式清理通常由 StyleManager 内部的引用计数机制处理
  }, [rawCssContent, className]); // 依赖 CSS 内容和类名，当它们变化时重新注入

  return className; // 返回生成的类名，供组件使用
}

// 4. 组件使用 `useStyled`
function MyButton({ primary, children }) {
  const className = useStyled`
    & {
      background-color: ${primary ? '#007bff' : '#6c757d'};
      color: white;
      padding: 10px 20px;
      border: none;
      border-radius: 4px;
      cursor: pointer;
      font-size: 16px;
      transition: background-color 0.2s ease;
    }
    &:hover {
      background-color: ${primary ? '#0056b3' : '#5a6268'};
    }
    &:active {
      transform: translateY(1px);
    }
  `;

  return (
    <button className={className}>
      {children}
    </button>
  );
}

function MyContainer({ children }) {
  const className = useStyled`
    & {
      display: flex;
      gap: 15px;
      padding: 20px;
      border: 1px solid #ccc;
      border-radius: 8px;
      background-color: #f8f9fa;
      margin: 20px;
      flex-wrap: wrap;
    }
  `;
  return <div className={className}>{children}</div>;
}

// 5. App 组件
function App() {
  const [count, setCount] = React.useState(0);

  // 动态修改 primary prop 来观察样式变化
  const isPrimary = count % 2 === 0;

  return (
    <div style={{ fontFamily: 'Arial, sans-serif' }}>
      <h1>`useInsertionEffect` 示例</h1>
      <p>点击按钮，观察样式变化，同时注意是否有 FOUC 或布局抖动。</p>
      <MyContainer>
        <MyButton primary={isPrimary} onClick={() => setCount(c => c + 1)}>
          点击我 ({count})
        </MyButton>
        <MyButton>次要按钮</MyButton>
        <MyButton primary={true}>另一个主按钮</MyButton>
      </MyContainer>

      <div style={{ margin: '20px', padding: '15px', border: '1px dashed #aaa', backgroundColor: '#eee' }}>
        <p>
          此处的样式是通过 `useInsertionEffect` 注入的。
          尝试禁用 JavaScript，你会发现按钮没有样式，这证明样式是在运行时注入的。
          由于 `useInsertionEffect` 的及时性，你不会看到未样式化的内容闪烁。
        </p>
      </div>
    </div>
  );
}

export default App;

代码解析：

1. StyleManager 类：这是一个全局的单例，负责管理所有样式规则的插入。它优先使用 Constructable Stylesheets API，因为它提供了更细粒度的控制和更高的性能，其次才回退到直接操作 <style> 标签。insertedRules Set 用于避免重复插入相同的 CSS 规则。
2. useStyled 钩子：
   • 它接收模板字符串和插值，就像 Styled-components 或 Emotion 的标签模板字面量一样。
   • rawCssContent 是通过 useMemo 计算出的原始 CSS 字符串。
   • className 也是通过 useMemo 在渲染阶段生成的，保证了类名的稳定性。
   • 核心在于 useInsertionEffect：它在 React 将 DOM 更新到真实 DOM 后，但在浏览器开始布局计算前，同步调用 styleManager.insertRule()。这保证了当组件的 button 元素被渲染到 DOM 中时，其对应的 className 所引用的 CSS 规则已经存在于样式表中。
3. MyButton 和 MyContainer 组件：它们通过 useStyled 钩子获取动态生成的类名，并将其应用到各自的 DOM 元素上。MyButton 还展示了如何根据 props 动态生成样式。

通过这个示例，我们可以清晰地看到 useInsertionEffect 如何在 React 渲染生命周期的关键节点上，高效地将样式插入到文档中，从而确保了组件在首次渲染时就拥有正确的样式，避免了视觉上的闪烁。

六、 useInsertionEffect 的限制与注意事项

尽管 useInsertionEffect 是一个强大的工具，但它是一个非常专业的、低级别的钩子，在使用时有严格的限制和需要注意的事项。

1. 不能访问 DOM 元素

这是 useInsertionEffect 与 useLayoutEffect 和 useEffect 最显著的区别之一。它的回调函数不接收 ref 或直接的 DOM 元素作为参数，也不应该尝试直接操作 DOM 元素。

原因：它运行的时机非常早，此时 React 刚刚完成了其内部的 DOM 更新，但这些更新可能尚未完全同步到浏览器，或者 DOM 结构尚未稳定到可以进行可靠的测量或修改。它的职责是为后续的 DOM 操作（如 CSS 注入）准备数据，而不是直接操作 DOM。

2. 不能包含副作用清理函数

与 useEffect 和 useLayoutEffect 不同，useInsertionEffect 的回调函数不能返回一个清理函数。

原因：样式规则的生命周期管理通常比组件的挂载/卸载更复杂。CSS-in-JS 库通常会使用一套基于引用计数的机制来管理样式规则。当一个样式规则不再被任何组件使用时，它才会被真正清理掉。这种清理逻辑不适合绑定到单个组件的副作用清理函数中。

3. 不能更新状态

在 useInsertionEffect 的回调函数中尝试更新组件状态（例如通过 useState 的 set 函数）是不被允许的，并且会导致 React 警告或无限循环。

原因：useInsertionEffect 发生在 Commit 阶段，它是一个同步且阻塞的阶段。在这个阶段更新状态会导致 React 重新进入渲染阶段，从而可能导致无限循环。React 的状态更新应该发生在 Render 阶段或 useEffect / useLayoutEffect 中。useInsertionEffect 的设计目标是处理外部副作用（样式注入），而不是影响组件的内部数据流。

4. 仅限高级用例

useInsertionEffect 是一个非常底层的钩子，主要供像 Styled-components、Emotion 这样的 CSS-in-JS 库作者使用。普通的应用开发者几乎永远不需要直接用到它。如果你的应用没有使用 CSS-in-JS 库，或者使用的 CSS-in-JS 库已经内部集成了 useInsertionEffect，那么你完全不需要关心它。

5. 性能考量

尽管 useInsertionEffect 解决了 FOUC 和布局抖动，但注入的 CSS 规则数量和复杂性仍然会影响性能。即使是高效的 insertRule() 方法，如果被调用得过于频繁，或者插入了非常庞大的规则集，仍然可能成为性能瓶颈。CSS-in-JS 库通常会采取缓存、去重、延迟加载等策略来进一步优化。

七、 useInsertionEffect、useLayoutEffect、useEffect 全面对比

为了更清晰地理解这三个副作用钩子的区别，我们提供一个详细的对比表格。

特性	useEffect	useLayoutEffect	useInsertionEffect
执行时机	渲染后，DOM 更新后，浏览器绘制后（异步）	渲染后，DOM 更新后，浏览器绘制前（同步）	渲染后，DOM 更新后，useLayoutEffect 之前（同步）
是否阻塞	否，不阻塞浏览器绘制	是，会阻塞浏览器绘制	是，会阻塞浏览器绘制（但阻塞时间极短）
访问 DOM	可以，且通常在 DOM 稳定后进行	可以，用于测量和同步 DOM 更新	通常不直接访问 DOM，而是准备数据供外部系统注入
返回清理函数	可以，用于清理订阅、定时器等	可以，用于清理 DOM 监听器、第三方库实例等	不可以
目的	处理异步副作用，不影响 UI 响应性	处理同步副作用，避免视觉闪烁或布局抖动，通常与 DOM 测量和修改有关	专门用于 CSS-in-JS 库注入样式，确保样式在布局计算前可用
使用场景	数据获取、订阅、日志、设置定时器、清理异步资源	测量 DOM 尺寸、同步调整 DOM 位置、与需要立即访问 DOM 的第三方库集成	仅限 CSS-in-JS 库用于样式注入，极少直接用于应用开发
对性能影响	较小，不阻塞渲染主线程	可能阻塞渲染，导致用户感到卡顿，需谨慎使用	阻塞时间极短，专注于样式注入，对布局无直接影响，避免了 FOUC 和布局抖动

从这个对比可以看出，useInsertionEffect 位于一个非常特殊的、细粒度的位置，它填补了 useLayoutEffect 在样式注入时可能存在的 FOUC 风险。它不是一个通用目的的钩子，而是针对特定问题（CSS-in-JS 的样式注入）的精确解决方案。

八、 未来展望与 CSS-in-JS 的发展

useInsertionEffect 的引入，是 React 团队与 CSS-in-JS 社区紧密合作的成果。它表明 React 核心团队对高性能 CSS 解决方案的重视，并为库作者提供了更强大的原生能力，以优化用户体验。

随着 Web 标准的不断演进，如 Constructable Stylesheets API 的普及，CSS-in-JS 库将能够更高效地管理和注入样式，而 useInsertionEffect 正是连接 React 渲染与这些新 Web API 的关键桥梁。它使得 CSS-in-JS 能够在保证开发体验的同时，提供接近甚至超越传统 CSS 的运行时性能。

未来，我们可以期待更多的 CSS-in-JS 库采用 useInsertionEffect，从而在 React 应用中提供更流畅、无闪烁的视觉效果。它将进一步巩固 CSS-in-JS 作为现代前端开发中不可或缺的样式解决方案的地位。

总结思考

useInsertionEffect 作为 React 提供的最新副作用钩子，为 CSS-in-JS 库解决长期存在的性能和视觉一致性问题提供了强有力的工具。它的引入精确地捕获了样式注入所需的时机，确保了样式在内容被绘制之前可用，从而消除了 FOUC 并优化了渲染性能。对于构建高性能、美观的 React 应用程序而言，理解并善用这一机制至关重要，即使作为普通开发者，了解其背后的原理也能加深对 React 渲染机制和前端性能优化的理解。