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信號:JavaScript框架的細粒反應性

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發布: 2025-02-09 10:54:14
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Signals: Fine-grained Reactivity for JavaScript Frameworks

本文深入探討如何在Solid中使用信號,Solid是一個現代化的、響應式的JavaScript庫,主要依靠組件構建用戶界面。

內容:

  1. 信號簡介
    • 信號的應用場景
  2. 何為Solid?
  3. 信號究竟是什麼?
  4. 信號示例
  5. Angular中的信號
  6. Solid的其他特性

要點:

  • 信號是Web開發的最新趨勢之一,它提供了一種響應式方法來更新程序中易於變化的值。當值更新時,所有使用該值的內容也會更新,這使得信號獨一無二。它被用於Solid、Angular、Preact和Vue等庫中。
  • Solid是由Ryan Carniato創建的響應式框架,它使用信號創建細粒度的響應性。它像Svelte一樣預編譯,這意味著需要交付的代碼更少。 Solid不使用虛擬DOM,組件只在首次渲染時調用一次。
  • 信號是可以觀察到的值,具有初始值,並提供getter和setter方法,可用於查看或更新此值。當信號的值發生變化時,它會發出一個信號,觸發一個反應。這通常是對更新和渲染任何依賴於此值的組件的調用。
  • 在Solid中,getter的行為類似於函數,這意味著它會自動將該效果訂閱到信號。這確保了當信號的值發生變化時,效果將使用新值運行。這也意味著始終返回最新的當前值。
  • 除了信號之外,Solid還具有其他值得關注的特性。它在創建和更新內容方面都非常快速,並且具有與React類似的API。它為JSX添加了一些巧妙的特性,例如控制流,並開箱即用地支持服務器端渲染、水化和流式傳輸。

信號簡介

Web開發的最新趨勢之一是使用信號,它提供了一種更具響應性的方法來更新程序中易於變化的值。當值更新時,所有使用該值的內容也會更新。這就是信號如此獨特的原因。

信號的增長及其關注度讓人聯想起2019年React 16.8版本發佈時引起的所有轟動,當時React團隊引入了鉤子。鉤子的目標是使狀態更新(最終所有更新)更具函數式方法,並遠離使用類。雖然信號看起來幾乎與鉤子相同,但它們之間存在一些細微的差別(我們在下面探討)。

信號的應用場景

  • Solid庫一直使用信號。
  • Angular最近已將信號作為其檢測應用程序中更改的主要方式。
  • Preact最近引入了信號作為管理狀態的工具。
  • Vue具有響應式API,其中refs幾乎就是不同名稱下的信號。

何為Solid?

Solid(也稱為SolidJS)由Ryan Carniato於2016年創建,並於2018年發布。用他自己的話說,“它源於繼續使用我從Knockout.js中喜愛的細粒度反應式模式的願望。”

他當時不喜歡React和Vue等庫的發展方向,“只是更喜歡使用比組件更小、更獨立的基元所帶來的控制和可組合性。”他的解決方案是創建Solid,這是一個使用信號創建細粒度響應式(一種現在也可以在許多其他框架中看到的信號模式)的響應式框架。

乍一看,Solid與帶有鉤子和函數式組件的React非常相似。在某些方面,這是正確的:它們在管理數據方面都具有相同的理念,如果我們已經熟悉React,這使得學習Solid更容易。

但是,也有一些關鍵區別:

  • Solid與Svelte類似,是預編譯的。這意味著性能提升已融入最終構建中,因此需要交付的代碼更少。
  • Solid不使用虛擬DOM,即使組件只是函數(如在React中),它們也只在首次渲染時調用一次。 (在React中,只要該組件有任何更新,它們就會被調用。)

信號究竟是什麼?

信號基於觀察者模式,這是經典的四人幫設計模式之一。事實上,Knockout使用與信號非常相似的東西,稱為“可觀察對象”。

信號是響應式應用程序中最原子化的部分。它們是可以觀察到的值,具有初始值,並提供getter和setter方法,分別用於查看或更新此值。但是,為了充分利用信號,我們需要反應,它們是訂閱信號並響應值變化而運行的效果。

當信號的值發生變化時,它實際上會發出一個事件(或“信號”),然後觸發一個反應(或“效果”)。這通常是對更新和渲染任何依賴於此值的組件的調用。這些組件被稱為訂閱信號。這意味著如果信號的值發生變化,只有這些組件才會更新。

Solid中的一個關鍵概念是一切都是一個效果,甚至是視圖渲染。每個信號都與它影響的特定組件緊密相連。這意味著,當值發生變化時,可以以非常細粒度的方式重新渲染視圖,而無需昂貴的全頁面重新渲染。

信號示例

要在Solid中創建信號,我們需要使用createSignal函數並將兩個變量賦值給它的返回值,如下所示:

const [name, setName] = createSignal("Diana Prince");
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這兩個變量代表getter和setter方法。在上面的示例中,name是getter,setName是setter。傳遞給createSignal的0值表示信號的初始值。

對於React開發人員來說,這當然看起來很熟悉。使用React鉤子創建類似內容的代碼如下所示:

const [name, setName] = useState("Diana Prince");
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在React中,getter(name)的行為類似於變量,而setter(setName)是一個函數。

但是,即使它們看起來非常相似,主要區別在於name在React中表現得像一個變量,而在Solid中它是一個函數。

將name作為函數意味著,當在效果內部調用時,它會自動將該效果訂閱到信號。這意味著,當信號的值發生變化時,效果將使用新值運行。

以下是一個使用name()信號的示例:

const [name, setName] = createSignal("Diana Prince");
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createEffect函數可用於運行基於任何信號值的效果,例如將值記錄到控制台。它將訂閱函數內部引用的任何信號。如果任何信號的值發生變化,則效果代碼將再次運行。

在我們的示例中,如果我們使用setName setter函數更改name信號的值,我們可以看到效果代碼運行並記錄新的名稱到控制台:

const [name, setName] = useState("Diana Prince");
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將getter作為函數也意味著始終返回最新的當前值,而其他框架即使在值更新後也可能返回“陳舊”的值。它還意味著任何信號都可以輕鬆地綁定到計算值和記憶化:

createEffect(() => console.log(`Hello ${name()}`))
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這將創建一個只讀信號,可以使用nameLength()訪問。它的值會響應name信號值的任何更改而更新。

如果name()信號包含在組件中,則組件將自動訂閱此信號,並在其值更改時重新渲染:

setName("Wonder Woman")
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使用setName更新name信號的值將導致HelloComponent重新渲染。此外,HelloComponent函數只調用一次以創建相關的HTML。一旦它被調用,它就不需要再次運行,即使name信號的值有任何更新。但是,在React中,組件函數在它們包含的值發生任何更改時都會被調用。

Solid的另一個主要區別是,儘管它使用JSX進行視圖邏輯,但它根本不使用虛擬DOM。相反,它使用現代Vite構建工具預先編譯代碼。這意味著需要交付的JavaScript更少,並且不需要實際的Solid庫與它一起交付(與Svelte非常相似)。視圖是用HTML構建的。然後,使用模板文字系統來識別任何更改,然後執行良好的舊式DOM操作,從而動態進行細粒度的更新。

這些對DOM特定區域的隔離和細粒度的更新與React在任何更改後完全重建虛擬DOM的方法大相徑庭。直接對DOM進行更新減少了維護虛擬DOM的開銷,並使其速度異常快。事實上,Solid在渲染速度方面有一些令人印象深刻的數據——僅次於原生JavaScript。

所有基準測試都可以在這裡查看。

Angular中的信號

如前所述,Angular最近採用了信號來進行細粒度的更新。它們的工作方式與Solid中的信號類似,但創建方式略有不同。

要創建信號,可以使用signal函數並將初始值作為參數傳遞:

const nameLength = createMemo(() => name().length)
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然後可以將分配給信號的變量名稱(在上面的示例中為name)用作getter:

const [name, setName] = createSignal("Diana Prince");
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該信號還具有一個set方法,可用於更新其值,如下所示:

const [name, setName] = useState("Diana Prince");
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Angular中細粒度的更新方法與Solid中的方法幾乎相同。首先,Angular有一個update()方法,其作用類似於set,但派生值而不是替換值:

createEffect(() => console.log(`Hello ${name()}`))
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這裡的唯一區別是將值(name)作為參數並對其執行指令(.toUpperCase())。當getter被替換的最終值未知並且必須派生時,這非常有用。

其次,Angular還具有computed()函數,用於創建記憶化信號。它的工作方式與Solid的createMemo完全相同:

setName("Wonder Woman")
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與Solid一樣,每當檢測到計算函數中信號的值發生更改時,computed信號的值也會更改。

最後,Angular具有effect()函數,其作用與Solid中的createEffect()函數完全相同。每當它依賴的值更新時,都會重新執行副作用:

const nameLength = createMemo(() => name().length)
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Solid的其他特性

並非只有信號才使Solid值得關注。正如我們已經提到的,它在創建和更新內容方面都非常快。它還具有與React非常相似的API,因此對於以前使用過React的任何人來說,它都應該很容易上手。但是,Solid在底層的工作方式非常不同,通常性能更高。

Solid的另一個不錯的特性是它為JSX添加了一些巧妙的特性,例如控制流。它允許我們使用組件創建for循環,並且我們可以使用組件包含錯誤。

此外,組件對於在通常流程之外顯示內容(例如模態)也很方便。而嵌套反應性意味著對值數組或對象的任何更改都將重新渲染已更改的視圖部分,而不必重新渲染整個列表。 Solid使用Store使實現這一點更容易。 Solid還開箱即用地支持服務器端渲染、水化和流式傳輸。

對於任何想要嘗試Solid的人來說,Solid網站上有一個優秀的入門教程,我們可以在Solid playground中試驗代碼。

結論

在本文中,我們介紹了信號的概念以及它們在Solid和Angular中的使用方法。我們還研究了它們如何幫助Solid在無需虛擬DOM的情況下對DOM進行細粒度的更新。許多框架現在都採用了信號範例,因此它們絕對是我們應該掌握的技巧!

關於JavaScript中信號的常見問題解答(FAQ)

JavaScript中的信號與傳統的事件處理有何主要區別?

JavaScript中的傳統事件處理涉及將事件偵聽器附加到DOM元素並響應用戶交互或系統事件。但是,這種方法在大型應用程序中可能會變得複雜且難以管理。另一方面,信號為響應性提供了更細粒度的方法。它們允許您創建獨立的反應行為單元,這些單元可以組合在一起以創建複雜的交互。與事件偵聽器不同,信號不與任何特定的DOM元素或事件類型綁定,這使得它們更靈活,並且更容易在應用程序的不同部分重複使用。

JavaScript中信號的性能與其他反應性模型相比如何?

信號的設計目的是高效且高性能。它們使用基於拉取的反應性模型,這意味著它們只在需要時計算其值。這可以導致在具有復雜反應行為的應用程序中顯著提高性能,因為可以避免不必要的計算。但是,確切的性能差異將取決於具體的用例以及反應性模型的優化程度。

信號可以與其他JavaScript框架(如React或Vue)一起使用嗎?

是的,信號可以與其他JavaScript框架(如React或Vue)一起使用。它們可以集成到這些框架的反應性系統中,以提供對反應行為的額外靈活性和控制。但是,需要注意的是,每個框架都有自己處理反應性的方式,因此您需要了解信號如何融入該模型。

如何調試使用信號的JavaScript應用程序?

調試使用信號的JavaScript應用程序可能與調試傳統的事件驅動應用程序略有不同。由於信號不與特定的事件或DOM元素綁定,因此您需要跟踪數據在信號及其依賴項中的流動。 Chrome DevTools等工具對此很有幫助,因為它們允許您逐步執行代碼並在每一步檢查信號的狀態。

使用JavaScript中的信號有哪些限製或缺點?

雖然信號提供了許多好處,但它們也有一些局限性。一個潛在的缺點是它們可能會使您的代碼更複雜,更難以理解,特別是對於不熟悉反應性概念的開發人員而言。此外,由於信號是JavaScript中相對較新的概念,與更成熟的模式和框架相比,可用的資源和社區支持可能更少。

如何測試使用信號的JavaScript應用程序?

可以使用與任何其他JavaScript應用程序相同的技術來測試使用信號的JavaScript應用程序。您可以使用單元測試來測試單個信號及其行為,並使用集成測試來測試信號如何相互交互以及與應用程序的其他部分交互。 Jest或Mocha等工具可用於此目的。

信號可以在Node.js環境中使用嗎?

是的,信號可以在Node.js環境中使用。它們不與瀏覽器或DOM綁定,因此可以在任何JavaScript環境中使用。這使得它們成為在服務器端應用程序中構建反應行為的強大工具。

如何處理使用信號的JavaScript應用程序中的錯誤?

處理使用信號的JavaScript應用程序中的錯誤的方法與任何其他JavaScript應用程序類似。您可以使用try/catch塊來捕獲錯誤並適當地處理它們。此外,您可以使用錯誤信號來通過信號圖傳播錯誤並在集中式方式處理它們。

信號可以用來構建實時應用程序嗎?

是的,信號可以用來構建實時應用程序。它們提供了一種強大的方法來管理和響應實時數據更新,這使得它們成為聊天應用程序、實時儀表板和多人遊戲等應用程序的絕佳選擇。

如何優化使用信號的JavaScript應用程序的性能?

優化使用信號的JavaScript應用程序的性能涉及仔細管理信號依賴項並避免不必要的計算。您可以使用Chrome DevTools等工具來分析您的應用程序並識別性能瓶頸。此外,您可以使用記憶化和延遲評估等技術來提高信號的性能。

以上是信號:JavaScript框架的細粒反應性的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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