关于前端:你踩过-react-生态的-signal-坑吗且看-helux-如何应对

前言

helux 是一个集atom、signal、依赖追踪为一体，反对细粒度响应式更新的状态引擎，兼容所有类 react 库，包含 react18。

本文将重点介绍react生态里各方signal的具体实现，并探讨背地暗藏的坑导致的可用性问题，同时也会给出helux中signal实现的劣势，并教会你应用signal 写出0 hook的react 状态组件。

signal 热潮

signal在2023 年掀起了一股热潮，其实诸多框架很早就开始为其布局，Vue、Solid.js、Preact、Svelte 都在不同时的引入了signal，某种程度来说 vue 甚至能够算是 signal 的鼻祖，Angular作者发文Signal是前端框架的将来后，在2023年末的Angular 17里引入了signal实现，可见大家对signal是如许的渴望。

咱们察看如下Angular的signal代码示例

import { signal, computed, effect } from '@angular/core';

export class SignalExample {
  count = signal(1);

  // Get (Same in Template || Typescript)
  getCount = () => this.count();

  // Setters
  reset = () => this.count.set(1);
  increment = () => this.count.update((c) => c + 1);

  // Computed
  doubled = computed(() => this.count() * 2);

  // Effects
  logCount = effect(() => console.log(this.doubled()));
}

发现放弃了signal里通用概念，即状态、批改、派生、副作用都存在，大家能很快上手，只是细节实现不一样，例如angular这里的批改基于set、update，获取通过get函数。

接下来咱们将只针对react生态里的signal揭示可能存在的应用问题。

不知angular、svelte、solid是否存在如下问题，欢送浏览本文的读者提出对应观点或给出示例。

signal 实质

为何前端对signal朝思暮想，究其原因就是它可让视图的数据依赖可锁定到最小范畴，以便实现点对点更新，即dom粒度的更新

既然要感知到视图的数据依赖，那么就存在依赖收集前置行为，而不是依赖比拟后置行为。

上图里的浅灰色局部的compare deps即react.memo的比拟函数

react.memo(Comp, ( prevProps, currProps )=> boolean)

红色局部的compare deps即当初signal里读取行为产生的值比拟（读取行为让框架感知到了以后视图的依赖，下一刻能够用来做比拟）

// 相似 solid 的设计
const [ val, setVal ] = createSignal(someVal);

// 视图调用 val()
<div>{val()}</div>

所以咱们可将signal看做是一种反对依赖收集的包装数据，数据的读依赖能够和各种副作用绑定起来（例如render函数，派生函数，察看函数等），写行为则是找到这些副作用函数再去执行一遍。

哎喂？这不就是mobx或者vue始终都在做的事么，换了个名词signal再来一遍…..

react 里的 signal 三方实现

既然signal这么美妙，为什么react不原生反对，这也是很多人质问的点，react外围团队的 Andrew Clark对此做了回答

咱们可能会在 React 中增加一个相似 Signals 的基元，但我并不认为这是一个编写 UI 代码的好办法。它对性能来说是很好的。但我更喜爱 React 的模式，在这种模式下，你每次都会伪装从新创立所有的内容。咱们的打算是应用一个编译器来实现与之相当的性能

这外面还存在一个问题就是react外部承受的不可变数据，以便做高效的diff比拟，而signal强调的数据数据可变，以便准确晓得变动的细节，但其实这不是妨碍在react里实现signal的外围因素，因为咱们只须要在可变mutable和不可变immutable之间搭一个桥梁，基于mutable库改写数据，生成快照数据喂给react就解决此问题了。

但react放弃克服只做本人外围的局部，是社区生态弱小的重要起因，所以很多三方库开始为react带来signal体验，这里咱们重点列举mobx-react和@preact/signals-react两个库，来看看他们存在的问题。

mobx-react

留神，如果你认可下面总结的signal实质的话，mobx-react也算是一种signal的实现

是不是很意外，原来很早很早react生态里就有了 signal 实现，只是过后大家还没吹热 signal 这个概念。

mobx-react和现有signal库的差别点在于，在函数组件大行其道的当下，任然须要显式地突出察看节点，即包装一般组件为可察看组件，再配合钩子函数能力感知变动

import { makeAutoObservable } from "mobx"
import { observer, useObservable } from "mobx-react-lite"

// 定义 store
class Store {
  count = 0

  constructor() {
    makeAutoObservable(this);
  }
  
  add(){
    this.count += 1
  },
}

// 实例化 store
const mySotre = new Store();

const App = observer(() => {
  // 应用 store
  const store = useObservable(mySotre);
  return <button onClick={() => ++store.count}>{store.count}</button>
});

示例参考自mobx官网react集成

这种应用体验落后于其余不须要显式突出察看，api齐全走函数式格调的signal实现库。

preact/signals-react

preact 本身实现了 signal后，也公布了 @preact/signals-react 包来为react带来signal能力，然而当我认真体验后，惟一的感触是：这可能只适宜写hello world…..

咱们依照官网demo写进去一个简略的示例是这样的：

import { signal, computed } from "@preact/signals-react";

// 定义 signal
const count = signal(0);
// 派生 signal
const comput = computed(() => count.value * 5);
// 批改 signal
const increment = () => {
  count.value++;
};

export default function App() {
  return (
    <div className="App">
      <h1>Count -> {count}</h1>
      <h1>Commp -> {comput}</h1>
      <button onClick={increment}>Increment</button>
    </div>
  );
}

跑起来确实没问题，然而咱们的理论开发我的项目不可能是count这种简略构造数据，以及加和减这种逻辑。

坑1：没有可变批改

我略微把数据调简单一点，代码变为如下：

const user = signal({a:{b:1}, name: 'test'});
const comput = computed(() => user.v.a.b + 1);

const increment = () => {
    user.value.a.b++;
};

这样的代码就不能失常驱动视图从新渲染，所以我必须改为

user.value.a.b++;
+ user.value = { ...user.value };

坑2: 渲染粒度是信号自身

signals-react的渲染粒度是信号自身，即信号本身扭转后，任何援用信号的组件都会被重写渲染，对于简单对象也是一样的后果，就导致可能只改了对象的局部数据节点A，而只应用了局部数据节点B的组件也会被重渲染。

代码如下，每个组件能够蕴含了一个 <h3>{Date.now()}</h3>，如果变动了示意以后组件被触发重渲染了

示例代码见App3.tsx文件

import { signal } from "@preact/signals-react";

const person = signal({
  firstName: "John",
  lastName: "Doe",
});

function FirstName() {
  return (
    <div>
      <h1>firstName: {person.value.firstName}</h1>
      <h3>{Date.now()}</h3>
    </div>
  );
}

function LastName() {
  return (
    <div>
      <h1>lastName: {person.value.lastName}</h1>
      <h3>{Date.now()}</h3>
    </div>
  );
}

const change = (e) => {
  person.value.firstName = e.target.value;
  person.value = { ...person.value };
};

export default function App() {
  return (
    <div className="App">
      <FirstName />
      <LastName />
      <input onInput={change} />
    </div>
  );
}

输出input，渲染后果如下，咱们只批改了firstName，后果FirstName和LastName组件均触发重渲染

坑3: 蹩脚的细粒度更新开发体验

可是官网明明声称反对细粒度更新的啊，为什么坑2的示例触发了全副应用方渲染呢，通过仔细阅读官网，发现上述例子改为真正的细粒度渲染还须要进一步拆分signal，所以代码须要优化为signal套signal的模式

// signal 定义
const person = signal({
++  firstName: "John",
--  firstName: signal("John"),
++  lastName: "Doe",
--  lastName: signal("Doe"),
});

// 批改形式
-- const change = (e) => {
--  person.value.firstName = e.target.value;
--  person.value = { ...person.value };
--};
++ const change = (e) => {
++  person.value.firstName.value = e.target.value;
++};

// 组件应用
-- <p>{person.value.firstName}</p>
++ <p>{person.value.firstName.value}</p>

写完这样一段代码后，我的心田感触是这样的

如果咱们真的在我的项目铺开来这样应用signal的话，将陷入signal拆分的陆地里，以及漫天.value的暴雨中….

helux 带你进入真正的signal世界

helux引入signal设计时，明确了要实现以下几个指标，能力让signal在react真正可用、好用。

纯正的函数式

相比mobx-react应用class创立 store，helux彻底拥抱函数式，有更强的可组合性

import { atom, share, derive, watch, watchEffect } from 'helux';

// primitive atom
const [ numAtom, setNum ] = atom(1);
const result = derive(()=> numAtom.val + 1); // { val: 2 }
watch(()=> console.log(`numAtom changed`), ()=>[numAtom]);
// or
watchEffect(()=> console.log(`numAtom changed ${numAtom.val}`))
setNum(100); // 驱动 derive watch watchEffect

// object atom
const [ state, setState ] = share({a:1, b:2});
const result = derive(()=> state.a + 1);
watch(()=> console.log(`state.a changed`), ()=>[state.a]);
// or
watchEffect(()=> console.log(`state.a ${state.a}`))
setState(draft=>{draft.a=100}); // 驱动 derive watch watchEffect

足够简略的api

组件里应用 observer 配合 useObservable 能力驱动函数组件，只须要useAtom即可

function Demo1() {
  cosnt [ num ] = useAtom(numAtom); // 主动拆箱 { val: T }
  // or useAtom(state);
  return (
    <div>{num}</div>
  );
}

function Demo2() {
  const [ state ] = useAtom(state);
  return (
    <div>{state.a}</div>
  );
}

依赖是细粒度的，对象逐渐开展依赖就会逐渐放大

// 依赖仅仅是 state.a，只有 state.a 变动才会引起重渲染
<div>{state.a}</div>

如果不须要驱动这个组件从新渲染，只须要应用$符号包含即可，此时组件都不须要useAtom，实现 0 hook 编码。

import { $ } from 'helux';

function Demo(){
  // 仅div外部这一小块区域会重渲染
  <div>{$(state.a)}</div>
}

没有任何心智累赘的应用信号对象

咱们能够把对象构建得足够简单，也能够像应用原生json对象应用信号对象，不须要signal叠signal的诡异操作。

atom(()=>({
    a:1,
    b: {  .... }
    c : { e: { list: [ ... ] } }
}));

强悍的依赖追踪性能

基于limu的强悍性能，能够无所畏惧的跟踪到任意深度节点的依赖，helux默认对数组只跟踪到下标地位，下标里的对象属性持续开展后的依赖就不再收集，防止超大数组产生过多的跟踪，但如果你违心破费额定的内存空间收集所有子节点依赖，调整收集策略即可实现。

例如上面这个例子里，批改数组任意一个子节点的某个子属性，只会触发指标节点更新，甚至咱们齐全克隆了一份新的set回去也没有触发更新，因为helux外部在比拟新值和上一刻的快照是否相等，相等则跳过更新。

示例见list依赖，本链接里还蕴含了其余简略示例

import React from "react";
import { sharex } from "helux";
import { MarkUpdate, Entry } from "./comps";

const stateFn = () => ({
  list: [
    { name: "one1", age: 1 },
    { name: "one2", age: 2 },
    { name: "one3", age: 3 },
  ],
});
// stopArrDep=false，反对数组子项依赖收集
const { useState, reactive } = sharex(stateFn, { stopArrDep: false });

// 更新其中一个子项，触发更新
function updateListItem() {
  reactive.list[1].name = `${Date.now()}`;
}

// 新克隆一个更新回去，不触发更新，因为具体值没变
function updateAllListItem() {
  reactive.list = JSON.parse(JSON.stringify(reactive.list));
}

// 新克隆一个并批改其中一个，仅触发list[0]更新
function updateAllListItemAndChangeOne() {
  const list = JSON.parse(JSON.stringify(reactive.list));
  list[1].name = `${Date.now()}`;
  reactive.list = list;
}

const ListItem = React.memo(
  function (props: any) {
    // arrDep = false 数组本身依赖疏忽
    const [state, , info] = useState({ arrDep: false });
    return (
      <MarkUpdate info={info}>name: {state.list[props.idx].name}</MarkUpdate>
    );
  },
  () => true
);

function List() {
  const [state] = useState();
  return (
    <div>
      {state.list.map((item, idx) => (
        <ListItem key={idx} idx={idx} />
      ))}
    </div>
  );

更新成果如下，可察看色块的变动确定是否被更新

结语

其余框架的signal体验成果暂无验证，本文只针对react生态中的signal相干作品做比照，helux处处未体现signal，但当你应用atom创立进去共享转态时，处处都在收集读取行为产生的信号（derive，watch，useAtom）, 这些都是内置的，你只管像操作一般json一样操作携带信号性能的atom共享状态即可，这或者才是咱们再react世界里须要的面向开发者编码敌对，面向用户运行高效的signal实现。

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