JavaScript内核与高级编程之:`SolidJS`的`Signal`:其与`Vue`响应式系统的根本区别。

各位观众老爷们,大家好!今天咱们来聊聊前端界里两颗冉冉升起的新星:SolidJSSignalVue 的响应式系统。它们都致力于解决同一个问题:如何让数据变化驱动视图更新,但实现方式却大相径庭。今天我们就扒一扒它们之间的爱恨情仇,看看它们的核心区别到底在哪儿。

咱们先打个招呼,就说“嘿,世界!”

console.log("嘿,世界!");

好,世界已经收到信号了,咱们开始今天的讲座。

第一部分:开胃小菜——响应式编程的必要性

在进入正题之前,咱们先简单聊聊为啥需要响应式编程。想象一下,没有响应式系统,你想更新页面上的一个数字,需要手动找到对应的 DOM 元素,修改其文本内容。如果这个数字在多个地方显示,你还得一个个去改。这简直就是体力活!

响应式编程就像一个尽职尽责的管家,你只需要告诉它:“这个数据很重要,任何对它的修改都要通知我”,然后管家就会自动帮你更新页面上所有依赖这个数据的地方。是不是很省心?

第二部分:Vue 的响应式系统:基于 Proxy 的依赖追踪

Vue 的响应式系统,核心在于 Proxy 和依赖追踪。

  • Proxy:数据劫持的利器

    Proxy 是 ES6 提供的一个强大的 API,它可以拦截对对象的各种操作,包括读取、设置、删除属性等等。Vue 正是利用 Proxy 来劫持数据的读取和修改。

    简单来说,Proxy 就像一个拦截器,所有对数据的操作都要经过它。

    const data = {
        count: 0
    };
    
    const handler = {
        get(target, property, receiver) {
            console.log(`读取了属性 ${property}`);
            return Reflect.get(target, property, receiver);
        },
        set(target, property, value, receiver) {
            console.log(`设置了属性 ${property},新值为 ${value}`);
            return Reflect.set(target, property, value, receiver);
        }
    };
    
    const proxyData = new Proxy(data, handler);
    
    console.log(proxyData.count); // 输出:读取了属性 count n 0
    proxyData.count = 1; // 输出:设置了属性 count,新值为 1
  • 依赖追踪:记录谁在使用数据

    当组件渲染或者计算属性求值时,Vue 会记录下哪些数据被使用了。这个过程就叫做依赖追踪。Vue 会维护一个依赖关系图,记录每个数据被哪些组件或者计算属性依赖。

    当数据发生变化时,Vue 会遍历依赖关系图,找到所有依赖这个数据的组件或者计算属性,然后通知它们更新。

    简化版的依赖追踪代码:

    let activeEffect = null; // 当前激活的 effect
    
    function effect(fn) {
        activeEffect = fn;
        fn(); // 立即执行一次,触发依赖收集
        activeEffect = null;
    }
    
    const targetMap = new WeakMap(); // 用于存储依赖关系
    
    function track(target, property) {
        if (activeEffect) {
            let depsMap = targetMap.get(target);
            if (!depsMap) {
                depsMap = new Map();
                targetMap.set(target, depsMap);
            }
            let deps = depsMap.get(property);
            if (!deps) {
                deps = new Set();
                depsMap.set(property, deps);
            }
            deps.add(activeEffect);
        }
    }
    
    function trigger(target, property) {
        const depsMap = targetMap.get(target);
        if (!depsMap) {
            return;
        }
        const deps = depsMap.get(property);
        if (deps) {
            deps.forEach(effect => effect());
        }
    }
    
    // 模拟响应式数据
    const data = {
        count: 0
    };
    
    const reactiveData = new Proxy(data, {
        get(target, property, receiver) {
            track(target, property); // 追踪依赖
            return Reflect.get(target, property, receiver);
        },
        set(target, property, value, receiver) {
            Reflect.set(target, property, value, receiver);
            trigger(target, property); // 触发更新
            return true;
        }
    });
    
    // 使用
    effect(() => {
        console.log(`Count is: ${reactiveData.count}`);
    });
    
    reactiveData.count = 1; // 输出:Count is: 1

    在这个例子中,effect 函数用于注册一个 effect,当 reactiveData.count 被读取时,track 函数会记录下这个 effect。当 reactiveData.count 被修改时,trigger 函数会触发所有依赖这个属性的 effect。

  • Vue 响应式系统的特点:粗粒度更新

    Vue 的响应式系统是粗粒度的。这意味着当数据发生变化时,Vue 会通知整个组件进行更新。即使只有组件中的一小部分依赖这个数据,整个组件也会重新渲染。

    这种方式的优点是实现简单,易于理解。缺点是性能开销较大,特别是对于大型组件,频繁的重新渲染会影响性能。

第三部分:SolidJSSignal:基于订阅的细粒度更新

SolidJS 另辟蹊径,采用了 Signal 来实现响应式系统。

  • Signal:一个可观察的值

    Signal 本质上就是一个包含值的对象,并且提供了一些方法来读取和修改这个值,以及订阅这个值的变化。

    import { createSignal } from 'solid-js';
    
    const [count, setCount] = createSignal(0);
    
    console.log(count()); // 输出:0
    setCount(1);
    console.log(count()); // 输出:1
    
    setCount(prev => prev + 1); // 使用函数更新
    console.log(count()); // 输出:2

    createSignal 函数会返回一个包含两个函数的元组:

    • count:用于读取 Signal 的值。
    • setCount:用于修改 Signal 的值。
  • 订阅:追踪谁在使用 Signal

    当组件渲染或者计算属性求值时,如果读取了 Signal 的值,SolidJS 会自动建立一个订阅关系。这意味着这个组件或者计算属性订阅了这个 Signal 的变化。

    Signal 的值发生变化时,SolidJS 会直接通知所有订阅者进行更新。

    简化版的 Signal 实现:

    let currentObserver = null; // 当前的观察者
    
    class Signal {
        constructor(value) {
            this._value = value;
            this.observers = new Set();
        }
    
        get value() {
            if (currentObserver) {
                this.observers.add(currentObserver);
            }
            return this._value;
        }
    
        set value(newValue) {
            if (newValue !== this._value) {
                this._value = newValue;
                this.notify();
            }
        }
    
        notify() {
            this.observers.forEach(observer => observer());
        }
    }
    
    function createEffect(fn) {
        currentObserver = fn;
        fn(); // 立即执行一次,触发订阅
        currentObserver = null;
    }
    
    // 使用
    const countSignal = new Signal(0);
    
    createEffect(() => {
        console.log(`Count is: ${countSignal.value}`);
    });
    
    countSignal.value = 1; // 输出:Count is: 1

    在这个例子中,createEffect 函数用于注册一个 effect,当 countSignal.value 被读取时,会把当前的 effect 添加到 countSignal 的观察者集合中。当 countSignal.value 被修改时,会通知所有观察者执行。

  • SolidJSSignal 的特点:细粒度更新

    SolidJS 的响应式系统是细粒度的。这意味着当 Signal 的值发生变化时,只有真正依赖这个 Signal 的组件或者计算属性才会更新。

    这种方式的优点是性能开销较小,避免了不必要的重新渲染。缺点是实现相对复杂,需要更精细的依赖追踪。

第四部分:SignalProxy 的根本区别:

特性 Vue (基于 Proxy) SolidJS (基于 Signal)
响应粒度 粗粒度 细粒度
更新方式 组件级别更新 单独的表达式更新
依赖追踪 运行时 编译时和运行时
性能 相对较低 相对较高
实现复杂度 较低 较高
适用场景 中小型应用 大型、高性能应用

我们可以从几个方面来比较 SignalProxy 的根本区别:

  1. 响应粒度:

    • Vue 基于 Proxy,拦截的是整个对象的操作,当对象中的任何属性发生变化时,都会触发组件的重新渲染。
    • SolidJS 基于 Signal,每个 Signal 代表一个独立的响应式状态,只有读取了该 Signal 的组件才会订阅它的变化,当 Signal 的值发生变化时,只会更新订阅了该 Signal 的组件,从而实现了更细粒度的更新。
  2. 更新方式:

    • Vue 的更新方式是组件级别的,当数据发生变化时,会触发整个组件的重新渲染。
    • SolidJS 的更新方式是表达式级别的,当 Signal 的值发生变化时,只会更新依赖该 Signal 的表达式,而不会触发整个组件的重新渲染。
  3. 依赖追踪:

    • Vue 的依赖追踪是在运行时进行的,当组件渲染时,会记录下哪些数据被使用了。
    • SolidJS 的依赖追踪是在编译时和运行时进行的,编译时会生成一些优化代码,运行时会根据 Signal 的订阅关系进行更新。
  4. 性能:

    • Vue 的性能相对较低,因为它是粗粒度更新,可能会触发不必要的重新渲染。
    • SolidJS 的性能相对较高,因为它是细粒度更新,只会更新真正需要更新的部分。
  5. 实现复杂度:

    • Vue 的实现相对简单,易于理解。
    • SolidJS 的实现相对复杂,需要更精细的依赖追踪和编译优化。

举个栗子:

假设我们有一个组件,显示一个计数器和一个消息:

// Vue 组件
<template>
  <div>
    <p>Count: {{ count }}</p>
    <p>Message: {{ message }}</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const count = ref(0);
    const message = ref('Hello Vue!');

    const increment = () => {
      count.value++;
    };

    return {
      count,
      message,
      increment
    };
  }
};
</script>

// SolidJS 组件
import { createSignal } from 'solid-js';

function MyComponent() {
  const [count, setCount] = createSignal(0);
  const [message, setMessage] = createSignal('Hello Solid!');

  const increment = () => {
    setCount(c => c + 1);
  };

  return (
    <>
      <p>Count: {count()}</p>
      <p>Message: {message()}</p>
    </>
  );
}

Vue 中,当我们点击按钮增加 count 的值时,整个组件都会重新渲染,包括 message 部分。

SolidJS 中,当我们点击按钮增加 count 的值时,只有 count 部分会更新,message 部分不会受到影响。

总结:

VueSolidJS 都提供了响应式系统,但它们的实现方式和性能特点有所不同。Vue 基于 Proxy,实现简单,易于理解,适用于中小型应用。SolidJS 基于 Signal,性能更高,适用于大型、高性能应用。

简单来说,Vue 就像一个大扫除,每次有东西脏了,就把整个房子都打扫一遍。SolidJS 就像一个精准清洁工,只清理脏了的地方,其他地方保持原样。

第五部分:选择哪个?

那么,我们应该选择哪个呢?这取决于你的项目需求。

  • 如果你的项目规模较小,对性能要求不高,Vue 是一个不错的选择。 它的学习曲线平缓,生态系统完善,可以快速上手。
  • 如果你的项目规模较大,对性能要求较高,SolidJS 可能更适合你。 它提供了更细粒度的更新,可以最大程度地减少不必要的重新渲染。

当然,最终的选择还是要根据你的具体情况来决定。可以尝试一下两个框架,看看哪个更符合你的口味。

最后:

希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 SolidJSSignalVue 的响应式系统。记住,没有最好的框架,只有最适合你的框架。

感谢大家的观看,下次再见!

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