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最近，”Signals”成为了前端备受关注的话题。很多国外的大佬都发文表示Signals是前端框架的未来。同时，尤大也在Vue官网上添加了”Connection to Signals”部分。此外，包括Solid、Angular、Preact、Qwik和Vue等多个前端框架都已经开始实现Signals。

作为一名FE，如果你和我之前一样还不是很了解Signals，那么这篇文章或许可以帮助你更好地了解一下这个技术。本文将介绍Signals的历史、概念和优势。

一、发展历史

自从声明式JavaScript框架问世以来，Signals机制一直存在。随着时间的推移，它采用了许多不同的名称，经历了多年的流行和消失。

在声明式JavaScript框架中，组件是声明其输出的单元，可以被动态地渲染和组合。这种方式的优点是，它允许开发人员集中精力于组件的输出，而无需担心组件如何被渲染和更新。这种抽象方式也使得组件更容易被复用，并且更容易理解和测试。

然而，这种抽象也带来了一些挑战。其中一个挑战是组件之间如何通信和共享状态。这些问题可能导致代码变得笨重，难以维护，并且在复杂的应用程序中容易出现混乱。因此，开发人员需要一种更灵活、更强大的通信机制来解决这些问题。

在这种情况下，Signals机制成为了一个有用的解决方案。Signals机制允许组件在不直接引用其他组件的情况下通信，并且能够更灵活地传递消息和状态。这些机制可以是事件、回调、Promise或其他异步机制。它们可以被用来处理各种不同的场景，例如用户交互、网络请求和状态更改等。

Signals机制还具有许多其他优点。它们可以提高应用程序的可维护性和可扩展性，并且可以帮助开发人员更好地理解和调试代码。此外，由于Signals机制允许组件之间松散耦合，因此它们也有助于提高代码的可重用性。

1.1 早期实现

有时令人惊讶的是，多个团队几乎在同一时间达成了相似的解决方案。声明式JavaScript框架的开端有三个版本：Knockout.js（2010年7月），Backbone.js（2010年10月）和Angular.js（2010年10月)。

Angular的脏检查，Backbone的模型驱动的重渲染，以及Knockout的细粒度更新。每一个都略有不同，但最终都将成为我们今天管理状态和更新DOM的基础。

1.2 数据绑定

Angular.js里面常用的模式叫作数据绑定。数据绑定是将部分状态（state）附加到视图树（view tree）某个特定部分的一个方法。可以做到的一个强大的事情是使其成为双向的。因此，我们可以让状态更新 DOM，反过来，DOM 事件自动更新状态，所有这些都是以一种简单的声明方式进行的。但是如果滥用也会出现问题，在 Angular 中，如果不知道有什么变化，就会对整个树进行肮脏的检查，向上传播可能会导致它发生多次。

1.3 Mobx

之后就是react的时代，react对状态管理没有太多的限制。MobX就是这种解决方案。它强调一致性和无障碍传播。也就是说，对于任何给定的变化，系统的每一部分都只运行一次，而且是以适当的顺序同步运行。

它通过将先前方案中典型的基于 push 的响应式换成 push-pull 混合系统来做到这一点。变化的通知被推送出去，但派生状态的执行被推迟到读取它的地方。

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1.4 Vue

Vue(2014) 也为今天的发展提供了巨大的贡献。除了在优化一致性方面与 MobX 保持一致外，Vue从一开始就将「细粒度」的响应性作为其核心。

虽然 Vue 与 React 共享虚拟 DOM 的使用，但响应性是一流的，这意味着它首先作为一种内部机制与框架一起开发，以支持其 Options API，并在过去几年中，成为 Composition API 的核心 （2020）。

Vue 通过调度任务，将 pull / push 机制向前推进了一步。默认情况下，Vue 的修改不会立马被执行，而是要等到下一个微任务才会执行。

然而，这种调度也可以用来做一些其他的事情，比如 keep-alive，以及 Suspense。甚至像并发渲染这样的事情也可以用这种方法来实现，真正展示了如何获得基于 pull 和 push 的两种方法的最佳效果。

二、为什么是Signals

Signals 的独特之处在于状态更改会以最有效的方式来自动更新组件和 UI。Signals 基于自动状态绑定和依赖跟踪提供了出色的工效，并具有针对虚拟 DOM 优化的独特实现。

2.1 状态管理的困境

随着应用越来越复杂，项目中的组件也会越来越多，需要管理的状态也越来越多。

为了实现组件状态共享，一般需要将状态提升到组件的共同的祖先组件里面，通过 props 往下传递，带来的问题就是更新时会导致所有子组件跟着更新，需要配合 memo 和 useMemo 来优化性能。

虽然这听起来还挺合理，但随着项目代码的增加，我们很难确定这些优化应该放到哪里。

即使添加了 memoization，也常常因为依赖值不稳定变得无效，由于 Hooks 没有可以用于分析的显式依赖关系树，所以也没法使用工具来找到原因。

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另一种解决方案就是放到 Context 上面，子组件作为消费者自行通过 useContext 来获取需要的状态。

但是有一个问题，只有传给 Provider 的值才能被更新，而且只能作为一个整体来更新，无法做到细粒度的更新。

为了处理这个问题，只能将 Context 进行拆分，业务逻辑又不可避免地会依赖多个 Context，这样就会出现 Context 套娃现象。

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2.2 通向未来的 Signals

Signal 的核心是一个通过.value属性 来保存值的对象。它有一个重要特征，那就是 Signal 对象的值可以改变，但 Signal 本身始终保持不变。

import { signal } from "@preact/signals"; const count = signal(0); // Read a signal’s value by accessing .value: console.log(count.value); // 0 // Update a signal’s value: count.value += 1; // The signal's value has changed: console.log(count.value); // 1 

在 Preact 中，当 Signal 作为 props 或 context 向下传递时，传递的是对 Signal 的引用。这样就可以在不重新渲染组件的情况下更新 Signal，因为传给组件的是 Signal 对象而不是它的值。

这让我们可以跳过所有昂贵的渲染工作，立即跳到任意访问 signal.value 属性的组件。

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Signals 具有第二个重要特征，即它们会跟踪其值何时被访问以及何时被更新。在 Preact 中，当 Signal 的值发生变化时，从组件内访问 Signal 的属性会自动重新渲染组件。

通过Preact的使用，我们可以总结Signals 几点特点：1、感觉上像是使用原始数据结构 2、能根据值的变化自动更新 3、直接更新 DOM （换句话来说无 VDOM） 4、没有依赖数组

三、在SolidJS中的使用

const Greeting = (props) => ( <>Hi <span>{props.name}</span></> ); const App(() => { const [visible, setVisible] = createSignal(false), [name, setName] = createSignal("Josephine"); return ( <div onClick={() => setName("Geraldine")}>{ visible() && <Greeting name={ name } /> }</div> ); }); render(App, document.body); 

可以看到 SolidJS 响应式也是Signal 作为基础，createSignal 既可以用于组件内，也可以用于组件外，这个跟 Preact 中类似。一方面可以将 Signal 作为组件的 local state，也可以定义为 global State。与前面类似，SolidJS 中也有以下相似点：

• 响应式细粒度更新
• 无需定义 dependencies
• 惰性取值

SolidJS 与 Mobx 和 Vue 的响应式非常相似，但是不会处理 VDOM，而是直接更新 DOM。

四、手动实现一个

响应式状态管理三要素，Signals、Reactions、Derivations

// context 包含Reactions中的执行方法和Signal依赖 const context = []; const createSignal = (value) => { const subscriptions = new Set(); const readFn = () => { const running = context.pop(); if (running) { subscriptions.add({ execute: running.execute }); running.deps.add(subscriptions); } return value; }; const writeFn = (newValue) => { value = newValue; for (const sub of [...subscriptions]) { sub.execute(); } }; return [readFn, writeFn]; }; const createEffect = (fn) => { const execute = () => { running.deps.clear(); context.push(running); try { fn(); } finally { context.pop(running); } }; const running = { execute, deps: new Set() }; execute(); }; const createMemo = (fn) => { const [memo, setMemo] = createSignal(); createEffect(() => setMemo(fn())); return memo; }; const [name, setName] = createSignal("a"); const fullName = createMemo(() => { return "c-" + name(); }); createEffect(() => console.log(name(), fullName())); setName("b"); 

Signals是一个基础的数据更新与读取，Reactions 是可以追踪订阅到 Signals 的变化，所以在 Reactions 函数里设置 Derivations 的值。

五、最后

本文是学习Signals的一些记录。希望能通过介绍响应式状态管理的一些历史和理念，让你对状态管理有全面的认识，如果感觉本文介绍的不够详细，可以阅读下面的引用原文。

六、引用

1. https://dev.to/this-is-learning/the-evolution-of-signals-in-javascript-8ob
2. https://dev.to/this-is-learning/react-vs-signals-10-years-later-3k71
3. https://mp.weixin..com/s/Tn0rbkCdFw4f-3ihKUEYQA
4. https://indepth.dev/posts/1289/solidjs-reactivity-to-rendering
5. https://preactjs.com/guide/v10/signals/
6. https://preactjs.com/blog/introducing-signals

作者:陈金鑫

来源:微信公众号:大转转FE

出处:https://mp.weixin..com/s/djJrsXSWKFxZJmq-Hv0xNA