Angular Signals：状态管理的未来

Angular 一直是构建复杂 Web 应用程序的强大框架。然而，高效且有效地管理状态常常带来挑战。随着 Signals 的引入，Angular 正在朝着一种更精简、更高效的反应方法迈出重要一步。本综合指南探讨了 Angular Signals 是什么、它们如何工作，以及为什么它们代表了 Angular 中状态管理的未来。

什么是 Angular Signals？

从根本上说，Angular Signals 是一个细粒度的反应系统。与 Angular 中传统的变更检测机制（通常基于广泛的组件级别变更触发重新渲染）不同，Signals 允许精确跟踪和更新单个数据点。本质上，Signal 是一个围绕值的包装器，当该值发生变化时，它会通知感兴趣的消费者。这可以带来更有效的更新和更高的性能，尤其是在大型和复杂的应用程序中。

将 Signals 视为智能变量，它们仅在底层值发生变化时自动触发更新。这与传统的 Angular 变更检测策略有很大不同，传统的策略可能会触发一系列级联更新，即使只需要刷新 UI 的一小部分。

Angular Signals 的关键概念

要理解 Signals 的工作原理，掌握几个关键概念非常重要：

Signal： Signal 包含一个可以读取和写入的值。当值更改时，任何相关的计算或影响都会自动收到通知。
Writable Signal： 一种允许读取和写入底层值的 Signal。这是用于管理应用程序状态的最常见的 Signal 类型。
Computed Signal： 其值由一个或多个其他 Signals 派生的 Signal。当任何源 Signals 更改时，Computed Signal 将自动重新评估。这是一种用于派生和管理派生状态的强大机制。
Effect： 只要一个或多个 Signals 更改，就会运行的副作用。Effects 通常用于执行更新 DOM、进行 API 调用或记录数据等操作。
Injector Context： Signals 和 effects 需要一个 injector context 才能创建。这可以由组件、服务或任何其他可注入提供。

使用 Angular Signals 的好处

Angular Signals 提供了几个关键的好处，使它们成为状态管理的引人注目的选择：

1. 提高性能

Signals 启用细粒度的反应性，这意味着仅更新依赖于已更改 Signal 的 UI 部分。这大大减少了不必要的重新渲染并提高了整体应用程序性能。想象一个具有多个小部件的复杂仪表板。使用 Signals，更新一个小部件不会触发整个仪表板的重新渲染，而只会触发需要更新的特定小部件的重新渲染。

2. 简化状态管理

与 RxJS Observables 等传统方法相比，Signals 提供了一种更直接、更直观的方式来管理状态。Signals 的反应特性使开发人员可以更轻松地推断状态变化并编写更可预测的代码。这减少了样板代码，并使代码库更容易维护。

3. 增强调试

Signals 的显式特性使跟踪数据流并了解状态更改如何通过应用程序传播变得更容易。这可以大大简化调试并帮助更快地识别性能瓶颈。

4. 减少样板代码

Signals 消除了与传统反应式编程模式相关的大部分样板代码。这会产生更简洁、更简洁的代码，更易于阅读和维护。

5. 与 Angular 无缝集成

Signals 旨在与 Angular 框架无缝集成。它们与现有的 Angular 功能和模式配合良好，使其易于在现有应用程序中采用它们。您无需重写整个应用程序即可开始受益于 Signals；您可以根据需要逐步引入它们。

如何使用 Angular Signals：实用示例

让我们看一些在您的应用程序中使用 Angular Signals 的实用示例。

示例 1：一个简单的计数器

此示例演示了如何使用 Signals 创建一个简单的计数器。


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

@Component({
  selector: 'app-counter',
  template: `
    <p>Count: {{ count() }}</p>
    <button (click)="increment()">Increment</button>
  `,
})
export class CounterComponent {
  count = signal(0);

  increment() {
    this.count.update(value => value + 1);
  }
}

在此示例中，count 是一个 Signal，它包含当前的计数器值。increment() 方法使用 update() 方法更新该值。模板使用 count() 访问器显示当前值，该访问器会自动跟踪 Signal 并在值更改时更新 UI。

示例 2：用于派生状态的 Computed Signal

此示例演示了如何创建一个 Computed Signal，该 Signal 从另一个 Signal 派生其值。


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

@Component({
  selector: 'app-greeting',
  template: `
    <p>Greeting: {{ greeting() }}</p>
    <input type="text" [(ngModel)]="name">
  `,
})
export class GreetingComponent {
  name = '';
  nameSignal = signal(this.name);

  greeting = computed(() => `Hello, ${this.nameSignal()}!`);

  ngDoCheck() {
    if (this.nameSignal() !== this.name) {
      this.nameSignal.set(this.name);
    }
  }
}

在此示例中，nameSignal 包含用户输入的名称。greeting Signal 是一个 Computed Signal，它从 nameSignal 派生其值。每当 nameSignal 更改时，greeting Signal 就会自动重新评估，并且 UI 也会相应地更新。

示例 3：使用 Effects 进行副作用

此示例演示了如何使用 Effects 在 Signal 更改时执行副作用。


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

@Component({
  selector: 'app-logger',
  template: `
    <p>Value: {{ value() }}</p>
    <button (click)="increment()">Increment</button>
  `,
})
export class LoggerComponent {
  value = signal(0);

  constructor() {
    effect(() => {
      console.log(`Value changed: ${this.value()}`);
    });
  }

  increment() {
    this.value.update(v => v + 1);
  }
}

在此示例中，effect() 函数用于在 value Signal 更改时记录其值。这是一个简单的示例，但 Effects 可用于执行更复杂的副作用，例如进行 API 调用或更新 DOM。

Signals vs. Observables：主要区别

虽然 Signals 和 Observables 都是反应式编程构造，但它们之间存在一些关键区别：

粒度： Signals 提供细粒度的反应性，而 Observables 通常在更高级别运行。
变更检测： Signals 直接与 Angular 的变更检测系统集成，而 Observables 通常需要手动变更检测触发器。
复杂性： Signals 通常比 Observables 更易于使用和理解，尤其是在基本状态管理任务中。
性能： Signals 可以在需要细粒度反应性的情况下提供更好的性能。
用例： Observables 仍然是处理异步操作和复杂数据流的强大工具，而 Signals 更适合管理组件内的同步状态。

在许多情况下，Signals 和 Observables 可以一起使用以构建强大且高效的应用程序。例如，您可以使用 Observables 从 API 获取数据，然后使用 Signals 管理该数据在组件中的状态。

在您的项目中采用 Angular Signals

迁移到 Angular Signals 可能是一个渐进的过程。以下是推荐的方法：

从小处着手： 开始在新组件或功能中引入 Signals。
重构现有代码： 酌情逐步重构现有组件以使用 Signals。
一起使用 Signals 和 Observables： 不要觉得您必须完全放弃 Observables。在它们有意义的地方使用它们，并使用 Signals 管理同步状态。
考虑性能： 评估使用 Signals 的性能影响并相应地调整您的代码。

使用 Angular Signals 的最佳实践

为了充分利用 Angular Signals，请遵循以下最佳实践：

使用 Signals 进行本地组件状态： Signals 最适合管理单个组件内的状态。
避免过度使用 Effects： 应谨慎使用 Effects，因为它们会使推断数据流变得困难。
保持 Computed Signals 简单： 复杂的 Computed Signals 会影响性能。
测试您的 Signals： 编写单元测试以确保您的 Signals 正常工作。
考虑不可变性： 虽然 Signals 本身是可变的，但请考虑使用不可变数据结构来简化状态管理并提高性能。

Angular 中状态管理的未来

Angular Signals 代表了 Angular 中状态管理发展的重要一步。通过提供一种更细粒度和更有效的方法来实现反应性，Signals 有可能显着提高 Angular 应用程序的性能和可维护性。随着 Angular 社区继续拥抱 Signals，我们可以期待看到更多创新用途和最佳实践的出现。向 Signals 的转变突显了 Angular 致力于保持在 Web 开发的最前沿，并为开发人员提供构建面向全球用户的现代、高性能应用程序所需的工具。

结论

Angular Signals 是一个强大的新工具，用于管理 Angular 应用程序中的状态。通过理解本指南中概述的关键概念和最佳实践，您可以利用 Signals 来构建更高效、更可维护和更具可扩展性的应用程序。拥抱 Angular 中状态管理的未来，并开始探索 Signals 提供的可能性。