写在前面
React 的痛: 在 React 中,一个 State 变了,组件就会重新执行(Re-render)。为了性能,我们不得不搞出 Fiber 架构,搞出时间切片,搞出
useMemo。这就好比:为了能在干草堆里找到一根针,React 发明了一台超级高科技的“干草堆翻找机”。Signal 的解: 细粒度响应式(Signal)的思路是:在扔针进去的时候,就给针系上一根绳子。要找针的时候,拉绳子就行了。
本篇我们将深入内核,手写一个迷你 Signal 系统,看清它的本质。
一、 宏观对决:VDOM vs. Fine-Grained (细粒度)
要理解 Signal,首先要理解它想革谁的命。
1.1 VDOM 的“地毯式搜索”
React 的更新模型是 Snapshot(快照) 式的。
- 流程: 数据变了 -> 运行整个组件函数 -> 生成新的 VDOM 树 -> 对比新旧树 (Diff) -> 找出差异 -> 更新 DOM。
- 复杂度: 跟组件树的大小成正比。
- 问题: 哪怕只改了一个文本节点,整个组件(甚至子组件)的逻辑都要重跑一遍。
1.2 Signal 的“点对点狙击”
SolidJS 或 Vue 的更新模型是 Dependency Graph(依赖图) 式的。
- 流程: 数据变了 -> 直接定位到绑定了该数据的 DOM 节点 -> 更新 DOM。
- 复杂度: 跟动态节点的数量成正比(通常是 O(1))。
- 核心: 组件函数只在初始化时运行一次!之后再也不会运行了。
二、 解剖 Signal:发布订阅的进化体
Signal 并不神秘,它本质上就是 “保存值的容器” + “自动依赖追踪” 。 它由两个核心动作组成:Track (追踪/读) 和 Trigger (触发/写) 。
2.1 核心 API 模拟
以 SolidJS/React 风格为例,我们造一个 Signal:
// 这是一个全局变量,用来记录“当前谁在查我不?”
let activeEffect = null;
function createSignal(initialValue) {
let value = initialValue;
const subscribers = new Set(); // 订阅者名单
// Getter (读)
const read = () => {
if (activeEffect) {
// 1. 依赖收集 (Track):如果有人在关注我,把他记下来
subscribers.add(activeEffect);
}
return value;
};
// Setter (写)
const write = (newValue) => {
value = newValue;
// 2. 派发更新 (Trigger):通知名单里所有人干活
subscribers.forEach(fn => fn());
};
return [read, write];
}
2.2 魔法的粘合剂:Effect
光有 Signal 没用,得有人“读”它,订阅关系才能建立。这就需要 createEffect(在 Vue 里叫 watchEffect)。
function createEffect(fn) {
// 把自己标记为“正在执行的副作用”
activeEffect = fn;
// 执行一次函数。
// 注意:函数内部会读取 Signal,从而触发 Signal 的 Getter,
// 进而把这个 fn 添加到 subscribers 里。
fn();
// 执行完复原
activeEffect = null;
}
2.3 跑起来看看
const [count, setCount] = createSignal(0);
createEffect(() => {
console.log("数字变了:", count());
});
// 输出: 数字变了:0 (初始化执行)
setCount(1);
// 输出: 数字变了:1 (自动触发!)
这就是细粒度响应式的最简内核。没有任何 VDOM,没有 Diff,只有精准的函数调用链。
三、 进阶: computed 与依赖图的自动构建
Signal 系统最强大的地方在于它能自动构建依赖图。 在架构设计中,我们经常使用 computed (派生状态)。
computed 既是 消费者(它依赖别的 Signal),又是 生产者(别的 Effect 依赖它)。
3.1 懒计算与缓存 (Memoization)
细粒度框架中的 computed 通常是惰性的(Lazy)。
- 只有当有人读它时,它才计算。
- 如果它依赖的 Signal 没变,它直接返回缓存。
3.2 动态依赖收集
这是 React useMemo 永远做不到的。 React 的依赖数组 [a, b] 是手动声明的(静态)。而 Signal 的依赖是运行时动态收集的。
const [show, setShow] = createSignal(true);
const [name, setName] = createSignal("Gemini");
const [age, setAge] = createSignal(18);
createEffect(() => {
// 动态依赖!
if (show()) {
console.log(name()); // 此时依赖是 [show, name]
} else {
console.log(age()); // 此时依赖变成 [show, age]
}
});
架构意义: 这种机制保证了最小化计算。当 show 为 false 时,改变 name 根本不会触发这个 Effect,因为系统知道这一刻 name 不重要。
四、 为什么 React 还在坚持?
既然 Signal 这么好,性能这么高,为什么 React 不把 useState 换成 Signal? 这涉及到底层哲学的冲突。
4.1 UI = f(state) vs. UI = Bind(state)
- React 哲学: UI 是数据的投影(Snapshot) 。每次渲染都是丢弃旧世界,重建新世界。这符合函数式编程的直觉,心智模型最简单。
- Signal 哲学: UI 是数据的绑定(Binding) 。初始渲染后,组件就消失了,剩下的只有数据和 DOM 之间的连线。
4.2 代数效应 (Algebraic Effects)
React 团队认为,手动处理 .value 或者 [get, set] 是对开发者心智的负担。他们追求的是 "It just works" 。 React 正在搞的 React Compiler (React Forget) ,其实是一条殊途同归的路:
- Signal: 在运行时通过 Proxy 收集依赖,实现细粒度更新。
- React Compiler: 在编译时分析代码,自动插入 memoization,模拟细粒度更新的效果。
五、 总结:架构师的选择
理解了原理,我们在架构设计中就能明白:
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Vue 3 / Solid: 适合高性能仪表盘、即时通讯、即时编辑类应用。因为它们对 CPU 的利用率极高,没有 VDOM 的 Overhead。
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React: 适合大型业务系统、生态依赖重的应用。虽然有一些性能损耗,但其编程模型的一致性(Pure Render)能降低逻辑复杂度。
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趋势: 越来越多的状态管理库(MobX, Valtio, Preact Signals)允许你在 React 中使用 Signal。
- 架构模式: 使用 Signal 管理频繁变化的局部状态(避免 React 顶层重渲染),使用 React Context 管理低频的全局状态。
Next Step: 我们搞懂了前端“怎么存数据”(Redux/Atomic)和“怎么更新数据”(Signal)。 但还有一个最大的麻烦没解决:API 数据。 我们以前总是把后端返回的 JSON 也塞进 Redux 里,导致 Redux 变得臃肿不堪。这真的是对的吗? 下一节,我们将通过 React Query (TanStack Query) 来一场架构大扫除。 请看**《第三篇:分治——把 API 赶出 Redux:服务端状态 (Server State) 与客户端状态的架构分离》**。