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Solid.js性能优化：Memo化与计算属性的最佳实践

2021-09-085.6k 阅读

Solid.js 中的 Memo 化概念

在前端开发的性能优化领域，Memo 化是一个至关重要的技术。简单来说，Memo 化是一种缓存函数计算结果的技术，当相同的输入再次出现时，直接返回缓存的结果，而不是重新计算。在 Solid.js 中，Memo 化的应用能够显著提升应用的性能，尤其是在处理复杂计算或者昂贵操作时。

Solid.js 的 createMemo 函数

Solid.js 提供了 createMemo 函数来实现 Memo 化。createMemo 接受一个函数作为参数，该函数的返回值会被缓存。只有当该函数的依赖发生变化时，才会重新计算并更新缓存的值。

下面是一个简单的示例：

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [count, setCount] = createSignal(0);
  const expensiveCalculation = createMemo(() => {
    let result = 0;
    for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
      result += i;
    }
    return result;
  });

  return (
    <div>
      <p>Count: {count()}</p>
      <button onClick={() => setCount(count() + 1)}>Increment Count</button>
      <p>Expensive Calculation Result: {expensiveCalculation()}</p>
    </div>
  );
};

export default App;

在上述代码中，expensiveCalculation 是一个通过 createMemo 创建的 Memo 化值。expensiveCalculation 内部执行了一个复杂的循环计算。由于使用了 createMemo，只有当 expensiveCalculation 依赖的信号（这里没有直接依赖其他信号）发生变化时，才会重新计算。即使多次点击按钮增加 count，expensiveCalculation 也不会重新计算，因为它的依赖没有改变。

Memo 化的依赖追踪

Solid.js 的 createMemo 会自动追踪依赖。当依赖的信号值发生变化时，Memo 化的值会重新计算。

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [a, setA] = createSignal(1);
  const [b, setB] = createSignal(2);

  const sum = createMemo(() => {
    return a() + b();
  });

  return (
    <div>
      <p>A: {a()}</p>
      <button onClick={() => setA(a() + 1)}>Increment A</button>
      <p>B: {b()}</p>
      <button onClick={() => setB(b() + 1)}>Increment B</button>
      <p>Sum: {sum()}</p>
    </div>
  );
};

export default App;

在这个例子中，sum 是一个 Memo 化值，它依赖于 a 和 b 这两个信号。当 a 或 b 的值发生变化时，sum 会重新计算，因为 createMemo 能够自动追踪到依赖的变化。

计算属性在 Solid.js 中的实现

计算属性是一种在前端开发中常用的概念，它允许我们基于其他数据衍生出一个新的值。在 Solid.js 中，计算属性可以通过 createMemo 来轻松实现，并且结合 Solid.js 的响应式系统，计算属性能够高效地更新。

基本的计算属性示例

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [firstName, setFirstName] = createSignal('John');
  const [lastName, setLastName] = createSignal('Doe');

  const fullName = createMemo(() => {
    return `${firstName()} ${lastName()}`;
  });

  return (
    <div>
      <p>First Name: <input type="text" value={firstName()} onChange={(e) => setFirstName(e.target.value)} /></p>
      <p>Last Name: <input type="text" value={lastName()} onChange={(e) => setLastName(e.target.value)} /></p>
      <p>Full Name: {fullName()}</p>
    </div>
  );
};

export default App;

在上述代码中，fullName 是一个计算属性，它依赖于 firstName 和 lastName。每当 firstName 或 lastName 发生变化时，fullName 会自动重新计算并更新显示。这里 createMemo 起到了关键作用，它不仅实现了 Memo 化，避免了不必要的重复计算，还与 Solid.js 的响应式系统紧密结合，确保计算属性的及时更新。

复杂计算属性

计算属性并不局限于简单的字符串拼接或数值运算。它可以处理更复杂的逻辑。

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [numbers, setNumbers] = createSignal([1, 2, 3, 4, 5]);

  const sumOfSquares = createMemo(() => {
    return numbers().reduce((acc, num) => {
      return acc + num * num;
    }, 0);
  });

  const average = createMemo(() => {
    const nums = numbers();
    if (nums.length === 0) return 0;
    return sumOfSquares() / nums.length;
  });

  return (
    <div>
      <p>Numbers: {JSON.stringify(numbers())}</p>
      <button onClick={() => setNumbers([...numbers(), numbers().length + 1])}>Add Number</button>
      <p>Sum of Squares: {sumOfSquares()}</p>
      <p>Average of Squares: {average()}</p>
    </div>
  );
};

export default App;

在这个示例中，sumOfSquares 计算数组中每个数字的平方和，average 则基于 sumOfSquares 和数组长度计算平均值。这里展示了计算属性之间可以相互依赖，并且 createMemo 能够正确处理这种依赖关系，保证计算的准确性和高效性。

Memo 化与计算属性的性能优势

避免不必要的重新渲染

在传统的 React 开发中，当一个组件的状态发生变化时，整个组件及其子组件可能会重新渲染，即使某些子组件的实际数据并没有改变。而在 Solid.js 中，通过 Memo 化和计算属性，只有依赖发生变化的部分会重新计算和更新，大大减少了不必要的重新渲染。

例如，假设有一个包含多个子组件的复杂页面，其中一个子组件依赖于一个经过复杂计算的 Memo 化值。如果这个 Memo 化值的依赖没有变化，即使其他部分的状态发生了改变，该子组件也不会重新渲染，从而提升了性能。

减少计算开销

对于昂贵的计算操作，Memo 化可以显著减少计算开销。以之前提到的 expensiveCalculation 为例，如果没有 Memo 化，每次页面更新都可能导致这个复杂的循环计算重新执行，消耗大量的 CPU 资源。而使用 createMemo 后，只有在依赖变化时才会重新计算，大大节省了计算资源。

计算属性同样如此，对于基于其他数据衍生出的新值，如果没有 Memo 化机制，每次相关数据变化都要重新计算整个衍生值。通过 createMemo 实现的计算属性，只有在必要时才会重新计算，提升了应用的响应速度。

Memo 化与计算属性的最佳实践

合理划分 Memo 化单元

在应用开发中，要根据实际情况合理划分 Memo 化单元。不要过度 Memo 化，导致缓存过多不必要的数据；也不要 Memo 化不足，使得昂贵的计算频繁执行。

例如，在一个电商应用中，商品列表可能需要根据不同的筛选条件进行展示。如果筛选条件的组合非常多，为每个可能的组合都创建一个 Memo 化值可能会消耗过多内存。这时，可以考虑根据主要的筛选维度（如类别、价格区间等）进行 Memo 化，当筛选条件发生变化时，根据变化的维度来决定是否重新计算 Memo 化值。

处理深层嵌套数据

当处理深层嵌套数据时，Memo 化和计算属性的依赖追踪可能会变得复杂。在 Solid.js 中，虽然它能够自动追踪依赖，但对于深层嵌套数据的变化，有时需要手动处理以确保正确的更新。

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [user, setUser] = createSignal({
    name: 'Alice',
    address: {
      city: 'New York',
      zip: '10001'
    }
  });

  const userCity = createMemo(() => {
    return user().address.city;
  });

  return (
    <div>
      <p>User City: {userCity()}</p>
      <button onClick={() => {
        const newUser = {...user() };
        newUser.address.city = 'Los Angeles';
        setUser(newUser);
      }}>Change City</button>
    </div>
  );
};

export default App;

在上述代码中，userCity 依赖于 user.address.city。当更新 user.address.city 时，通过创建一个新的 user 对象（遵循不可变数据原则），Solid.js 能够正确追踪到依赖的变化并更新 userCity。如果直接修改 user.address.city 而不创建新对象，可能会导致 userCity 不会重新计算。

结合 createEffect 使用

createEffect 是 Solid.js 中另一个强大的工具，它可以与 Memo 化和计算属性结合使用。createEffect 会在其依赖发生变化时执行副作用操作。

import { createEffect, createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [count, setCount] = createSignal(0);
  const doubleCount = createMemo(() => {
    return count() * 2;
  });

  createEffect(() => {
    console.log(`Double Count: ${doubleCount()}`);
  });

  return (
    <div>
      <p>Count: {count()}</p>
      <button onClick={() => setCount(count() + 1)}>Increment Count</button>
      <p>Double Count: {doubleCount()}</p>
    </div>
  );
};

export default App;

在这个例子中，createEffect 依赖于 doubleCount。每当 doubleCount 因为 count 的变化而重新计算时，createEffect 中的副作用（这里是打印日志）就会执行。这种结合使用可以在 Memo 化值变化时执行一些额外的操作，如更新 DOM 之外的状态、发送网络请求等。

优化初始渲染性能

在应用的初始渲染阶段，合理使用 Memo 化和计算属性也非常重要。避免在初始渲染时执行过于复杂的计算，尽量将一些昂贵的计算延迟到需要时再进行。

例如，可以在组件挂载后通过 createEffect 来触发 Memo 化值的计算，而不是在组件渲染函数内部直接进行计算。这样可以确保初始渲染快速完成，提升用户体验。

import { createEffect, createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [data, setData] = createSignal(null);
  const processedData = createMemo(() => {
    if (!data()) return null;
    // 复杂的数据处理逻辑
    return data().map(item => item * 2);
  });

  createEffect(() => {
    // 模拟异步获取数据
    setTimeout(() => {
      setData([1, 2, 3]);
    }, 1000);
  });

  return (
    <div>
      {processedData()? (
        <p>Processed Data: {JSON.stringify(processedData())}</p>
      ) : (
        <p>Loading...</p>
      )}
    </div>
  );
};

export default App;

在上述代码中，processedData 的计算依赖于 data。通过在 createEffect 中异步获取 data，初始渲染时不会执行复杂的 processedData 计算，而是先显示加载提示，当数据获取到后再进行计算并显示结果，优化了初始渲染性能。

应对复杂场景下的 Memo 化与计算属性

动态依赖场景

在一些复杂场景中，Memo 化值的依赖可能是动态变化的。例如，在一个多步骤的表单应用中，后续步骤的计算可能依赖于前面步骤的用户输入，而输入的字段是动态生成的。

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [step, setStep] = createSignal(1);
  const [inputValues, setInputValues] = createSignal({});

  const calculateStepResult = createMemo(() => {
    if (step() === 1) {
      return inputValues().step1Value * 2;
    } else if (step() === 2) {
      return inputValues().step2Value + 10;
    }
    return 0;
  });

  const handleInputChange = (step, value) => {
    setInputValues(prev => ({...prev, [step === 1? 'step1Value' :'step2Value']: value }));
  };

  return (
    <div>
      {step() === 1 && (
        <div>
          <input type="number" onChange={(e) => handleInputChange(1, parseInt(e.target.value))} />
          <button onClick={() => setStep(2)}>Next Step</button>
        </div>
      )}
      {step() === 2 && (
        <div>
          <input type="number" onChange={(e) => handleInputChange(2, parseInt(e.target.value))} />
          <p>Calculated Result: {calculateStepResult()}</p>
        </div>
      )}
    </div>
  );
};

export default App;

在这个例子中，calculateStepResult 的计算依赖于 step 和 inputValues 中的不同字段，根据 step 的值动态决定依赖关系。当 step 或相关输入值发生变化时，calculateStepResult 会重新计算。

循环中的 Memo 化与计算属性

在处理列表循环时，也需要注意 Memo 化和计算属性的使用。例如，在一个任务列表应用中，每个任务可能有一个计算属性表示其完成进度。

import { createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [tasks, setTasks] = createSignal([
    { id: 1, title: 'Task 1', completed: false, totalSteps: 10 },
    { id: 2, title: 'Task 2', completed: true, totalSteps: 5 }
  ]);

  const taskProgress = task => createMemo(() => {
    return task.completed? 100 : (task.totalSteps > 0? (task.currentStep / task.totalSteps * 100) : 0);
  });

  return (
    <div>
      {tasks().map(task => (
        <div key={task.id}>
          <p>{task.title}</p>
          <p>Progress: {taskProgress(task)()}%</p>
        </div>
      ))}
    </div>
  );
};

export default App;

在上述代码中，taskProgress 是一个针对每个任务的 Memo 化计算属性。通过为每个任务创建独立的 Memo 化值，当某个任务的相关属性（如 completed 或 totalSteps）发生变化时，只有该任务的进度计算会重新执行，而不会影响其他任务，提高了列表渲染的性能。

处理异步数据与 Memo 化

当涉及到异步数据时，Memo 化和计算属性的处理需要额外注意。例如，在一个从 API 获取用户数据并展示用户统计信息的应用中。

import { createEffect, createMemo, createSignal } from'solid-js';

const App = () => {
  const [userData, setUserData] = createSignal(null);
  const userStatistics = createMemo(() => {
    if (!userData()) return null;
    return {
      totalPosts: userData().posts.length,
      averageLikesPerPost: userData().posts.reduce((acc, post) => acc + post.likes, 0) / userData().posts.length
    };
  });

  createEffect(() => {
    // 模拟异步 API 调用
    setTimeout(() => {
      setUserData({
        id: 1,
        name: 'Bob',
        posts: [
          { id: 1, title: 'Post 1', likes: 10 },
          { id: 2, title: 'Post 2', likes: 20 }
        ]
      });
    }, 1000);
  });

  return (
    <div>
      {userStatistics()? (
        <div>
          <p>Total Posts: {userStatistics().totalPosts}</p>
          <p>Average Likes per Post: {userStatistics().averageLikesPerPost}</p>
        </div>
      ) : (
        <p>Loading...</p>
      )}
    </div>
  );
};

export default App;

在这个例子中，userStatistics 是基于异步获取的 userData 计算得到的 Memo 化值。通过 createEffect 模拟异步 API 调用，当 userData 数据获取到后，userStatistics 会根据新数据重新计算并显示相关统计信息。

总结 Memo 化与计算属性在 Solid.js 中的要点

  1. createMemo 是核心：createMemo 是 Solid.js 中实现 Memo 化和计算属性的关键函数。它能够缓存计算结果，并自动追踪依赖，只有依赖变化时才重新计算。
  2. 合理管理依赖：准确把握 Memo 化值和计算属性的依赖关系，避免过度或不足的依赖追踪。对于深层嵌套数据和动态依赖场景，要采用合适的方法确保依赖追踪的正确性。
  3. 结合其他工具：createEffect 等工具可以与 Memo 化和计算属性结合使用，在依赖变化时执行副作用操作，扩展应用的功能。
  4. 性能优化重点：Memo 化和计算属性的主要目标是减少不必要的计算和重新渲染，从而提升应用的性能。在复杂场景下，如动态依赖、列表循环和异步数据处理中，要灵活运用它们以达到最佳性能。

通过深入理解和正确应用 Memo 化与计算属性，开发者能够在 Solid.js 应用中实现高效的性能优化，为用户提供流畅的体验。无论是小型应用还是大型项目，这些技术都是提升前端性能的有力武器。在实际开发中，不断实践和总结经验，根据具体场景选择最合适的优化策略，将有助于打造出高质量的 Solid.js 应用。同时，随着 Solid.js 的不断发展，可能会出现更多优化的技巧和方法，开发者需要持续关注和学习，以跟上技术的步伐。例如，未来 Solid.js 可能会对复杂场景下的依赖追踪进行进一步优化，或者提供更便捷的工具来处理异步 Memo 化等问题。总之，掌握 Memo 化与计算属性的最佳实践是 Solid.js 开发者提升技能和优化应用的重要途径。在日常开发中，要养成分析性能瓶颈的习惯，及时发现可以通过 Memo 化和计算属性优化的部分。对于一些难以确定依赖关系的复杂计算，可以通过日志输出或调试工具来辅助分析。同时，团队成员之间的经验分享也很重要，不同的人在处理类似场景时可能会有不同的思路和方法，通过交流可以共同提高团队在 Solid.js 性能优化方面的能力。在构建大型应用时，还需要考虑 Memo 化和计算属性的可维护性。合理的命名和代码结构能够使这些优化逻辑更易于理解和修改。例如，将相关的 Memo 化值和计算属性封装在独立的函数或模块中，这样不仅可以提高代码的复用性，还能降低维护成本。在处理复杂业务逻辑时，可能会出现多个 Memo 化值相互依赖的情况，这时需要清晰地梳理依赖关系，避免出现循环依赖等问题。如果出现循环依赖，可能会导致 Memo 化值无法正确更新或陷入无限循环计算。通过严谨的设计和测试，可以确保应用在各种情况下都能稳定高效地运行。在性能优化的道路上，没有一劳永逸的方法，需要不断地根据应用的发展和用户的反馈进行调整和优化。Memo 化与计算属性作为 Solid.js 性能优化的重要手段，将在这个过程中发挥关键作用。