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Published on 2025-03-11

SolidJS 核心概念和基本思想

本文深入剖析了 SolidJS 的核心概念和基本思想，聚焦其高效的响应式系统。SolidJS 通过基于发布-订阅模式的细粒度更新机制，结合核心 Primitives（如 createSignal、createMemo、createStore 和 createEffect），实现了卓越的性能与声明式编程体验。文章详细介绍了这些 Primitives 的作用与工作原理，并探讨了 SolidJS 的开发理念——声明式编程、严格单向数据流和细粒度响应性控制。通过与虚拟 DOM 框架（如 React）的对比，展示了 SolidJS 在现代 Web 开发中的独特优势。

SolidJS 为什么高效？

SolidJS 的高效性源于其基于发布-订阅模式的精确响应式系统。在这个系统中，开发者可以通过反应性原语（Primitives）如 createSignal、createMemo 等创建响应式变量。这些 Primitives 会自动追踪依赖，并在值发生变化时通知所有订阅者，实现细粒度更新。具体来说，当某个 Primitive 变化时，只有直接依赖它的 DOM 部分会重新渲染，而不会触发整个组件或页面的重渲染。

与基于虚拟 DOM 的框架（如 React）相比，SolidJS 避免了繁琐的 diff 计算和不必要的重渲染。这种直接操作真实 DOM 的方式，加上精确的依赖追踪机制，显著提升了性能，使 SolidJS 在运行时表现出色。

SolidJS 的 Primitives 是什么？

Primitives 是 SolidJS 提供的核心工具，用于构建精细粒度的响应式系统，类似于 React 或 Vue 中的响应式数据。它们允许开发者以声明式的方式管理状态和副作用，是 SolidJS 响应式系统的基石。

Primitives 的核心特性

  • 单向数据流：所有 Primitives 遵循单向数据流原则。如果某个 Primitive 可被修改，修改必须在数据源处进行，而不能直接在订阅处更改。
  • 自动订阅：当某个 Primitive 在特定上下文中首次被读取时（例如在组件渲染或副作用中），该上下文会自动“订阅”该 Primitive 的变化。
  • 自动更新：一旦 Primitive 在数据源处被修改，所有订阅它的地方都会同步更新。
  • 只读与可写：并非所有 Primitives 都可修改。例如，createSignal 提供了 setter 函数来修改值，而 createMemo 创建的计算值是只读的。

主要 Primitives 介绍

以下是 SolidJS 中最常用的 Primitives，附带其作用、工作原理和示例：

1. createSignal

  • 作用：createSignal 是最基础的 Primitive，用于创建可读写的响应式变量。它常用于管理组件状态，例如渲染的数据源或事件处理中的变量。
  • 工作原理：createSignal 返回一个 getter 函数（Accessor）和一个 setter 函数。每次调用 getter（如 count()）时，SolidJS 会自动追踪依赖；通过 setter 修改值时，所有依赖该 Signal 的地方会自动更新。
  • 示例： 
    const [count, setCount] = createSignal(0);
console.log(count()); // 输出 0
setCount(1); // 修改值为 1，触发依赖更新

2. createMemo

  • 作用：createMemo 用于创建派生计算值，只有在其依赖的 Primitives 变化时才会重新计算。可以将其视为 Signal 的缓存版本。
  • 工作原理：createMemo 会缓存计算结果，仅在依赖项变化时重新执行，避免不必要的重复计算。
  • 示例： 
    const [count, setCount] = createSignal(0);
const doubleCount = createMemo(() => count() * 2);
console.log(doubleCount()); // 输出 0，仅当 count 变化时重新计算
setCount(1); // doubleCount 变为 2

3. createStore

  • 作用：createStore 用于管理嵌套结构的响应式数据，适用于复杂对象或数组的细粒度更新。
  • 工作原理：createStore 提供了一种深层响应式机制，确保只有变化的属性触发更新，而不会影响整个数据结构。
  • 示例： 
    const [store, setStore] = createStore({ user: { name: "John", age: 25 } });
setStore("user", "age", 26); // 仅更新 age 属性
console.log(store.user.age); // 输出 26

4. createEffect

  • 作用：createEffect 用于执行副作用，例如在 Signal 变化时更新 DOM 或执行其他操作。它特别适用于需要在状态变化时影响函数作用域之外的场景。
  • 工作原理：createEffect 会自动追踪其内部读取的 Primitives，并在这些 Primitives 变化时重新运行。
  • 示例： 
    const [count, setCount] = createSignal(0);
createEffect(() => {
  console.log(`Count changed to ${count()}`);
});
setCount(1); // 输出 "Count changed to 1"

在 SolidJS 中，createEffect 用于处理因 Signal 变化而触发的副作用。SolidJS 倾向于函数式编程，鼓励通过响应式系统管理状态，而不是直接修改外部变量。然而，在某些场景中，例如点击按钮时更新计数器（通过 Signal），同时需要根据点击次数动态调整页面背景颜色（涉及 DOM 操作），createEffect 就派上用场。它能自动追踪 Signal 的变化，并在变化发生时执行指定的副作用逻辑。

SolidJS 响应式系统的优势

SolidJS 的响应式系统通过以下特性实现了高效性和灵活性：

  1. 精确依赖追踪：SolidJS 能够精确追踪每个 Primitive 的依赖关系，确保只有实际变化的部分被更新。
  2. 细粒度更新：直接操作真实 DOM，仅更新必要的部分，避免了虚拟 DOM 的开销。
  3. 惰性执行：副作用（如 createEffect）和计算值（如 createMemo）仅在被需要时执行，减少无用计算。
  4. 批处理更新：SolidJS 会将多次更新批量处理，防止级联更新导致的性能问题。

SolidJS 的开发理念

在深入了解 SolidJS 的优势与核心特性后，我们可以通过其开发理念回顾其设计精髓。以下是我在 SolidJS 开发过程中总结的三大原则，这些原则不仅体现了 SolidJS 的技术哲学，也与 React 的开发方式形成了鲜明对比。

1. 声明式编程与函数式编程：减少副作用

SolidJS 倡导声明式编程和函数式编程，强调代码的纯净与可预测性。为此，它尽量减少副作用的产生。例如，在组件内部或函数体内，SolidJS 鼓励开发者避免直接修改作用域外的变量，而是通过明确的响应式机制（如 createSignal）管理状态。这种设计与 React 的常见实践形成显著差异——React 通常在 useEffect 中执行数据读取、鉴权状态变更等副作用操作，而这些操作容易导致状态与渲染的耦合。SolidJS 通过将副作用隔离到响应式系统中（如 createEffect），保持了组件逻辑的声明性和函数式的纯度。

2. 严格的单向数据流：数据源头驱动更新

SolidJS 严格遵循单向数据流，确保数据修改的可控性与一致性。例如，修改一个 signal 必须通过其对应的 setter 函数（如 setValue）在数据源头进行，而不是在组件中直接操作 signal 的值。再比如，使用 createAsync 或 createResource 传入查询函数（query function）从远程服务器获取数据时，生成的 signal 应视为只读状态；若需更新，仅应通过修改数据源（例如通过服务器端的 API 调用）来触发，而不是直接更改 signal 的值。虽然 createResource 提供了 mutate 方法支持本地修改，但最佳实践仍建议将数据修改与状态管理分离，以保持数据流的清晰性。这种严格性避免了 React 中因副作用或状态管理不当导致的数据流混乱。

3. 发布-订阅机制：细粒度响应性控制

SolidJS 采用发布-订阅模式作为其响应式系统的基石，实现变量与渲染的细粒度控制。这种机制不仅适用于客户端，也贯穿于服务端与客户端的跨端交互：

  • 客户端：通过 createSignal 创建的信号（signal）作为发布者，组件首次使用该信号时自动订阅其变化。例如，const [count, setCount] = createSignal(0) 定义了一个信号，当 setCount(1) 执行时，所有依赖 count() 的部分会自动更新，无需手动指定依赖关系。
  • 服务端-客户端交互：SolidJS 使用 action 和 query 的组合实现类似逻辑。Action 代表数据修改操作，query 负责数据查询。当 action 执行完成后，若未显式指定需要同步的 query，则所有相关 query 会自动重新获取数据（全量同步）；若指定了精确的 query，则实现精细通知。这种自动依赖追踪和订阅机制消除了 React 中 useEffect 手动管理依赖的复杂性。

与 React 的 Hook 不同，SolidJS 的开发者无需担心变量变化与渲染顺序的耦合，也无需为意外渲染而烦恼。只需关注数据的流向和修改方式，就能构建高效、可预测的应用。

总结

SolidJS 通过其基于发布-订阅模式的响应式系统，结合 Primitives（如 createSignal、createMemo、createStore 和 createEffect），为开发者提供了高效且声明式的状态管理工具。相较于传统虚拟 DOM 框架，SolidJS 的细粒度更新和性能优化使其在现代前端开发中脱颖而出。无论是简单的状态管理还是复杂的嵌套数据处理，SolidJS 都能提供出色的性能和开发体验。

built byHannus, a former statistician