Angular效能優化 - 再談Angular 4髒值檢測

SuperChe發表於2018-04-22
Angular優化

Summary

Angular 4的髒值檢測是個老話題了，而理解這個模型是做Angular效能優化的基礎。因此，今天我們再來聊聊Angular 4髒值檢測的原理，並看看效能優化的小提示。

進入點 - Zone.js

Angular 4是一個MVVM框架。資料模型（Model）轉換成檢視模型（ViewModel）後，繫結到檢視（View）上渲染成肉眼可見的頁面。因此，發現資料模型變化的時間點是更新頁面的關鍵，也是呼叫髒值檢測的關鍵。

經過分析，工程師們發現，資料的變化往往由macrotask和microtask等非同步事件引起。因此，通過重寫瀏覽器所有的非同步API，就能從源頭有效地監聽資料變化。Zone.js就是這樣一個猴子指令碼（Monkey Patch）。Angular 4使用了一個定製化的Zone（NgZone），它會通知Angular可能有資料變化，需要更新檢視中的資料（髒值檢測）。

髒值檢測（Change Detection）

髒值檢測的基本原理是儲存舊數值，並在進行檢測時，把當前時刻的新值和舊值比對。若相等則沒有變化，反之則檢測到變化，需要更新檢視。

Angular 4把頁面切分成若干個Component（元件），組成一棵元件樹。進入髒值檢測後，從根元件自頂向下進行檢測。Angular有兩種策略：Default和OnPush。它們配置在元件上，決定髒值檢測過程中不同的行為。

Default - 預設策略

ChangeDetectionStrategy.Default。它還意味著一旦發生可能有資料變化的事件，就總是檢測這個元件。

髒值檢測的操作基本上可以理解為以下幾步。1）更新子元件繫結的properties，2）呼叫子元件的NgDoCheck和NgOnChanges生命週期鉤子（Lifecycle hook），3）更新自己的DOM，4）對子元件髒值檢測。這是一個從根元件開始的遞迴方程。

// This is not Angular code
function changeDetection(component) {
  updateProperties(component.children);
  component.children.forEach(child => {
    child.NgDoCheck();
    child.NgOnChanges();
  };
  updateDom(component);
  component.children.forEach(child => changeDetection(child));
}
複製程式碼

我們開發者會非常關注DOM更新的順序，以及呼叫NgDoCheck和NgOnChanges的順序。可以發現：

  • DOM更新是深度優先的
  • NgDoCheck和NgOnChanges並不是（也不是深度優先）

OnPush - 單次檢測策略

ChangeDetectionStrategy.OnPush。只在Input Properties變化（OnPush）時才檢測這個元件。因此當Input不變時，它只在初始化時檢測，也叫單次檢測。它的其他行為和Default保持一致。

需要注意的是，OnPush只檢測Input的引用。Input物件的屬性變化並不會觸發當前元件的髒值檢測。

雖然OnPush策略提高了效能，但也是Bug的高發地點。解決方案往往是將Input轉化成Immutable的形式，強制Input的引用改變。

Tips

資料繫結

Angular有3種合法的資料繫結方式，但它們的效能是不一樣的。

直接繫結資料

<ul>
  <li *ngFor="let item of arr">
    <span>Name {{item.name}}</span>
    <span>Classes {{item.classes}}</span><!-- Binding a data directly. -->
  </li>
</ul>
複製程式碼

大多數情況下，這都是效能最好的方式。

繫結一個function呼叫結果

<ul>
  <li *ngFor="let item of arr">
    <span>Name {{item.name}}</span>
    <span>Classes {{classes(item)}}</span><!-- Binding an attribute to a method. The classes would be called in every change detection cycle -->
  </li>
</ul>
複製程式碼

在每個髒值檢測過程中，classes方程都要被呼叫一遍。設想使用者正在滾動頁面，多個macrotask產生，每個macrotask都至少進行一次髒值檢測。如果沒有特殊需求，應儘量避免這種使用方式。

繫結資料+pipe

<ul>
  <li *ngFor="let item of instructorList">
    <span>Name {{item.name}}</span>
    <span>Classes {{item | classPipe}}</span><!-- Binding data with a pipe -->
  </li>
</ul>
複製程式碼

它和繫結function類似，每次髒值檢測classPipe都會被呼叫。不過Angular給pipe做了優化，加了快取，如果item和上次相等，則直接返回結果。

NgFor

多數情況下，NgFor應該伴隨trackBy方程使用。否則，每次髒值檢測過程中，NgFor會把列表裡每一項都執行更新DOM操作。

@Component({
  selector: 'my-app',
  template: `
    <ul>
      <li *ngFor="let item of collection;trackBy: trackByFn">{{item.id}}</li>
    </ul>
    <button (click)="getItems()">Refresh items</button>
  `,
})
export class App {
  collection;
  constructor() {
    this.collection = [{id: 1}, {id: 2}, {id: 3}];
  }
   
  getItems() {
    this.collection = this.getItemsFromServer();
  }
   
  getItemsFromServer() {
    return [{id: 1}, {id: 2}, {id: 3}, {id: 4}];
  }
   
  trackByFn(index, item) {
    return index;
  }
}

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Reference

Photo by Ross Findon on Unsplash

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