Signal（信號）是一種存儲應用狀態的形式，類似于 React 中的 useState()。但是，有一些關鍵性差異使 Signal 更具優勢。Vue、Preact、Solid 和 Qwik 等流行 JavaScript 框架都支持 Signal。

Signal 并不是最近才出現的，在此之前，它已經存在于 Knockout 等框架中。不過，在最近幾年通過巧妙的編譯器技巧和與 JSX 的深度集成極大地改進了它的開發者體驗·，這使得它非常簡潔并且使用起來很方便。

下面就來看看 Signal 都有哪些優勢，為什么說它是前端框架的未來！

Signal 是什么？

Signal 和 State 之間的主要區別在于 Signal 返回一個 getter 和一個 setter，而非響應式系統返回一個值和一個 setter。

注意： 有些響應式系統同時返回一個 getter/setter，有些則返回兩個單獨的引用，但思想是一樣的。

Signal 的優勢

State 混淆了兩個獨立的概念：

• StateReference：對狀態的引用。
• StateValue：存儲在狀態引用/存儲中的實際值。

那為什么返回一個 getter 比返回一個值更好呢？因為通過返回 getter，可以將狀態引用的傳遞與狀態值的讀取分開。

下面以這段 SolidJS 代碼為例：

• createSignal()：分配 StateStorage 并將其初始化為 0。
• getCount：可以傳遞的對狀態的引用。
• getCount()：獲取狀態值。

上面解釋了 Signal 和普通 State 的不同。那 Signal 到底有什么優勢呢？Signal 是響應式的，這意味著它需要跟蹤誰對狀態感興趣（訂閱者），如果狀態發生變化，則通知訂閱者狀態變化。

為了具有響應式，Signal 必須要收集誰對它的值感興趣。它通過觀察在什么情況下調用狀態 getter 來獲取此信息。通過從 getter 中獲取值，告訴 Signal 該位置對該值感興趣。如果值發生變化，則需要調用 getter 創建一個訂閱。

這就是為什么傳遞狀態 getter 而不是狀態值很重要的原因。狀態值的傳遞不會向 Signal 提供有關實際使用該值的位置的任何信息。這就是為什么區分狀態引用和狀態值在 Signal 中如此重要。

為了進行對比，這里是 Qwik 中的相同示例。請注意，(getter/setter) 已被替換為具有 .value 屬性（表示 getter/setter）的單個對象。雖然語法不同，但內部的工作原理是一樣的。

當單擊按鈕并增加值時，框架只需要將文本節點從 0 更新為 1。它可以這樣做是因為在模板的初始渲染期間，Signal 已經知道 count.value? 只能被文本節點訪問。因此，它知道如果 count 的值發生變化，就只需要更新文本節點而無需更新其他地方。

useState() 的缺點

下面來看看在 React 中是如何使用 useState() 的以及它的缺點。

React 的 useState()? 會返回一個狀態值。這意味著 useState()? 不知道組件或應用內部如何使用狀態值。所以，一旦通過調用 setCount() 通知 React 狀態更改，React 就不知道頁面的哪一部分發生了更改，因此必須重新渲染整個組件，這在計算上是很昂貴的。

useRef() 不渲染

React 的 useRef()? 類似于 useSignal()?，但它不會導致頁面重新渲染。下面的例子看起來與 useSignal() 非常相似，但它不起作用。

useRef()? 的使用與 useSignal()? 完全一樣，用于傳遞對狀態的引用而不是狀態本身。但是，useRef() 缺少了訂閱跟蹤和通知。

在基于 Signal 的框架中，useSignal()? 和 useRef()? 是一樣的。useSignal()? 可以執行 useRef() 加上訂閱跟蹤的功能，這樣就進一步簡化了框架的 API。

內置的 useMemo()

Signal 很小需要進行記憶，因為它需要做的工作很少。

下面來看一個包含兩個計數器和兩個子組件的例子：

這里只會更新兩個 Display 組件之一的文本節點。未更新的文本節點在初始渲染后將永遠不會打印。

# 初始渲染輸出
<Counter/>
<Display count={0}/>
<Display count={0}/>

# 單擊時的渲染
(空白)

實際上，我們無法在 React 中實現相同的效果，因為至少會有一個組件需要重新渲染。那么下面就來看看如何在 React 中記憶組件以最小化重新渲染的次數。

但即使進行了記憶，React 也會產生多次重新渲染：

# 初始渲染輸出
<Counter/>
<Display count={0}/>
<Display count={0}/>

# 單擊時的渲染
<Counter/>
<Display count={1}/>

如果沒有記憶，我們會看到：

# 初始渲染輸出
<Counter/>
<Display count={0}/>
<Display count={0}/>

# 單擊時的渲染
<Counter/>
<Display count={1}/>
<Display count={0}/>

這比 Signal 需要做的工作多得多。所以，這就是為什么 Signal 的工作就像把所有事情都記下來了，而不必由我們自己來記憶。

舉個例子

下面就來看一個實現購物車的例子（React）：

APP 組件中定義了購物車的狀態 cart 以及兩個子組件：

• Main 組件：通過多層組件傳遞 setCart 函數，直到它到達購買按鈕。
• NavBar 組件：通過多層組件傳遞購物車狀態，直到它到達渲染購物車的組件。

這里的問題就是每次點擊購買按鈕時，大部分組件樹都必須重新渲染。這會導致類似于的輸出：

# 點擊購買按鈕時
<App/>
<Main/>
<Product/>
<NavBar/>
<Cart/>

如果使用記憶，那么就可以避免 Main 組件重新渲染，而只有 NavBar 組件重新渲染：

# 點擊購買按鈕時
<App/>
<NavBar/>
<Cart/>

如果使用 Signal，輸出是這樣的：

# 點擊購買按鈕時
<Cart/>

這大大減少了需要執行的代碼量。

總結

Signal 是在應用中存儲狀態的一種方式，類似于 React 中的 useState()。兩者的關鍵區別在于，Signal 返回一個 getter 和一個 setter，而非響應式系統只返回一個值和一個 setter。

Signal 是響應式的，這意味著它需要跟蹤誰對狀態感興趣并通知訂閱者狀態更改。這是通過觀察調用狀態 getter 的上下文來實現的，它創建了一個訂閱。

相比之下，React 中的 useState() 僅返回狀態值，這意味著它不知道如何使用狀態值，并且必須重新渲染整個組件樹以響應狀態變化。

所以說 Signal 是前端框架的未來！