angular如何进行性能优化？变更检测方式浅析

1. 前言

Angular是一个非常流行的前端框架，但是在处理大型应用程序时，由于大量的数据和组件交互，往往会导致性能问题。本文将主要讨论如何通过更改变更检测策略来优化应用程序的性能。

2. 变更检测概述

Angular应用程序的核心是其数据绑定机制：当组件的状态改变时，Angular会检测这些更改并更新相应的视图。这个过程被称为变更检测。

在Angular中，每个组件都有一个与之关联的检测器，并且当应用程序状态发生更改时，所有这些检测器都会运行。该过程的效率取决于两个因素：

应用程序状态的变化频率

变更检测算法的复杂度

因此，优化变更检测算法是优化Angular应用程序性能的重要方法之一。

3. 变更检测策略

Angular中有两种变更检测策略：默认策略和OnPush策略。

3.1 默认策略

在默认情况下，Angular会对所有组件进行全扫描，创建组件的检测器并在每个变更检测周期中触发它们。

这种策略的优点是其使用广泛，任何组件都可以使用它而不需要进一步配置。其缺点是，由于对整个组件树进行检测，因此检测非常耗费CPU资源，特别是在大规模应用程序中。

3.2 OnPush策略

OnPush策略是一种定制的变更检测策略，其涉及到组件的解耦和事件推送机制。

当一个组件使用OnPush策略时，Angular仅仅会在以下情况下触发它的变更检测过程：

当组件的输入属性发生变化

当组件引用的对象发生变化

当组件发出一个事件

结合使用OnPush策略和不可变对象，可以大大减少应用程序的变更检测负荷。

4. 变更检测优化实践

下面我们将通过一个实例来讨论变更检测的优化方法。

4.1 实例概述

我们假设有一个简单的Angular应用程序，其主要功能是显示一组用户，并且提供了一个搜索框，允许用户按名称过滤用户。

此应用程序由一个UserListComponent和一个UserService构成，UserListComponent会从UserService中获取用户列表并显示它们。当用户在搜索框中输入一个字符串时，UserListComponent将此字符串传递给UserService并更新用户列表。

以下是UserService的代码：

import { Injectable } from '@angular/core';
import { BehaviorSubject } from 'rxjs';
export interface User {
  id: number;
  name: string;
  email: string;
}
const USERS: User[] = [
  { id: 1, name: 'Alice', email: 'alice@example.com' },
  { id: 2, name: 'Bob', email: 'bob@example.com' },
  { id: 3, name: 'Charlie', email: 'charlie@example.com' },
  { id: 4, name: 'David', email: 'david@example.com' },
  { id: 5, name: 'Eve', email: 'eve@example.com' },
];
@Injectable({
  providedIn: 'root'
})
export class UserService {
  private usersSubject = new BehaviorSubject(USERS);
  private users = USERS;
  getUsers() {
    return this.usersSubject.asObservable();
  }
  filterUsers(name: string) {
    let filteredUsers = this.users.filter(user => user.name.toLowerCase().includes(name.toLowerCase()));
    this.usersSubject.next(filteredUsers);
  }
}

以下是UserListComponent的代码：

import { Component, OnInit } from '@angular/core';
import { UserService } from '../user.service';
import { Observable } from 'rxjs';
import { User } from '../user.service';
@Component({
  selector: 'app-user-list',
  templateUrl: './user-list.component.html',
  styleUrls: ['./user-list.component.css']
})
export class UserListComponent implements OnInit {
  searchValue = '';
  users$: Observable;
  
  constructor(private userService: UserService) { }
  ngOnInit() {
    this.users$ = this.userService.getUsers();
  }
  onSearch(value) {
    this.userService.filterUsers(value);
  }
}

以下是UserListComponent的模板代码：

<input type="text" [(ngModel)]="searchValue" (input)="onSearch(searchValue)">
  <li *ngFor="let user of users$ | async">{{user.name}} ({{user.email}})</li>

当用户在搜索框中输入一个字符串时，UserListComponent会从UserService中获取用户列表，并使用ngFor指令在模板中为每个用户生成一个列表项。

4.2 延迟更新

目前，每当用户在搜索框中输入一个字符时，UserListComponent都会调用UserService的filterUsers方法，该方法会生成一个新的用户列表并使用usersSubject将其推送到应用程序中的每个UserListComponent。

然而，在某些情况下，我们可能希望在用户停止输入一段时间后才更新用户列表，这样可以减少应用程序的变更检测负荷。

为了实现这一点，我们可以使用rxjs中的debounceTime操作符，将输入事件流延迟一段时间再触发操作。

以下是更新后的UserListComponent代码：

import { Component, OnInit, OnDestroy } from '@angular/core';
import { UserService } from '../user.service';
import { Observable, Subject } from 'rxjs';
import { debounceTime, takeUntil } from 'rxjs/operators';
import { User } from '../user.service';
@Component({
  selector: 'app-user-list',
  templateUrl: './user-list.component.html',
  styleUrls: ['./user-list.component.css']
})
export class UserListComponent implements OnInit, OnDestroy {
  searchValue = '';
  users$: Observable<User[]>;
  private destroy$ = new Subject();
  constructor(private userService: UserService) { }
  ngOnInit() {
    this.users$ = this.userService.getUsers();
    this.userService.getUsers().pipe(
      debounceTime(500),
      takeUntil(this.destroy$)
    ).subscribe(() => {
      this.userService.filterUsers(this.searchValue);
    });
  }
  ngOnDestroy() {
    this.destroy$.next();
    this.destroy$.complete();
  }
  onSearch(value) {
    this.searchValue = value;
  }
}

在上面的代码中，我们使用了rxjs中的takeUntil操作符，这个操作符会在组件销毁时取消订阅用户列表事件，以防止内存泄漏。

4.3 使用OnPush策略

到目前为止，我们已经减少了用户列表更新的次数。接下来，我们将使用OnPush策略进一步优化这个应用程序。

要使用OnPush策略，我们需要在UserListComponent中为其标记。

@Component({
  selector: 'app-user-list',
  templateUrl: './user-list.component.html',
  styleUrls: ['./user-list.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})

在这个例子中，由于我们没有禁用Angular的变更检测，我们需要调用markForCheck方法来让Angular知道我们对UserListComponent的输入属性进行了更改。

以下是更新后的UserListComponent代码：

import { Component, OnInit, OnDestroy, ChangeDetectorRef } from '@angular/core';
import { UserService } from '../user.service';
import { Observable, Subject } from 'rxjs';
import { debounceTime, takeUntil } from 'rxjs/operators';
import { User } from '../user.service';
@Component({
  selector: 'app-user-list',
  templateUrl: './user-list.component.html',
  styleUrls: ['./user-list.component.css'],
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class UserListComponent implements OnInit, OnDestroy {
  searchValue = '';
  users$: Observable;
  private destroy$ = new Subject();
  constructor(private userService: UserService, private cdr: ChangeDetectorRef) { }
  ngOnInit() {
    this.users$ = this.userService.getUsers();
    this.userService.getUsers().pipe(
      debounceTime(500),
      takeUntil(this.destroy$)
    ).subscribe(() => {
      this.userService.filterUsers(this.searchValue);
      this.cdr.markForCheck();
    });
  }
  ngOnDestroy() {
    this.destroy$.next();
    this.destroy$.complete();
  }
  onSearch(value) {
    this.searchValue = value;
  }
}

通过将UserListComponent替换为使用OnPush策略，我们使它成为一个纯组件。这意味着它不会在其输入属性没有更改时强制重新渲染。与默认策略相比，OnPush策略可以大大减少应用程序的变更检测负荷。

5. 总结

在本文中，我们讨论了Angular的变更检测机制，并探讨了如何使用OnPush策略和延迟更新来优化应用程序的性能。使用这些技术，我们可以减少应用程序的变更检测负荷，提高应用程序的响应时间。