最佳化 Angular's 變化偵測

實作更快速的變更偵測功能，改善使用者體驗。

Minko Gechev

Angular 會定期執行變更偵測機制，以便在應用程式檢視畫面中反映資料模型的變更。變更偵測功能可手動觸發，也可以透過非同步事件 (例如使用者互動或 XHR 完成) 觸發。

變更偵測功能是一項強大的工具，但如果經常執行，可能會觸發大量運算，並阻斷主要瀏覽器執行緒。

在本篇文章中，您將瞭解如何控制及最佳化變更偵測機制，方法是略過應用程式的部分內容，並僅在必要時執行變更偵測。

Angular 變更偵測功能內部

如要瞭解 Angular 的變更偵測機制運作方式，請參考以下範例應用程式！

您可以在這個 GitHub 存放區中找到應用程式的程式碼。

這個應用程式會列出公司內兩個部門 (銷售和研發) 的員工，並包含兩個元件：

• AppComponent，這是應用程式的根元件，
• 兩個 EmployeeListComponent 例項，一個用於銷售，另一個用於研發。

您可以在 AppComponent 的範本中看到兩個 EmployeeListComponent 例項：

<app-employee-list
  [data]="salesList"
  department="Sales"
  (add)="add(salesList, $event)"
  (remove)="remove(salesList, $event)"
></app-employee-list>

<app-employee-list
  [data]="rndList"
  department="R&D"
  (add)="add(rndList, $event)"
  (remove)="remove(rndList, $event)"
></app-employee-list>

每位員工都有名稱和數值。應用程式會將員工的數值傳遞至業務計算作業，並在畫面上以視覺化方式呈現結果。

注意： 為簡化說明，應用程式會使用效率不佳的 斐波那契函數版本進行計算，以顯示應用程式中大量繫結的影響。

接著來看看 EmployeeListComponent：

const fibonacci = (num: number): number => {
  if (num === 1 || num === 2) {
    return 1;
  }
  return fibonacci(num - 1) + fibonacci(num - 2);
};

@Component(...)
export class EmployeeListComponent {
  @Input() data: EmployeeData[];
  @Input() department: string;
  @Output() remove = new EventEmitter<EmployeeData>();
  @Output() add = new EventEmitter<string>();

  label: string;

  handleKey(event: any) {
    if (event.keyCode === 13) {
      this.add.emit(this.label);
      this.label = '';
    }
  }

  calculate(num: number) {
    return fibonacci(num);
  }
}

EmployeeListComponent 會接受員工清單和部門名稱做為輸入內容。當使用者嘗試移除或新增員工時，元件會觸發相應的輸出內容。元件也會定義 calculate 方法，實作商業計算。

以下是 EmployeeListComponent 的範本：

<h1 title="Department">{{ department }}</h1>
<mat-form-field>
  <input placeholder="Enter name here" matInput type="text" [(ngModel)]="label" (keydown)="handleKey($event)">
</mat-form-field>
<mat-list>
  <mat-list-item *ngFor="let item of data">
    <h3 matLine title="Name">
      {{ item.label }}
    </h3>
    <md-chip title="Score" class="mat-chip mat-primary mat-chip-selected" color="primary" selected="true">
      {{ calculate(item.num) }}
    </md-chip>
  </mat-list-item>
</mat-list>

此程式碼會疊代清單中的所有員工，並為每位員工算繪清單項目。它也包含 ngModel 指示詞，可在輸入內容和 EmployeeListComponent 中宣告的 label 屬性之間進行雙向資料繫結。

有了兩個 EmployeeListComponent 例項，應用程式就會形成下列元件樹狀結構：

AppComponent 是應用程式的根元件。其子項元件是兩個 EmployeeListComponent 例項。每個例項都有一個項目清單 (E₁、E₂ 等)，代表部門中的個別員工。

當使用者開始在 EmployeeListComponent 的輸入方塊中輸入新員工的名稱時，Angular 會針對從 AppComponent 開始的整個元件樹狀結構觸發變更偵測。也就是說，當使用者在文字輸入框中輸入內容時，Angular 會反覆重新計算與每位員工相關聯的數值，以確認這些數值自上次檢查後並未變更。

如要瞭解這項作業的速度，請在 StackBlitz 上開啟未經最佳化的專案版本，然後嘗試輸入員工名稱。

您可以設定範例專案，並開啟 Chrome 開發人員工具的「Performance」分頁，確認速度變慢是因為 fibonacci 函式。

1. 按下 `Control+Shift+J` 鍵 (在 Mac 上為 `Command+Option+J` 鍵) 開啟開發人員工具。
2. 按一下「成效」分頁標籤。

接著，請按一下「Performance」面板左上角的「Record」，然後開始在應用程式中的其中一個文字方塊中輸入內容。幾秒後，再次按一下「Record」 即可停止錄製。Chrome 開發人員工具處理收集到的所有分析資料後，您會看到類似以下的畫面：

如果清單中有許多員工，這個程序可能會阻斷瀏覽器的 UI 執行緒，導致影格掉落，進而導致使用者體驗不佳。

略過元件子樹

當使用者在「銷售」EmployeeListComponent 文字輸入框中輸入內容時，您就知道「研發」部門中的資料不會變更，因此沒有理由在其元件上執行變更偵測。為確保研發環境不會觸發變更偵測，請將 EmployeeListComponent 的 changeDetectionStrategy 設為 OnPush：

import { ChangeDetectionStrategy, ... } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-employee-list',
  template: `...`,
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush,
  styleUrls: ['employee-list.component.css']
})
export class EmployeeListComponent {...}

如今，當使用者輸入文字時，系統只會針對對應的部門觸發變更偵測功能：

您可以參考這篇文章，瞭解如何將這項最佳化措施套用至原始應用程式。

如要進一步瞭解 OnPush 變更偵測策略，請參閱 官方 Angular 說明文件。

如要查看這項最佳化功能的效果，請在 StackBlitz 上的應用程式中輸入新員工。

使用純管道

即使 EmployeeListComponent 的變更偵測策略現在已設為 OnPush，當使用者輸入對應的文字輸入內容時，Angular 仍會重新計算部門中所有員工的數值。

如要改善這項行為，您可以利用純管道。純管道和不純管道都會接受輸入內容，並傳回可在範本中使用的結果。兩者之間的差異在於，純管道只有在收到與先前叫用時不同的輸入內容時，才會重新計算結果。

請注意，應用程式會根據員工的數值計算要顯示的值，並叫用 EmployeeListComponent 中定義的 calculate 方法。如果將計算作業移至純管道，Angular 只會在引數變更時重新計算管道運算式。架構會執行參照檢查，判斷管道的引數是否已變更。也就是說，除非員工的數值更新，否則 Angular 不會執行任何重新計算作業。

以下說明如何將業務計算作業移至名為 CalculatePipe 的管道：

import { Pipe, PipeTransform } from '@angular/core';

const fibonacci = (num: number): number => {
  if (num === 1 || num === 2) {
    return 1;
  }
  return fibonacci(num - 1) + fibonacci(num - 2);
};

@Pipe({
  name: 'calculate'
})
export class CalculatePipe implements PipeTransform {
  transform(val: number) {
    return fibonacci(val);
  }
}

管道的 transform 方法會叫用 fibonacci 函式。請注意，管道是純淨的。除非您另行指定，否則 Angular 會將所有管道視為純管道。

最後，請更新 EmployeeListComponent 範本中的運算式：

<mat-chip-list>
  <md-chip>
    {{ item.num | calculate }}
  </md-chip>
</mat-chip-list>

大功告成！從現在開始，當使用者輸入與任何部門相關聯的文字輸入內容時，應用程式就不會重新計算個別員工的數值。

在下方的應用程式中，您可以看到輸入體驗有多順暢！

如要查看上次最佳化的效果，請在 StackBlitz 上試試這個範例。

原始應用程式採用純管道最佳化功能的程式碼可在這裡取得。

結論

如果 Angular 應用程式在執行階段出現速度變慢的情形，請採取下列做法：

1. 使用 Chrome 開發人員工具分析應用程式，找出導致速度變慢的原因。
2. 導入 OnPush 變更偵測策略，以便修剪元件的子樹狀結構。
3. 將大量運算移至純管道，讓架構執行計算值快取作業。