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在開發復雜的用戶界面或應用時，開發者需要有效地管理狀態的存儲、計算、無效化和同步，并且要確保狀態能夠準確地反映到視圖層。處理這樣的狀態管理任務是非常困難的，因為狀態不僅僅是簡單的值，還可能包括依賴于其它狀態的計算結果，這些計算結果本身也可能是動態計算的。

Signals的主要目標就是為應用狀態提供一個易于管理的基礎設施，使開發者可以將更多的精力放在業務邏輯實現上，而不是繁瑣的細節處理。Signals擅長在復雜的依賴關系中無縫地傳遞狀態變化，提供一種自動化的方式去處理狀態管理其它方式無法或難以處理的情況。

而且，Signals不僅在UI上下文中有實用價值，在非UI上下文（如在構建系統中，用以避免不必要的重建）中同樣具有實用價值。

我們首先看看Signals是什么以及它存在的意義。我們會深入討論為什么在用戶界面復雜的應用程序中，需要一個有效的處理狀態的存儲、計算、同步的方法，以及Signals在非UI上下文的應用，比如在構建系統中用以避免不必要的重建。

我們將探討Signals是如何消除手動管理更新應用程序的需求，為我們提供了一種新的編程模式——聲明式編程。我們將解析一些相關示例，說明聲明式編程如何根據狀態的變化進行自動更新。

比起Signals模式,傳統的pub/sub模式在管理應用狀態時到底存在哪些問題？我們將分析一段簡單的Javascript代碼，理解如果不適用Signals而采用傳統的方式進行開發時可能會遇到的挑戰。

盡管JavaScript或Web平臺中沒有內置Signals機制，但是雙向數據綁定一直是UI框架的核心。然而Signals作為一種反應式方法，已經在多種框架中得到了實現。在這一部分，我們將通過proposal-signals提案深入研究Signals如何在JavaScript中得到實現，并探討Signals的優越性。

最后，我們會討論Signals的未來發展方向，包括對HTML/DOM的集成等，并提供一些進一步學習的參考鏈接，幫助讀者進一步理解和掌握Signals。

接下來我們就開始詳細討論每一個部分。

首先，我們需要明確Signals是什么？簡單的說，Signals的目標就是提供一個基礎設施，用于管理應用狀態，讓開發者能夠專注于業務邏輯，而非繁瑣的細節處理。

在構建復雜的用戶界面時，我們需要快速響應各種狀態的變化。例如，用戶的輸入，服務器的響應，定時器的觸發等。每個狀態的變化，可能會影響UI的顯示。例如，用戶輸入變化，可能需要實時顯示搜索結果；服務器響應變化，可能需要刷新頁面；定時器觸發，可能需要更新倒計時。這些狀態的變化，都需要通過某種機制來觸發UI的更新。這種機制，就是Signals。

Signals不僅僅美化了代碼，使它更易讀，更具可維護性，而且還提高了代碼的執行效率。它通過單向數據流與States進行交互，并關聯所有計算和／或副作用以反應新的變更。

得益于Signals的出現，開發者在處理狀態相關的業務邏輯時，可以擺脫關注繁瑣的細節問題，讓我們的焦點更加集中在實現所要解決的問題本身。

對于非UI的上下文，例如構建系統中，Signals同樣有很大的應用價值，它可以用來避免不必要的重建，提升了開發的效率。

為了更好的理解Signals，下面我們將深入探討聲明式編程以及它在管理應用狀態的角色。

Signals 是支持聲明式編程的主要構件之一。它取消了手動管理應用更新，轉而采用了一種根據狀態自動更新的聲明式編程模型。

基于命令式編程，開發者需要一步步編寫表示每一個操作過程的代碼，告訴機器需要做什么。例如，對某個HTML元素改變屬性，需要先獲取元素，再改變目標屬性。對于復雜應用，需要通過大量復雜的命令來進行細微的狀態改變，每一次狀態改變都會重新獲取元素和更新屬性，帶來了很多的重復性操作，并且使得整體代碼的復雜度大大提高。

聲明式編程，就是描述我們想做什么，而非告訴計算機如何去做。這種編程模式，將狀態聲明為函數或者計算的結果，只要狀態的值發生了變化，那么依賴這個狀態的函數或者計算的結果也自然就會更新。這種聲明式的方法，避免了我們重復的去獲取及更新元素。

那么，Signals如何與聲明式編程結合，構建出一套全新的，高效的狀態處理方式呢？我們接下來將詳細解析。

在傳統的JavaScript中，我們可能會使用類似下面的方式來處理一個簡單的業務邏輯：

在上述代碼中，有一個變量counter，我們希望無論counter是偶數還是奇數，都能將其渲染到DOM中，并且每次counter發生變化時，我們使用parity來更新DOM。

這種方式存在一些問題：

• 設置counter的樣板代碼繁重。
• counter狀態與渲染系統緊密耦合。
• 如果counter發生變化但parity沒有，比如從2變為4，會進行不必要的計算和渲染。

想象一下，如果我們在處理更為復雜的業務邏輯，那么會增加更多的狀態變量，更多的邏輯判斷，我們將不得不維護復雜的業務狀態樹。這種觀察者模式簡直就是一場程序員的噩夢。

盡管我們可以使用pub/sub模型來解決這個問題，但是它帶來了新的挑戰：

• 需要精確訂閱狀態的變化，很難獲取準確的時機去訂閱和取消訂閱。
• 管理訂閱和取消訂閱邊界變得復雜，我們可能需要定義很多復雜的規則去識別。
• 它增加了大量的樣板代碼，使得管理狀態變得愈加繁雜。

好在，我們有Signals，下面我們就來看看Signals如何解決這些問題。

以上代碼展示了如何使用Signals來實現同樣的功能。你會發現，我們消除了很多樣板代碼。并且很好地解決了pub/sub帶來的問題。實際上，Signals帶來了以下優勢：

• 自動依賴性跟蹤：計算信號會自動發現所依賴的任何其他信號。在創建新的計算信號時，我們不需要在意計算信號的依賴關系。只需要簡單地使用已經存在的信號，Signals就會自動識別并追蹤依賴關系。
• 惰性求值：計算信號在聲明時不會立即求值，而是在明確請求其值時才執行。這意味著我們創建的計算信號，不會因為我們沒有使用而浪費計算資源。
• 自動緩存：計算信號會緩存其最后的值，如果我們再次請求這個值而信號值并沒有變化，那么就不需要重新計算，而是直接返回緩存的結果，以此來避免不必要的計算。
• 與開發工具的融合：內置信號使JavaScript運行時以及相關的開發工具更好地支持信號的檢查。開發者能夠更直觀的看到信號的變化，以最大程度的提高開發效率。

從上面的簡單示例中，我們可以發現，使用Signals可以使我們的代碼變得更加簡潔明了，易于維護和擴展，提高了開發效率。

Signals的未來顯然不會止步于此，它將繼續往前發展，目前的前景非常廣闊。對HTML/DOM的集成只是它未來可能進行的嘗試之一，還有很多其他的可能性等待我們去探索。