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鸿蒙（HarmonyOS）性能优化实战-状态管理

2024-10-29 技术方案 72

为了帮助应用程序开发人员提高其应用程序质量，特别是在高效的状态管理方面。本章节面向开发者提供了多个在开发ArkUI应用中常见的低效开发的场景，并给出了对应的解决方案。此外，还提供了同一场景下，推荐用法和不推荐用法的对比和解释说明，更直观地展示两者区别，从而帮助开发者学习如何正确地在应用开发中使用状态变量，进行高性能开发。

使用@ObjectLink代替@Prop减少不必要的深拷贝

在应用开发中，开发者经常会进行父子组件的数值传递，而在不会改变子组件内状态变量值的情况下，使用@Prop装饰状态变量会导致组件创建的耗时增加，从而影响一部分性能。

【反例】

@Observed
class ClassA {
  public c: number = 0;

  constructor(c: number) {
    this.c = c;
  }
}

@Component
struct PropChild {
  @Prop testNum: ClassA; // @Prop 装饰状态变量会深拷贝

  build() {
    Text(`PropChild testNum ${this.testNum.c}`)
  }
}

@Entry
@Component
struct Parent {
  @State testNum: ClassA[] = [new ClassA(1)];

  build() {
    Column() {
      Text(`Parent testNum ${this.testNum[0].c}`)
        .onClick(() => {
          this.testNum[0].c += 1;
        })

      // PropChild没有改变@Prop testNum: ClassA的值，所以这时最优的选择是使用@ObjectLink
      PropChild({ testNum: this.testNum[0] })
    }
  }
}

在上文的示例中，PropChild组件没有改变@Prop testNum: ClassA的值，所以这时较优的选择是使用@ObjectLink，因为@Prop是会深拷贝数据，具有拷贝的性能开销，所以这个时候@ObjectLink是比@Link和@Prop更优的选择。

【正例】

@Observed
class ClassA {
  public c: number = 0;

  constructor(c: number) {
    this.c = c;
  }
}

@Component
struct PropChild {
  @ObjectLink testNum: ClassA; // @ObjectLink 装饰状态变量不会深拷贝

  build() {
    Text(`PropChild testNum ${this.testNum.c}`)
  }
}

@Entry
@Component
struct Parent {
  @State testNum: ClassA[] = [new ClassA(1)];

  build() {
    Column() {
      Text(`Parent testNum ${this.testNum[0].c}`)
        .onClick(() => {
          this.testNum[0].c += 1;
        })

      // 当子组件不需要发生本地改变时，优先使用@ObjectLink，因为@Prop是会深拷贝数据，具有拷贝的性能开销，所以这个时候@ObjectLink是比@Link和@Prop更优的选择
      PropChild({ testNum: this.testNum[0] })
    }
  }
}

不使用状态变量强行更新非状态变量关联组件

【反例】

@Entry
@Component
struct CompA {
  @State needsUpdate: boolean = true;
  realState1: Array = [4, 1, 3, 2]; // 未使用状态变量装饰器
  realState2: Color = Color.Yellow;

  updateUI1(param: Array): Array {
    const triggerAGet = this.needsUpdate;
    return param;
  }
  updateUI2(param: Color): Color {
    const triggerAGet = this.needsUpdate;
    return param;
  }
  build() {
    Column({ space: 20 }) {
      ForEach(this.updateUI1(this.realState1),
        (item: Array) => {
          Text(`${item}`)
        })
      Text("add item")
        .onClick(() => {
          // 改变realState1不会触发UI视图更新
          this.realState1.push(this.realState1[this.realState1.length-1] + 1);

          // 触发UI视图更新
          this.needsUpdate = !this.needsUpdate;
        })
      Text("chg color")
        .onClick(() => {
          // 改变realState2不会触发UI视图更新
          this.realState2 = this.realState2 == Color.Yellow ? Color.Red : Color.Yellow;

          // 触发UI视图更新
          this.needsUpdate = !this.needsUpdate;
        })
    }.backgroundColor(this.updateUI2(this.realState2))
    .width(200).height(500)
  }
}

上述示例存在以下问题：

  • 应用程序希望控制UI更新逻辑，但在ArkUI中，UI更新的逻辑应该是由框架来检测应用程序状态变量的更改去实现。
  • this.needsUpdate是一个自定义的UI状态变量，应该仅应用于其绑定的UI组件。变量this.realState1、this.realState2没有被装饰，他们的变化将不会触发UI刷新。
  • 但是在该应用中，用户试图通过this.needsUpdate的更新来带动常规变量this.realState1、this.realState2的更新，此方法不合理且更新性能较差。

【正例】

要解决此问题，应将realState1和realState2成员变量用@State装饰。一旦完成此操作，就不再需要变量needsUpdate。

@Entry
@Component
struct CompA {
  @State realState1: Array = [4, 1, 3, 2];
  @State realState2: Color = Color.Yellow;
  build() {
    Column({ space: 20 }) {
      ForEach(this.realState1,
        (item: Array) => {
          Text(`${item}`)
        })
      Text("add item")
        .onClick(() => {
          // 改变realState1触发UI视图更新
          this.realState1.push(this.realState1[this.realState1.length-1] + 1);
        })
      Text("chg color")
        .onClick(() => {
          // 改变realState2触发UI视图更新
          this.realState2 = this.realState2 == Color.Yellow ? Color.Red : Color.Yellow;
        })
    }.backgroundColor(this.realState2)
    .width(200).height(500)
  }
}

精准控制状态变量关联的组件数

建议每个状态变量关联的组件数应该少于20个。精准控制状态变量关联的组件数能减少不必要的组件刷新，提高组件的刷新效率。有时开发者会将同一个状态变量绑定多个同级组件的属性，当状态变量改变时，会让这些组件做出相同的改变，这有时会造成组件的不必要刷新，如果存在某些比较复杂的组件，则会大大影响整体的性能。但是如果将这个状态变量绑定在这些同级组件的父组件上，则可以减少需要刷新的组件数，从而提高刷新的性能。

【反例】

@Observed
class Translate {
  translateX: number = 20;
}
@Component
struct Title {
  @ObjectLink translateObj: Translate;
  build() {
    Row() {
      Image($r('app.media.icon'))
        .width(50)
        .height(50)
        .translate({
          x:this.translateObj.translateX // this.translateObj.translateX used in two component both in Row
        })
      Text("Title")
        .fontSize(20)
        .translate({
          x: this.translateObj.translateX
        })
    }
  }
}
@Entry
@Component
struct Page {
  @State translateObj: Translate = new Translate();
  build() {
    Column() {
      Title({
        translateObj: this.translateObj
      })
      Stack() {
      }
      .backgroundColor("black")
      .width(200)
      .height(400)
      .translate({
        x:this.translateObj.translateX //this.translateObj.translateX used in two components both in Column
      })
      Button("move")
        .translate({
          x:this.translateObj.translateX
        })
        .onClick(() => {
          animateTo({
            duration: 50
          },()=>{
            this.translateObj.translateX = (this.translateObj.translateX + 50) % 150;
          })
        })
    }
  }
}

在上面的示例中，状态变量this.translateObj.translateX被用在多个同级的子组件下，当this.translateObj.translateX变化时，会导致所有关联它的组件一起刷新，但实际上由于这些组件的变化是相同的，因此可以将这个属性绑定到他们共同的父组件上，来实现减少组件的刷新数量。经过分析，所有的子组件其实都处于Page下的Column中，因此将所有子组件相同的translate属性统一到Column上，来实现精准控制状态变量关联的组件数。

【正例】

@Observed
class Translate {
  translateX: number = 20;
}
@Component
struct Title {
  build() {
    Row() {
      Image($r('app.media.icon'))
        .width(50)
        .height(50)
      Text("Title")
        .fontSize(20)
    }
  }
}
@Entry
@Component
struct Page1 {
  @State translateObj: Translate = new Translate();
  build() {
    Column() {
      Title()
      Stack() {
      }
      .backgroundColor("black")
      .width(200)
      .height(400)
      Button("move")
        .onClick(() => {
          animateTo({
            duration: 50
          },()=>{
            this.translateObj.translateX = (this.translateObj.translateX + 50) % 150;
          })
        })
    }
    .translate({ // the component in Column shares the same property translate
      x: this.translateObj.translateX
    })
  }
}

合理控制对象类型状态变量关联的组件数量

如果将一个复杂对象定义为状态变量，需要合理控制其关联的组件数。当对象中某一个成员属性发生变化时，会导致该对象关联的所有组件刷新，尽管这些组件可能并没有直接使用到该改变的属性。为了避免这种“冗余刷新”对性能产生影响，建议合理拆分该复杂对象，控制对象关联的组件数量。

查询状态变量关联的组件数

在应用开发中，可以通过HiDumper查看状态变量关联的组件数，进行性能优化。具体可参考状态变量组件定位工具实践。

避免在for、while等循环逻辑中频繁读取状态变量

在应用开发中，应避免在循环逻辑中频繁读取状态变量，而是应该放在循环外面读取。

【反例】

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = '';

  build() {
    Column() {
      Button('点击打印日志')
        .onClick(() => {
          for (let i = 0; i < 10; i++) {
            hilog.info(0x0000, 'TAG', '%{public}s', this.message);
          }
        })
        .width('90%')
        .backgroundColor(Color.Blue)
        .fontColor(Color.White)
        .margin({
          top: 10
        })
    }
    .justifyContent(FlexAlign.Start)
    .alignItems(HorizontalAlign.Center)
    .margin({
      top: 15
    })
  }
}

【正例】

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = '';

  build() {
    Column() {
      Button('点击打印日志')
        .onClick(() => {
          let logMessage: string = this.message;
          for (let i = 0; i < 10; i++) {
            hilog.info(0x0000, 'TAG', '%{public}s', logMessage);
          }
        })
        .width('90%')
        .backgroundColor(Color.Blue)
        .fontColor(Color.White)
        .margin({
          top: 10
        })
    }
    .justifyContent(FlexAlign.Start)
    .alignItems(HorizontalAlign.Center)
    .margin({
      top: 15
    })
  }
}
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