本文最初发表于Medium网站，由 InfoQ 中文站翻译分享。
在现代 Web 开发中，状态管理是交互式应用程序的基石。在前端框架领域，Qwik 是很有前景的新成员，它引入了一种高效且新颖的反应式模型。本文将揭开 Qwik 的反应式状态管理的神秘面纱，让我们一窥其内部运行原理，并展示如何利用它构建性能优异的动态用户界面。
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Qwik 反应式的基本知识
就其本质而言，Qwik 的反应式系统是围绕细粒度反应性（fine-grained reactivity）的概念设计的。与依赖虚拟 DOM 跟踪变化的传统框架不同，Qwik 直接在实际 DOM 上运行，它附加了监听器并且只会更新 DOM 中发生变化的部分。这种方式最大限度地减少了开销并提高了性能，尤其适用于大型应用程序。
我们从一个简单的计数器组件开始，以理解 Qwik 中的状态管理是如何运行的：
import { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const Counter = component$(() => { const state = useStore({ count: 0 });
return ( <div> <button onClick$={() => state.count--}>-</button> <span> {state.count} </span> <button onClick$={() => state.count++}>+</button> </div> );});
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在本例中，useStore创建了一个反应式状态，当state.count发生变化的时候，会自动更新 DOM。onClick$中的后缀$表示事件处理器是可以序列化的，并且能够延迟加载。
Qwik 还允许使用计算值（computed value）和副作用（side effect），这些反应式操作可以生成新数据或执行响应状态变化的操作。
import { component$, useStore, useWatch$ } from '@builder.io/qwik';
export const TemperatureConverter = component$(() => { const state = useStore({ celsius: 0 });
useWatch$(({ track }) => { track(() => state.celsius); const fahrenheit = (state.celsius * 9) / 5 + 32; console.log(`The temperature is ${fahrenheit}°F`); });
return ( <div> <label for="celsius">Celsius:</label> <input id="celsius" type="number" value={state.celsius} onInput$={(event) => (state.celsius = +event.target.value)} /> </div> );});
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在TemperatureConverter组件中，useWatch$用来创建一个副作用，当celsius状态发生变化时，它会以华氏温度为单位记录温度。track函数用于指定哪个状态应该触发副作用。
反应性的幕后原理
Qwik 的反应性得益于其智能的差分（diffing）算法，该算法能够根据状态变化确定可能发生变化的最小的 DOM 范围。这是通过使用“存储”来实现的，它是一个轻量级代理，用于跟踪状态的访问和变化。
当组件渲染时，Qwik 会创建一个访问属性的快照。当发生改变状态的事件时，Qwik 会将新状态与快照进行对比，并且只更新 DOM 中依赖已变更属性的部分。
import { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const StoreExample = component$(() => { const store = useStore({ name: 'Qwik' });
return ( <div> <input type="text" onInput$={(event) => (store.name = event.target.value)} /> <p>Hello, {store.name}!</p> </div> );});
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在StoreExample中，useStore创建了一个带有name属性的反应式存储。当输入的值发生变化时，name属性就会更新，Qwik 会自动更新<p>标签，以反映新的名称。
import { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const DiffingExample = component$(() => { const store = useStore({ firstName: 'John', lastName: 'Doe' });
return ( <div> <input type="text" placeholder="First Name" onInput$={(event) => (store.firstName = event.target.value)} /> <input type="text" placeholder="Last Name" onInput$={(event) => (store.lastName = event.target.value)} /> <p> Full Name: {store.firstName} {store.lastName} </p> </div> );});
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在DiffingExample中，每个输入字段都会更新存储中的不同属性。Qwik 的差分算法确保输入First Name字段时，只会更新<p>标签的firstName部分，Last Name字段同样如此。
使用 Qwik 的优化
Qwik 的反应式模型不仅关系到性能，还涉及到开发人员的体验。该框架提供了一系列最佳实践和工具，它们使得编写高效的反应式代码更容易：
import { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const InlineExample = component$(() => { const state = useStore({ active: false });
return ( <button onClick$={() => (state.active = !state.active)}> {state.active ? 'Active' : 'Inactive'} </button> );});
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在本例中，点击处理器是内联定义的，这样 Qwik 就能将处理器与按钮元素序列化，从而提高加载和交互效率。
import { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const LazyLoadingExample = component$(() => { const state = useStore({ loaded: false });
return ( <div> <button onClick$={async () => { state.loaded = true; await import('./HeavyComponent'); }} > Load Heavy Component </button> {state.loaded && <HeavyComponent />} </div> );});
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在LazyLoadingExample中，HeavyComponent在用户点击按钮前并不会加载，这展示了 Qwik 是如何优化资源加载的。
mport { component$, useStore } from '@builder.io/qwik';
export const SerializationExample = component$(() => { const state = useStore({ count: 0 });
return ( <div> <button onClick$={() => state.count++}> Increment </button> <span>Count: {state.count}</span> </div> );});
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在SerializationExample中，onClick$处理器会与按钮一起序列化。当点击按钮时，Qwik 能够知道只需加载递增操作所需的代码。
通过应用这些优化技术，开发人员可以确保他们的 Qwik 应用程序不仅性能优异，而且还能提供无缝的用户体验。Qwik 对优化的重视体现在其 API 设计中，它鼓励开发人员只需编写代码即可，性能更好的应用程序是水到渠成的。
结论
Qwik 的反应式状态管理印证了该框架对性能和可扩展性的承诺。通过了解和利用其反应性模型，开发人员可以创建出不仅速度快捷、反应灵敏，而且可维护性强、易于使用的 web 应用。
随着 web 开发的不断发展，像 Qwik 这样的框架正在引领着潮流。凭借其神奇的底层技术，Qwik 将成为重视性能和用户体验的开发人员的最爱。
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