概述

在声明式UI编程范式中，UI是应用程序状态的函数，应用程序状态的修改会更新响应的UI界面。ArkUI采用了MVVM模式。

ArkUI提供了一系列装饰器实现ViewModel的能力，当自定义组件内变量被装饰器装饰时变为状态变量，状态变量的改变会触发UI渲染刷新。

在ArkUI的开发过程中，如果没有选择合适的装饰器或合理的状态控制更新范围，可能会导致以下问题：

• 状态和UI的不一致，如同一状态的界面元素展示的UI不同，或UI界面展示的不是最新的状态。
• 非必要的UI视图刷新，如只修改局部组件状态时导致组件所在页面的整体刷新。

合理选择装饰器

状态变量的管理有一定的开销，应在合理场景使用，我们应从以下几个方面尽可能的优化状态变量的使用:

• 避免不必要的状态变量的使用
• 删除冗余的状态变量标记
• 使用临时变量替换状态变量，状态变量的变化会引起UI刷新，当我们需要对状态变量进行连续计算等操作时，应使用临时变量进行替换，计算完成后再修改状态变量。
• 最小化共享范围，组件内独享使用@State，组件间共享，ArkUI提供了了@State+@Prop、@State+@Link、@State+@Observed+@ObjectLink、@Provide+@Consume、AppStorage、LocalStorage六种装饰器组合以解决不同范围内的组件间状态共享。按照共享范围能力从小到大，各装饰器组合的共享范围能力和生命周期如下：
  1. @State+@Prop、@State+@Link、@State+@Observed+@ObjectLink：三者的共享范围为从@State所在的组件开始，到@Prop/@Link/ObjectLink所在组件的整条路径，路径上所有的中间组件通过@Prop/@Link/@ObjectLink都可以共享同一个状态。@State修饰的状态和其所属的自定义组件共享生命周期，在组件内定义时创建，组件销毁时被回收。@Link装饰的变量和其所属的自定义组件共享生命周期。@ObjectLink装饰的变量和其所属的自定义组件共享生命周期。
  2. @Provide+@Consume：状态共享范围是以@Provide所在组件为祖先节点的整棵子树，子树上的任意后代组件通过@Consume都可以共享同一个状态。@Provide修饰的变量与其所属的组件绑定，在组件内定义时被创建，在组件销毁时被回收。
  3. LocalStorage：共享范围为UIAbility内以页面为单位的不同组件树间的共享。存储在LocalStorage中的状态的生命周期与LocalStorage绑定。LocalStorage的声明周期由应用程序决定，当应用释放最后一个指向LocalStorage的引用时，LocalStorage被垃圾回收。
  4. AppStorage：共享范围是应用全局。AppStorage与应用的进程绑定，由UI框架在应用程序启动时创建，当应用进程终止，AppStorage被回收。存储在AppStorage中的状态的生命周期与LocalStorage绑定。
• 减少不必要的层层传递
• 按照状态复杂度选择装饰器
  
  1. @State+@Prop组合方案：
     • @Prop装饰器支持接收Object、class、string、number、boolean、enum类型，以及这些类型的数组。
     • @Prop装饰的变量是对父组件传入状态值的深拷贝，当@Prop装饰器装饰的变量为复杂Object、class或其类型数组时，会增加状态创建时间以及占用大量内存。
     • @Prop装饰的变量和父组件是单向绑定的关系。当父组件数据源发生变化时，接收该数据源的@Prop所在组件的实例会重新渲染。 当该组件内被@Prop装饰的变量被修改时，父组件数据源不会变化，父组件实例也不会重新渲染。
  2. @State+@Link组合方案：
     • @Link装饰器支持接收Object、class、string、number、boolean、enum类型，以及这些类型的数组。
     • @Link装饰器修饰的变量是对父组件传入状态的引用的拷贝，两者指向同一个地址。当状态是简单数据类型或简单Object类型时，@Link和@Prop在状态创建时间和内存的占用方面区别不大。当状态为复杂的Object、class或其类型数组时，@Link相较@Prop能明显减少状态创建时间和内存的占用。
     • @Link装饰器的变量和父组件是双向绑定的关系。当父组件数据源发生变化时，接收该数据源的@Link所在组件的实例会重新渲染。 当该组件内被@Link装饰的变量被修改时，父组件数据源会同步修改，父组件实例也会重新渲染。
  3. @State+@Observed+@ObjectLink组合方案：
     • @ObjectLink只支持接收被@Observed装饰的class实例及继承Date或者Array的class实例。
     • @ObjectLink装饰的变量是只读的，不支持对状态重新赋值。
     • @ObjectLink必须配合@Observed使用，它的设计是为了解决对嵌套类对象属性变化的监听，如需要观察对象数组中单个数据项的属性值变化，或嵌套对象的对象类型属性的子属性变化。

结合三个方案的特性，在选择时有如下建议：

• 需要观察嵌套类对象的深层属性变化的场景，选择@State+@Observed+@ObjectLink。
• 状态是复杂对象、类或其类型数组的场景，选择@State+@Link。
• 状态是简单数据类型时，使用@State+@Link和@State+@Prop均可。在功能层面上，依据@Prop单向绑定的特性，@State+@Prop适合用于非实时修改的场景，如编辑电话薄联系人信息时，展示编辑界面的子组件信息的修改要求不实时同步回父组件，需要等到编辑完成后点击“确认”按钮时才会以事件驱动的方式修改父组件的状态。依据@Link双向绑定的特性，@State+@Link适合用于实时修改的场景，如组件嵌套时的滚动条同步。

使用监听和订阅精准控制组件刷新

多个组件依赖对象中的不同属性时，直接关联该对象会出现改变任一属性所有组件都刷新的现象，可以通过将类中的属性拆分组合成新类的方式精准控制组件刷新。

@Watch装饰器监听数据源

在组件中使用@Watch装饰器监听数据源，当数据变化时执行业务逻辑，确保只有满足条件的组件进行刷新。

@Entry
@Component
struct UseWatchListener {
  @State currentIndex: number = 0; // 当前选中的列表项下标
  private listData: string[] = [];

  aboutToAppear(): void {
    for (let i = 0; i < 10; i++) {
      this.listData.push(`组件 ${i}`);
    }
  }

  build() {
    Row() {
      Column() {
        List() {
          ForEach(this.listData, (item: string, index: number) => {
            ListItem() {
              ListItemComponent({ item: item, index: index, currentIndex: this.currentIndex })
            }
          })
        }
        .height('100%')
        .width('100%')
        .alignListItem(ListItemAlign.Center)
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

@Component
struct ListItemComponent {
  @Prop item: string;
  @Prop index: number; // 列表项的下标
  @Link @Watch('onCurrentIndexUpdate') currentIndex: number;
  @State color: Color = Math.abs(this.index - this.currentIndex) <= 1 ? Color.Red : Color.Blue;

  isRender(): number {
    console.info(`ListItemComponent ${this.index} Text is rendered`);
    return 50;
  }

  onCurrentIndexUpdate() {
    // 根据当前列表项下标index与currentIndex的差值来动态修改color的值
    this.color = Math.abs(this.index - this.currentIndex) <= 1 ? Color.Red : Color.Blue;
  }

  build() {
    Column() {
      Text(this.item)
        .fontSize(this.isRender())
        .fontColor(this.color)
        .onClick(() => {
          this.currentIndex = this.index;
        })
    }
  }
}

上述代码中，ListItemComponent组件中的状态变量currentIndex使用@Watch装饰，Text组件直接关联新的状态变量color。当currentIndex发生变化时，会触发onCurrentIndexUpdate方法，在其中将表达式的运算结果赋值给状态变量color。只有color的值发生变化时，Text组件才会重新渲染，运行效果图如下：

被依赖的数据源仅在父子或兄弟关系的组件中传递时，可以参考上述示例，使用@State/@Link/@Watch装饰器进行状态管理，实现组件的精准刷新。

当组件关系层级较多但都归属于同一个确定的组件树时，推荐使用@Provide/@Consume传递数据，使用@Watch装饰器监听数据变化，在监听回调中执行业务逻辑。

使用自定义事件发布订阅

当组件关系复杂或跨越层级过多时，推荐使用EventHub或者Emitter自定义事件发布订阅的方式。当数据源改变时发布事件，依赖该数据源的组件通过订阅事件来获取数据源的改变，完成业务逻辑的处理，从而实现组件的精准刷新。