HarmonyOS开发实战（ Beta5版）状态管理优秀实践

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] })
    }
  }
}

【性能对比】

使用Profiler工具分别抓取优化前后耗时(H:FlushLayoutTask)进行对比分析。

优化前@Prop耗时：

优化后@ObjectLink耗时：

	组件创建耗时	说明
优化前	24ms273μs	@Prop进行了深拷贝，耗时久
优化后	16ms566μs	@ObjectLink不会进行深拷贝，耗时短

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<number> = [4, 1, 3, 2]; // 未使用状态变量装饰器
  realState2: Color = Color.Yellow;

  updateUI1(param: Array<number>): Array<number> {
    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<number>) => {
          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<number> = [4, 1, 3, 2];
  @State realState2: Color = Color.Yellow;
  build() {
    Column({ space: 20 }) {
      ForEach(this.realState1,
        (item: Array<number>) => {
          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
    })
  }
}

【性能对比】

使用Profiler工具分别抓取优化前后点击move按钮后页面的脏节点更新耗时(H:FlushDirtyNodeUpdate)进行对比分析。

优化前脏节点更新耗时：

优化后脏节点更新耗时：

	脏节点更新耗时(局限不同设备和场景，数据仅供参考)	说明
优化前	2ms481μs	状态变量关联的脏节点数量多，更新耗时久
优化后	225μs	减少了状态变量关联的脏节点数量，更新耗时短

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。具体可参考精准控制组件的更新范围和状态管理合理使用开发指导两篇文章。

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
    })
  }
}

建议使用临时变量替换状态变量

在应用开发中，应尽量减少对状态变量的直接赋值，通过临时变量完成数据计算操作。

状态变量发生变化时，ArkUI会查询依赖该状态变量的组件并执行依赖该状态变量的组件的更新方法，完成组件渲染的行为。通过使用临时变量的计算代替直接操作状态变量，可以使ArkUI仅在最后一次状态变量变更时查询并渲染组件，减少不必要的行为，从而提高应用性能。状态变量行为可参考@State装饰器：组件内状态。

【反例】

import { hiTraceMeter } from '@kit.PerformanceAnalysisKit';

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

  appendMsg(newMsg: string) {
    // 性能打点
    hiTraceMeter.startTrace('StateVariable', 1);
    this.message += newMsg;
    this.message += ';';
    this.message += '<br/>';
    hiTraceMeter.finishTrace('StateVariable', 1);
  }

  build() {
    Column() {
      Button('点击打印日志')
        .onClick(() => {
          this.appendMsg('操作状态变量');
        })
        .width('90%')
        .backgroundColor(Color.Blue)
        .fontColor(Color.White)
        .margin({
          top: 10
        })
    }
    .justifyContent(FlexAlign.Start)
    .alignItems(HorizontalAlign.Center)
    .margin({
      top: 15
    })
  }
}

直接操作状态变量，三次触发计算函数，运行耗时结果如下

【正例】

import { hiTraceMeter } from '@kit.PerformanceAnalysisKit';

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

  appendMsg(newMsg: string) {
    // 性能打点
    hiTraceMeter.startTrace('TemporaryVariable', 2);
    let message = this.message;
    message += newMsg;
    message += ';';
    message += '<br/>';
    this.message = message;
    hiTraceMeter.finishTrace('TemporaryVariable', 2);
  }

  build() {
    Column() {
      Button('点击打印日志')
        .onClick(() => {
          this.appendMsg('操作临时变量');
        })
        .width('90%')
        .backgroundColor(Color.Blue)
        .fontColor(Color.White)
        .margin({
          top: 10
        })
    }
    .justifyContent(FlexAlign.Start)
    .alignItems(HorizontalAlign.Center)
    .margin({
      top: 15
    })
  }
}

使用临时变量取代状态变量的计算，三次触发计算函数，运行耗时结果如下

【总结】

计算方式	耗时(局限不同设备和场景，数据仅供参考)	说明
直接操作状态变量	1.01ms	增加了ArkUI不必要的查询和渲染行为，导致性能劣化
使用临时变量计算	0.63ms	减少了ArkUI不必要的行为，优化性能

最后

小编在之前的鸿蒙系统扫盲中，有很多朋友给我留言，不同的角度的问了一些问题，我明显感觉到一点，那就是许多人参与鸿蒙开发，但是又不知道从哪里下手，因为资料太多，太杂，教授的人也多，无从选择。有很多小伙伴不知道学习哪些鸿蒙开发技术？不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点？而且学习时频繁踩坑，最终浪费大量时间。所以有一份实用的鸿蒙（HarmonyOS NEXT）文档用来跟着学习是非常有必要的。

为了确保高效学习，建议规划清晰的学习路线，涵盖以下关键阶段：

GitCode - 全球开发者的开源社区,开源代码托管平台 希望这一份鸿蒙学习文档能够给大家带来帮助~

鸿蒙（HarmonyOS NEXT）最新学习路线