Angular2でsetIntervalを使う際のベストプラクティス：不要な値変更チェックを回避する方法

はじめに (対象読者・この記事でわかること)

この記事は、Angular2以降のバージョンを使用している開発者、特にsetIntervalを使ったタイマー機能を実装したいと考えている方を対象としています。Angularフレームワークを使った開発において、setIntervalは定期的な処理を実装する上で非常に便利ですが、実装方法によってはパフォーマンスの低下を引き起こすことがあります。本記事では、Angularの変更検知メカニズムとsetIntervalの関係性を理解し、不要な変更検知を防ぐための実装方法を具体的に解説します。読了後、setIntervalを使ったタイマー機能をパフォーマンスに影響を与えずに実装できるようになります。

前提知識

この記事を読み進める上で、以下の知識があるとスムーズです。

Angularの基本的なコンポーネントの作成方法
TypeScriptの基本的な知識
Angularの変更検知メカニズムの基本的な理解

Angularの変更検知とsetIntervalの関係性

Angularの変更検知メカニズムは、コンポーネントのプロパティ変更を監視し、変更があった場合にビューを更新する仕組みです。setIntervalを使って定期的にデータを更新する場合、通常の実装では各タイマーイベントごとに変更検知がトリガーされ、不要なレンダリングが発生してしまいます。

特に、Angular2以降のバージョンでは、変更検知の最適化が進められていますが、setIntervalのような外部イベントソースから変更が通知される場合、Angularの変更検知サイクルに乗っかる必要があります。これにより、意図せず変更検知が頻繁に実行され、パフォーマンスの低下を招くことがあります。

不要な変更検知を回避する具体的な実装方法

ステップ1：通常のsetIntervalの実装と問題点

まず、setIntervalを使った一般的な実装方法を見てみましょう。以下は、タイマーを使ってカウントアップするシンプルなコンポーネントの例です。

Typescript

import { Component, OnInit } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-timer',
  template: `
    <div>
      <p>経過時間: {{ seconds }}秒</p>
    </div>
  `
})
export class TimerComponent implements OnInit {
  seconds: number = 0;

  ngOnInit() {
    setInterval(() => {
      this.seconds++;
    }, 1000);
  }
}

この実装では、1秒ごとにsecondsプロパティが更新され、変更検知がトリガーされます。一見問題ないように見えますが、実際には以下のような問題があります：

タイマーイベントごとに変更検知が実行される
コンポーネントが破棄された際にタイマーがクリーンアップされない
ゾーン外（Angularの変更検知の外側）で実行されるため、変更検知が期待通りに動作しない場合がある

ステップ2：NgZoneを使った変更検知の制御

Angularでは、NgZoneサービスを使って変更検知の制御が可能です。NgZoneは、Angularの変更検知サイクル内または外でコードを実行するための仕組みを提供します。

以下は、NgZoneを使った改善版の実装例です：

Typescript

import { Component, OnInit, NgZone } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-timer',
  template: `
    <div>
      <p>経過時間: {{ seconds }}秒</p>
    </div>
  `
})
export class TimerComponent implements OnInit {
  seconds: number = 0;

  constructor(private zone: NgZone) {}

  ngOnInit() {
    this.zone.runOutsideAngular(() => {
      setInterval(() => {
        // ゾーン外で実行
        this.zone.run(() => {
          // ビュー更新が必要な部分のみで変更検知を実行
          this.seconds++;
        });
      }, 1000);
    });
  }
}

この実装では、runOutsideAngularを使ってタイマー自体はAngularの変更検知サイクル外で実行し、必要な部分のみでrunを使って変更検知を実行しています。これにより、不要な変更検知を回避できます。

さらに、コンポーネントの破棄時にタイマーをクリーンアップする必要があります：

Typescript

import { Component, OnInit, OnDestroy, NgZone } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'app-timer',
  template: `
    <div>
      <p>経過時間: {{ seconds }}秒</p>
    </div>
  `
})
export class TimerComponent implements OnInit, OnDestroy {
  seconds: number = 0;
  private timerId: any;

  constructor(private zone: NgZone) {}

  ngOnInit() {
    this.zone.runOutsideAngular(() => {
      this.timerId = setInterval(() => {
        this.zone.run(() => {
          this.seconds++;
        });
      }, 1000);
    });
  }

  ngOnDestroy() {
    // コンポーネント破棄時にタイマーをクリーンアップ
    if (this.timerId) {
      clearInterval(this.timerId);
    }
  }
}

ステップ3：RxJSを使った代替案

Angularでは、RxJSを使った実装が推奨される場合があります。RxJSのtimerオペレータを使うと、setIntervalと同様の機能を提供しつつ、Angularの変更検知と連携しやすくなります。

以下は、RxJSを使った実装例です：

Typescript

import { Component, OnInit, OnDestroy } from '@angular/core';
import { timer, Subscription } from 'rxjs';

@Component({
  selector: 'app-timer',
  template: `
    <div>
      <p>経過時間: {{ seconds }}秒</p>
    </div>
  `
})
export class TimerComponent implements OnInit, OnDestroy {
  seconds: number = 0;
  private subscription: Subscription;

  ngOnInit() {
    // RxJSのtimerオペレータを使用
    this.subscription = timer(0, 1000).subscribe(() => {
      this.seconds++;
    });
  }

  ngOnDestroy() {
    // 購読を解除してリソースを解放
    if (this.subscription) {
      this.subscription.unsubscribe();
    }
  }
}

この実装では、RxJSのtimerオペレータを使って1秒ごとに値を発行し、それをsubscribeで受け取っています。RxJSを使うことで、以下の利点があります：

Angularの変更検知と自然に連携する
複雑な非同期処理をチェーンで記述できる
エラーハンドリングが容易
リソース管理が明確になる

さらに、asyncパイプを使ってテンプレート側で変更検知を管理することもできます：

Typescript

import { Component, OnInit, OnDestroy } from '@angular/core';
import { timer, Observable } from 'rxjs';

@Component({
  selector: 'app-timer',
  template: `
    <div>
      <p>経過時間: (seconds$ | async)秒</p>
    </div>
  `
})
export class TimerComponent implements OnInit, OnDestroy {
  seconds$: Observable<number>;

  ngOnInit() {
    // RxJSのtimerオペレータを使用
    this.seconds$ = timer(0, 1000).pipe(
      map(value => value + 1) // 0からではなく1から始める
    );
  }

  ngOnDestroy() {
    // asyncパイプが自動で購読解除してくれる
  }
}

ハマった点やエラー解決

問題1：タイマーが動作しない

runOutsideAngularを使った実装で、変更検知が全く行われない場合があります。これは、runOutsideAngular内でプロパティを更新しても、Angularの変更検知サイクルに乗らないためです。

解決策： 変更検知が必要な部分は明示的にrunメソッド内で実行する必要があります。以下のように修正します：

Typescript

this.zone.runOutsideAngular(() => {
  this.timerId = setInterval(() => {
    // ここでzone.runを呼び出す
    this.zone.run(() => {
      this.seconds++;
    });
  }, 1000);
});

問題2：メモリリークが発生する

コンポーネントが破棄された後もタイマーが実行され続け、メモリリークが発生する場合があります。

解決策： ngOnDestroyライフサイクルフックでタイマーをクリアします：

Typescript

ngOnDestroy() {
  if (this.timerId) {
    clearInterval(this.timerId);
  }
}

RxJSを使用している場合は、unsubscribeを忘れないようにします：

Typescript

ngOnDestroy() {
  if (this.subscription) {
    this.subscription.unsubscribe();
  }
}

問題3：タイマーの精度が低下する

長時間稼働しているアプリケーションで、タイマーの精度が低下する場合があります。

解決策： 精度を維持するためには、タイマーをリセットする方法があります。以下はその例です：

Typescript

ngOnInit() {
  this.zone.runOutsideAngular(() => {
    this.timerId = setInterval(() => {
      this.zone.run(() => {
        this.seconds++;
      });
    }, 1000);

    // 60秒ごとにタイマーをリセットして精度を維持
    setInterval(() => {
      if (this.timerId) {
        clearInterval(this.timerId);
        this.timerId = setInterval(() => {
          this.zone.run(() => {
            this.seconds++;
          });
        }, 1000);
      }
    }, 60000);
  });
}

まとめ

本記事では、Angular2でsetIntervalを使う際に不要な変更検知を回避する方法について解説しました。

ポイント1: NgZoneサービスを使って変更検知の制御が可能
ポイント2: コンポーネント破棄時にタイマーをクリーンアップすることでメモリリークを防止
ポイント3: RxJSを使った実装が推奨される場合がある
ポイント4: asyncパイプを使うことで変更検知をより効率的に管理できる

この記事を通して、setIntervalを使ったタイマー機能をパフォーマンスに影響を与えずに実装できるようになり、Angularアプリケーション全体のパフォーマンス向上に貢献できることを願っています。今後は、RxJSを活用した高度な非同期処理についても記事にする予定です。

Angular2でsetIntervalを使う際のベストプラクティス：不要な値変更チェックを回避する方法💻