詳解Angular系列之變化檢測(Change Detection)

概述

簡單來說變化檢測就是Angular用來檢測視圖與模型之間綁定的值是否發生了改變，當檢測到模型中綁定的值發生改變時，則同步到視圖上，反之，當檢測到視圖上綁定的值發生改變時，則回調對應的綁定函數。

什么情況下會引起變化檢測？

總結起來, 主要有如下幾種情況可能也改變數據：

1. 用戶輸入操作，比如點擊，提交等
2. 請求服務端數據(XHR)
3. 定時事件，比如setTimeout，setInterval

上述三種情況都有一個共同點，即這些導致綁定值發生改變的事件都是異步發生的。如果這些異步的事件在發生時能夠通知到Angular框架，那么Angular框架就能及時的檢測到變化。

左邊表示將要運行的代碼，這里的stack表示Javascript的運行棧，而webApi則是瀏覽器中提供的一些Javascript的API，TaskQueue表示Javascript中任務隊列，因為Javascript是單線程的，異步任務在任務隊列中執行。

具體來說，異步執行的運行機制如下:

1. 所有同步任務都在主線程上執行，形成一個執行棧（execution context stack）。
2. 主線程之外，還存在一個"任務隊列"（task queue）。只要異步任務有了運行結果，就在"任務隊列"之 中放置一個事件。
3. 一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢，系統就會讀取"任務隊列"，看看里面有哪些事件。那些對應的異步任務，于是結束等待狀態，進入執行棧，開始執行。
4. 主線程不斷重復上面的第三步。

當上述代碼在Javascript中執行時，首先func1 進入運行棧，func1執行完畢后，setTimeout進入運行棧，執行setTimeout過程中將回調函數cb 加入到任務隊列，然后setTimeout出棧，接著執行func2函數，func2函數執行完畢時，運行棧為空，接著任務隊列中cb 進入運行棧得到執行。可以看出異步任務首先會進入任務隊列，當運行棧中的同步任務都執行完畢時，異步任務進入運行棧得到執行。如果這些異步的任務執行前與執行后能提供一些鉤子函數，通過這些鉤子函數，Angular便能獲知異步任務的執行。

angular2 獲取變化通知

那么問題來了，angular2是如何知道數據發生了改變？又是如何知道需要修改DOM的位置，準確的最小范圍的修改DOM呢？沒錯，盡可能小的范圍修改DOM，因為操作DOM對于性能來說可是一件奢侈品。

在AngularJS中是由代碼$scope.$apply()或者$scope.$digest觸發，而Angular接入了ZoneJS，由它監聽了Angular所有的異步事件。

ZoneJS是怎么做到的呢？

實際上Zone有一個叫猴子補丁的東西。在Zone.js運行時，就會為這些異步事件做一層代理包裹，也就是說Zone.js運行后，調用setTimeout、addEventListener等瀏覽器異步事件時，不再是調用原生的方法，而是被猴子補丁包裝過后的代理方法。代理里setup了鉤子函數, 通過這些鉤子函數, 可以方便的進入異步任務執行的上下文.

//以下是Zone.js啟動時執行邏輯的抽象代碼片段
function zoneAwareAddEventListener() {...}
function zoneAwareRemoveEventListener() {...}
function zoneAwarePromise() {...}
function patchTimeout() {...}
window.prototype.addEventListener=zoneAwareAddEventListener;
window.prototype.removeEventListener=zoneAwareRemoveEventListener;
window.prototype.promise = zoneAwarePromise;
window.prototype.setTimeout = patchTimeout;

變化檢測的過程

Angular的核心是組件化，組件的嵌套會使得最終形成一棵組件樹。Angular的變化檢測可以分組件進行，每一個Component都對應有一個changeDetector，我們可以在Component中通過依賴注入來獲取到changeDetector。而我們的多個Component是一個樹狀結構的組織，由于一個Component對應一個changeDetector，那么changeDetector之間同樣是一個樹狀結構的組織.

另外，Angular的數據流是自頂而下，從父組件到子組件單向流動。單向數據流向保證了高效、可預測的變化檢測。盡管檢查了父組件之后，子組件可能會改變父組件的數據使得父組件需要再次被檢查，這是不被推薦的數據處理方式。在開發模式下，Angular會進行二次檢查，如果出現上述情況，二次檢查就會報錯：Expression Changed After It Has Been Checked Error。而在生產環境中，臟檢查只會執行一次。

相比之下，AngularJS采用的是雙向數據流，錯綜復雜的數據流使得它不得不多次檢查，使得數據最終趨向穩定。理論上，數據可能永遠不穩定。AngularJS給出的策略是，臟檢查超過10次，就認為程序有問題，不再進行檢查。

變化檢測策略

Angular有兩種變化檢測策略。Default是Angular默認的變化檢測策略，也就是上述提到的臟檢查,只要有值發生變化，就全部從父組件到所有子組件進行檢查,。另一種更加高效的變化檢測方式：OnPush。OnPush策略，就是只有當輸入數據(即@Input)的引用發生變化或者有事件觸發時，組件才進行變化檢測。

defalut 策略

main.component.ts

@Component({
 selector: 'app-root',
 template: `
 <h2>變更檢測策略</h2>
 <p>{{ slogan }}</p>
 <button type="button" (click)="changeStar()"> 改變明星屬性
 </button>
 <button type="button" (click)="changeStarObject()">
   改變明星對象
 </button>
 <movie [title]="title" [star]="star"></movie>`,
})
export class AppComponent {
 slogan: string = 'change detection';
 title: string = 'default 策略';
 star: Star = new Star('周', '杰倫');
 changeStar() {
  this.star.firstName = '吳';
  this.star.lastName = '彥祖';
 }
 changeStarObject() {
  this.star = new Star('劉', '德華');
 } 
}

movie.component.ts

@Component({
 selector: 'movie',
 styles: ['div {border: 1px solid black}'],
 template: `
<div>
<h4>{{ title }}</h4>
<p>
<label>Star:</label>
<span>{{star.firstName}} {{star.lastName}}</span>
</p>
</div>`,

})
export class MovieComponent {
 @Input() title: string;
 @Input() star;
}

上面代碼中, 當點擊第一個按鈕改變明星屬性時,依次對slogan, title, star三個屬性進行檢測, 此時三個屬性都沒有變化, star沒有發生變化,是因為實質上在對star檢測時只檢測star本身的引用值是否發生了改變，改變star的屬性值并未改變star本身的引用，因此是沒有發生變化。

而當我們點擊第二個按鈕改變明星對象時 ，重新new了一個 star ，這時變化檢測才會檢測到 star發生了改變。

然后變化檢測進入到子組件中,檢測到star.firstName和star.lastName發生了變化, 然后更新視圖.

OnPush策略

與上面代碼相比, 只在movie.component.ts中的@component中增加了一行代碼:

changeDetection:ChangeDetectionStrategy.OnPush
此時, 當點擊第一個按鈕時, 檢測到star沒有發生變化, ok,變化檢測到此結束, 不會進入到子組件中, 視圖不會發生變化.

當點擊第二個按鈕時,檢測到star發生了變化, 然后變化檢測進入到子組件中,檢測到star.firstName和star.lastName發生了變化, 然后更新視圖.

所以，當你使用了OnPush檢測機制時，在修改一個綁定值的屬性時，要確保同時修改到了綁定值本身的引用。但是每次需要改變屬性值的時候去new一個新的對象會很麻煩，immutable.js 你值得擁有！

變化檢測對象引用

通過引用變化檢測對象ChangeDetectorRef，可以手動去操作變化檢測。我們可以在組件中的通過依賴注入的方式來獲取該對象：

constructor(
  private changeRef:ChangeDetectorRef
 ){}

變化檢測對象提供的方法有以下幾種：

1. markForCheck() - 在組件的 metadata 中如果設置了 changeDetection:ChangeDetectionStrategy.OnPush 條件，那么變化檢測不會再次執行，除非手動調用該方法, 該方法的意思是在變化監測時必須檢測該組件。
2. detach() - 從變化檢測樹中分離變化檢測器，該組件的變化檢測器將不再執行變化檢測，除非手動調用 reattach() 方法。
3. reattach() - 重新添加已分離的變化檢測器，使得該組件及其子組件都能執行變化檢測
4. detectChanges() - 從該組件到各個子組件執行一次變化檢測

OnPush策略下手動發起變化檢測

組件中添加事件改變輸入屬性

在上面代碼movie.component.ts中修改如下

@Component({
 selector: 'movie',
 styles: ['div {border: 1px solid black}'],
 template: `
<div>
<h4>{{ title }}</h4>
<p>
<button (click)="changeStar()">點擊切換名字</button>    
<label>Star:</label>
<span>{{star.firstName}} {{star.lastName}}</span>
</p>
</div>`,
changeDetection:ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class MovieComponent {
 constructor(
  private changeRef:ChangeDetectorRef
 ){}
 @Input() title: string;
 @Input() star;
 
 changeStar(){
  this.star.lastName = 'xjl';
 }
}

此時點擊按鈕切換名字時,star更改如下

![圖片描述][3]

第二種就是上面講到的使用變化檢測對象中的 markForCheck()方法.

ngOnInit() {
  setInterval(() => {
   this.star.lastName = 'xjl';
   this.changeRef.markForCheck();
  }, 1000);
 }

輸入屬性為Observable

修改app.component.ts

@Component({
 selector: 'app-root',
 template: `
 <h2>變更檢測策略</h2>
 <p>{{ slogan }}</p>
 <button type="button" (click)="changeStar()"> 改變明星屬性
 </button>
 <button type="button" (click)="changeStarObject()">
   改變明星對象
 </button>
 <movie [title]="title" [star]="star" [addCount]="count"></movie>`,
})
export class AppComponent implements OnInit{
 slogan: string = 'change detection';
 title: string = 'OnPush 策略';
 star: Star = new Star('周', '杰倫');
 count:Observable<any>;

 ngOnInit(){
  this.count = Observable.timer(0, 1000)
 }
 changeStar() {
  this.star.firstName = '吳';
  this.star.lastName = '彥祖';
 }
 changeStarObject() {
  this.star = new Star('劉', '德華');
 } 
}

此時,有兩種方式讓MovieComponent進入檢測,一種是使用變化檢測對象中的 markForCheck()方法.

ngOnInit() {
  this.addCount.subscribe(() => {
   this.count++;
   this.changeRef.markForCheck();
  })

另外一種是使用async pipe 管道

@Component({
 selector: 'movie',
 styles: ['div {border: 1px solid black}'],
 template: `
<div>
<h4>{{ title }}</h4>
<p>
<button (click)="changeStar()">點擊切換名字</button>    
<label>Star:</label>
<span>{{star.firstName}} {{star.lastName}}</span>
</p>
<p>{{addCount | async}}</p>
</div>`,
 changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。