Angular中的Change Detection機制怎么實現

這篇文章主要介紹“Angular中的Change Detection機制怎么實現”的相關知識，小編通過實際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實用性強，希望這篇“Angular中的Change Detection機制怎么實現”文章能幫助大家解決問題。

什么是 Change Detection ?

在應用的開發過程中，state 代表需要顯示在應用上的數據。當 state 發生變化時，往往需要一種機制來檢測變化的 state 并隨之更新對應的界面。這個機制就叫做 Change Detection 機制。

在 WEB 開發中，更新應用界面其實就是對 DOM 樹進行修改。由于 DOM 操作是昂貴的，所以一個效率低下的 Change Detection 會讓應用的性能變得很差。因此，框架在實現 Change Detection 機制上的高效與否，很大程度上決定了其性能的好壞。

Change Detection 是如何實現的

Angular 可以檢測組件數據何時更改，然后自動重新渲染視圖以反映該更改。但是在像點擊按鈕這樣的低級事件之后，它怎么能做到這一點呢？

通過 Zone ， Angular 能夠實現自動的觸發 Change Detection 機制。

Zone 是什么呢？簡而言之，Zone 是一個執行上下文（execution context），可以理解為一個執行環境。與常見的瀏覽器執行環境不同，在這個環節中執行的所有異步任務都被稱為 Task ，Zone 為這些 Task 提供了一堆的鉤子（hook），使得開發者可以很輕松的「監控」環境中所有的異步任務。

題外話：由于 Angular 極力的推崇使用可觀察對象（Observable），如果完全的基于 Observable 來開發應用，可以代替 Zone 來實現追蹤調用棧的功能，且性能還比使用 Zone 會稍好一些。

  // Angular 在 v5.0.0-beta.8 起可以通過配置不使用 Zone 
  import { platformBrowser } from '@angular/platform-browser';
  platformBrowser().bootstrapModuleFactory(AppModuleNgFactory, { ngZone: 'noop' });

覆蓋瀏覽器默認機制

Angular 在啟動時會重寫瀏覽器 low-level API，例如addEventListener，它是用于注冊所有瀏覽器事件的瀏覽器函數，包括點擊處理。Angular 將替換addEventListener為與此等效的新版本：

// this is the new version of addEventListener                                    
function addEventListener(eventName, callback) { 
    // call the real addEventListener                
    callRealAddEventListener(eventName, function() { 
        //first call the original callback              
        callback(...);
        // and then run Angular-specific functionality
        var changed = angular.runChangeDetection();
        if (changed) {
            angular.reRenderUIPart();
        }
    });
}

新的addEventListener為任何事件處理程序添加了更多功能：不僅調用了注冊的回調，而且 Angular 有機會運行更改檢測并更新 UI。

支持瀏覽器異步 API

修補了以下常用瀏覽器機制以支持更改檢測：

• 所有瀏覽器事件（單擊、鼠標懸停、按鍵等）

• setTimeout()和setInterval()

• Ajax HTTP 請求

事實上，Zone.js 修補了許多其他瀏覽器 API，以透明地觸發 Angular 更改檢測，例如 Websockets。

這種機制的一個限制是，如果由于某種原因 Zone.js 不支持的異步瀏覽器 API，則不會觸發更改檢測。例如，IndexedDB 回調就是這種情況。

默認的變更檢測機制是如何工作的？

每個 Angular 組件都有一個關聯的變更檢測器，它是在應用程序啟動時創建的。例如：

@Component({
    selector: 'todo-item',
    template: `<span class="todo noselect" 
       (click)="onToggle()">{{todo.owner.firstname}} - {{todo.description}}
       - completed: {{todo.completed}}</span>`
})
export class TodoItem {
    @Input()
    todo:Todo;

    @Output()
    toggle = new EventEmitter<Object>();

    onToggle() {
        this.toggle.emit(this.todo);
    }
}

該組件將接收一個 Todo 對象作為輸入，并在 todo 狀態被切換時發出一個事件。

export class Todo {
    constructor(public id: number, 
        public description: string, 
        public completed: boolean, 
        public owner: Owner) {
    }
}

我們可以看到 Todo 有一個屬性owner，它本身就是一個具有兩個屬性的對象：firstname和lastname。

變更檢測器是什么樣的？

我們實際上可以在運行時看到變化檢測器的樣子！要查看它，只需在 Todo 類中添加一些代碼以在訪問某個屬性時觸發斷點。

當斷點命中時，我們可以遍歷堆棧跟蹤并查看變化檢測：

這個方法一開始可能看起來很奇怪，所有變量都奇怪命名。但是通過深入研究，我們注意到它在做一些非常簡單的事情：對于模板中使用的每個表達式，它會將表達式中使用的屬性的當前值與該屬性的先前值進行比較。

如果前后的屬性值不同，就會設置isChanged 為true，就這樣！差不多，它是通過使用一個名為looseNotIdentical() 的方法來比較值。

那么嵌套對象owner呢？

我們可以在更改檢測器代碼中看到 owner 嵌套對象的屬性也正在檢查差異。但只比較 firstname 屬性，而不是 lastname 屬性。這是因為組件template中沒有使用lastname！同樣，Todo 的頂級 id 屬性也沒有出于相同的原因進行比較。

有了這個，我們可以有把握地說：

默認情況下，Angular Change Detection 通過檢查模板表達式的值是否已更改來工作。

我們還可以得出結論：

默認情況下，Angular 不做深度對象比較來檢測變化，它只考慮模板使用的屬性

為什么默認情況下更改檢測會這樣工作？

Angular 的主要目標之一是更加透明和易于使用，因此框架用戶不必費盡心思調試框架并了解內部機制即可有效地使用它。

如果 Angular 默認更改檢測機制基于組件輸入的參考比較而不是默認機制，那會是什么情況？即使是像 TODO 應用程序這樣簡單的東西也很難構建：開發人員必須非常小心地創建一個新的 Todo，而不是簡單地更新屬性。

OnPush 變化檢測策略

如果你覺得默認模式影響了性能，我們也可以自定義 Angular 更改檢測。將組件更改檢測策略更新為OnPush：

@Component({
    selector: 'todo-list',
    changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush,
    template: ...
})
export class TodoList {
    ...
}

現在讓我們在應用程序中添加幾個按鈕：一個是通過直接改變列表的第一項來切換列表的第一項，另一個是向整個列表添加一個 Todo。代碼如下所示：

@Component({
    selector: 'app',
    template: `<div>
                    <todo-list [todos]="todos"></todo-list>
               </div>
               <button (click)="toggleFirst()">Toggle First Item</button>
               <button (click)="addTodo()">Add Todo to List</button>`
})
export class App {
    todos:Array = initialData;

    constructor() {
    }

    toggleFirst() {
        this.todos[0].completed = ! this.todos[0].completed;
    }

    addTodo() {
        let newTodos = this.todos.slice(0);
        newTodos.push( new Todo(1, "TODO 4", 
            false, new Owner("John", "Doe")));
        this.todos = newTodos;
    }
}

現在讓我們看看這兩個新按鈕的行為：

• 第一個按鈕“切換第一項”不起作用！這是因為該toggleFirst()方法直接改變了列表中的一個元素。
  TodoList無法檢測到這一點，因為它的輸入參考todos沒有改變

• 第二個按鈕確實有效！請注意，該方法addTodo()創建了 todo 列表的副本，然后將項目添加到副本中，最后將 todos 成員變量替換為復制的列表。這會觸發更改檢測，因為組件檢測到其輸入中的參考更改：它收到了一個新列表！

• 在第二個按鈕中，直接改變 todos 列表是行不通的！我們真的需要一個新的清單。

OnPush只是通過引用比較輸入嗎？

情況并非如此。當使用 OnPush 檢測器時，框架將在 OnPush 組件的任何輸入屬性更改、觸發事件或 Observable 觸發事件時檢查

盡管允許更好的性能，但OnPush如果與可變對象一起使用，則使用會帶來很高的復雜性成本。它可能會引入難以推理和重現的錯誤。但是有一種方法可以使使用OnPush可行。

使用 Immutable.js 簡化 Angular 應用程序的構建

如果我們只使用不可變對象和不可變列表來構建我們的應用程序，則可以OnPush透明地在任何地方使用，而不會遇到更改檢測錯誤的風險。這是因為對于不可變對象，修改數據的唯一方法是創建一個新的不可變對象并替換之前的對象。使用不可變對象，我們可以保證：

• 新的不可變對象將始終觸發OnPush更改檢測

• 我們不會因為忘記創建對象的新副本而意外創建錯誤，因為修改數據的唯一方法是創建新對象

實現不可變的一個不錯的選擇是使用Immutable.js庫。該庫為構建應用程序提供了不可變原語，例如不可變對象（映射）和不可變列表。

避免變更檢測循環：生產與開發模式

Angular 更改檢測的重要屬性之一是，與 AngularJs 不同，它強制執行單向數據流：當我們的控制器類上的數據更新時，更改檢測運行并更新視圖。

如何在 Angular 中觸發變更檢測循環？

一種方法是如果我們使用生命周期回調。例如，在TodoList組件中，我們可以觸發對另一個組件的回調來更改其中一個綁定：

ngAfterViewChecked() {
    if (this.callback && this.clicked) {
        console.log("changing status ...");
        this.callback(Math.random());
    }
}

控制臺中將顯示一條錯誤消息：

EXCEPTION: Expression '{{message}} in App@3:20' has changed after it was checked

僅當我們在開發模式下運行 Angular 時才會拋出此錯誤消息。如果我們啟用生產模式會發生什么？ 在生產模式下，錯誤不會被拋出，問題也不會被發現。

在開發階段始終使用開發模式會更好，因為這樣可以避免問題。這種保證是以 Angular 總是運行兩次變更檢測為代價的，第二次檢測這種情況。在生產模式下，變更檢測只運行一次。

打開/關閉變化檢測，并手動觸發它

在某些特殊情況下，我們確實想要關閉更改檢測。想象一下這樣一種情況，大量數據通過 websocket 從后端到達。我們可能只想每 5 秒更新一次 UI 的某個部分。為此，我們首先將更改檢測器注入到組件中：

constructor(private ref: ChangeDetectorRef) {
    ref.detach();
    setInterval(() => {
      this.ref.detectChanges();
    }, 5000);
  }

正如我們所看到的，我們只是分離了變化檢測器，這有效地關閉了變化檢測。然后我們只需每 5 秒通過調用手動觸發它detectChanges()。

現在讓我們快速總結一下我們需要了解的關于 Angular 變更檢測的所有內容：它是什么，它是如何工作的以及可用的主要變更檢測類型是什么。

概括

Angular 更改檢測是一個內置的框架功能，可確保組件數據與其 HTML 模板視圖之間的自動同步。

更改檢測的工作原理是檢測常見的瀏覽器事件，如鼠標點擊、HTTP 請求和其他類型的事件，并確定每個組件的視圖是否需要更新。

變更檢測有兩種類型：

• 默認更改檢測：Angular 通過比較事件發生前后的所有模板表達式值來決定是否需要更新視圖，用于組件樹的所有組件

• OnPush 更改檢測：這通過檢測是否已通過組件輸入或使用異步管道訂閱的 Observable 將某些新數據顯式推送到組件中來工作

Angular默認更改檢測機制實際上與 AngularJs 非常相似：它比較瀏覽器事件之前和之后模板表達式的值，以查看是否有更改。它對所有組件都這樣做。但也有一些重要的區別：

一方面，沒有變化檢測循環，也沒有 AngularJs 中命名的摘要循環。這允許僅通過查看其模板和控制器來推理每個組件。

另一個區別是，由于變化檢測器的構建方式，檢測組件變化的機制要快得多。

最后，與 AngularJs 不同的是，變化檢測機制是可定制的。

關于“Angular中的Change Detection機制怎么實現”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識，可以關注億速云行業資訊頻道，小編每天都會為大家更新不同的知識點。