深入學習AngularJS中資料的雙向綁定機制
- 高洛峰原創
- 2016-12-24 10:18:39942瀏覽
Angular JS (Angular.JS) 是一組用來開發Web頁面的框架、模板以及資料綁定和豐富UI元件。它支援整個開發進程，提供web應用的架構，無需進行手動DOM操作。 AngularJS很小，只有60K，相容於主流瀏覽器，與 jQuery 配合良好。雙向資料綁定可能是AngularJS最酷最實用的特性,將MVC的原理展現地淋漓盡致.
AngularJS的工作原理是:HTML模板將會被瀏覽器解析到DOM中, DOM結構成為AngularJS編譯器的輸入。 AngularJS將會遍歷DOM模板, 來產生對應的NG指令,所有的指令都負責針對view(即HTML中的ng-model)來設定資料綁定。因此, NG框架是在DOM加載完成之後, 才開始起作用的.
在html中:
<body ng-app="ngApp"> <div ng-controller="ngCtl"> <label ng-model="myLabel"></label> <input type="text" ng-model="myInput" /> <button ng-model="myButton" ng-click="btnClicked"></button> </div> </body>
在js中:
// angular app
var app = angular.module("ngApp", [], function(){
console.log("ng-app : ngApp");
});
// angular controller
app.controller("ngCtl", [ '$scope', function($scope){
console.log("ng-controller : ngCtl");
$scope.myLabel = "text for label";
$scope.myInput = "text for input";
$scope.btnClicked = function() {
console.log("Label is " + $scope.myLabel);
}
}]);的app,指定一個angular的controller,則該controller會對應於一個作用域(可以用$scope前綴來指定作用域中的屬性和方法等). 則在該ngCtl的作用域內的HTML標籤, 其值或者操作都可以透過$scope的方式跟js中的屬性和方法進行綁定.這樣, 就實現了NG的雙向資料綁定: 即HTML中呈現的view與AngularJS中的資料是一致的. 修改其一, 則對應的另一端也會相應地發生變化.這樣的方式,使用起來真的非常方便. 我們僅關心HTML標籤的樣式, 及其對應在js中angular controller作用域下綁定的屬性和方法. 僅此而已, 將眾多複雜的DOM操作全都省略掉了.這樣的思想,其實跟jQuery的DOM查詢和操作是完全不一樣的, 因此也有很多人建議用AngularJS的時候,不要混合使用jQuery. 當然, 二者各有優劣, 使用哪個就要看自己的選擇了.NG中的app相當於一個模組module, 在每個app中可以定義多個controller, 每個controller都會有各自的作用域空間,不會互相干擾.綁定資料是怎樣生效的初學AngularJS的人可能會踩到這樣的坑，假設有一個指令：
var app = angular.module("test", []);
app.directive("myclick", function() {
return function (scope, element, attr) {
element.on("click", function() {
scope.counter++;
});
};
});
app.controller("CounterCtrl", function($scope) {
$scope.counter = 0;
});
<body ng-app="test">
<div ng-controller="CounterCtrl">
<button myclick>increase</button>
<span ng-bind="counter"></span>
</div>
</body>
試試在scope.counter++;這句之後加一句scope.digest();再看看是不是好了？
為什麼要這麼做呢，什麼情況下要這麼做呢？我們發現第一個例子中並沒有digest，而且，如果你寫了digest，它還會拋出異常，說正在做其他的digest，這是怎麼回事？
我們先想想，假如沒有AngularJS，我們想要自己實現這麼個功能，應該怎樣？
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8" />
<title>two-way binding</title>
</head>
<body onload="init()">
<button ng-click="inc">
increase 1
</button>
<button ng-click="inc2">
increase 2
</button>
<span style="color:red" ng-bind="counter"></span>
<span style="color:blue" ng-bind="counter"></span>
<span style="color:green" ng-bind="counter"></span>
<script type="text/javascript">
/* 数据模型区开始 */
var counter = 0;
function inc() {
counter++;
}
function inc2() {
counter+=2;
}
/* 数据模型区结束 */
/* 绑定关系区开始 */
function init() {
bind();
}
function bind() {
var list = document.querySelectorAll("[ng-click]");
for (var i=0; i<list.length; i++) {
list[i].onclick = (function(index) {
return function() {
window[list[index].getAttribute("ng-click")]();
apply();
};
})(i);
}
}
function apply() {
var list = document.querySelectorAll("[ng-bind='counter']");
for (var i=0; i<list.length; i++) {
list[i].innerHTML = counter;
}
}
/* 绑定关系区结束 */
</script>
</body>
</html>可以看到，在這麼簡單的例子中，我們做了一些雙向綁定的事情。從兩個按鈕的點擊到資料的變更，這個很好理解，但我們沒有直接使用DOM的onclick方法，而是搞了一個ng-click，然後在bind裡面把這個ng-click對應的函數拿出來，綁定到onclick的事件處理函數中。為什麼要這樣呢？因為資料雖然變更了，但是還沒有往介面上填充，我們需要在此做一些附加操作。
從另一個面向看，當資料變更的時候，需要把這個變更應用到介面上，也就是那三個span裡。但由於Angular使用的是髒偵測，表示當改變資料之後，你自己要做一些事情來觸發髒偵測，然後再應用在這個資料對應的DOM元素。問題就在於，怎麼觸發髒檢測？什麼時候觸發？
我們知道，一些基於setter的框架，它可以在給資料設值的時候，對DOM元素上的綁定變數作重新賦值。髒偵測的機制沒有這個階段，它沒有任何途徑在資料變更之後立即得到通知，所以只能在每個事件入口中手動呼叫apply()，把資料的變更應用到介面上。在真正的Angular實作中，這裡先進行髒檢測，確定資料有變化了，然後才對介面設值。
所以，我們在ng-click裡面封裝真正的click，最重要的作用是為了在之後追加一次apply()，把資料的變更應用到介面上去。
那麼，為什麼在ng-click裡面調用$digest的話，會報錯呢？因為Angular的設計，同一時間只允許一個$digest運行，而ng-click這種內建指令已經觸發了$digest，當前的還沒走完，所以就出錯了。
$digest和$apply
在Angular中，有$apply和$digest兩個函數，我們剛才是透過$digest來讓這個資料應用到介面上。但這個時候，也可以不用$digest，而是使用$apply，效果是一樣的，那麼，它們的差異是什麼呢？最直接的差异是，$apply可以带参数，它可以接受一个函数，然后在应用数据之后，调用这个函数。所以，一般在集成非Angular框架的代码时，可以把代码写在这个里面调用。
var app = angular.module("test", []);
app.directive("myclick", function() {
return function (scope, element, attr) {
element.on("click", function() {
scope.counter++;
scope.$apply(function() {
scope.counter++;
});
});
};
});
app.controller("CounterCtrl", function($scope) {
$scope.counter = 0;
});
除此之外，还有别的区别吗？
在简单的数据模型中，这两者没有本质差别，但是当有层次结构的时候，就不一样了。考虑到有两层作用域，我们可以在父作用域上调用这两个函数，也可以在子作用域上调用，这个时候就能看到差别了。
对于$digest来说，在父作用域和子作用域上调用是有差别的，但是，对于$apply来说，这两者一样。我们来构造一个特殊的示例：
var app = angular.module("test", []);
app.directive("increasea", function() {
return function (scope, element, attr) {
element.on("click", function() {
scope.a++;
scope.$digest();
});
};
});
app.directive("increaseb", function() {
return function (scope, element, attr) {
element.on("click", function() {
scope.b++;
scope.$digest(); //这个换成$apply即可
});
};
});
app.controller("OuterCtrl", ["$scope", function($scope) {
$scope.a = 1;
$scope.$watch("a", function(newVal) {
console.log("a:" + newVal);
});
$scope.$on("test", function(evt) {
$scope.a++;
});
}]);
app.controller("InnerCtrl", ["$scope", function($scope) {
$scope.b = 2;
$scope.$watch("b", function(newVal) {
console.log("b:" + newVal);
$scope.$emit("test", newVal);
});
}]);
<div ng-app="test">
<div ng-controller="OuterCtrl">
<div ng-controller="InnerCtrl">
<button increaseb>increase b</button>
<span ng-bind="b"></span>
</div>
<button increasea>increase a</button>
<span ng-bind="a"></span>
</div>
</div>
这时候，我们就能看出差别了，在increase b按钮上点击，这时候，a跟b的值其实都已经变化了，但是界面上的a没有更新，直到点击一次increase a，这时候刚才对a的累加才会一次更新上来。怎么解决这个问题呢？只需在increaseb这个指令的实现中，把$digest换成$apply即可。
当调用$digest的时候，只触发当前作用域和它的子作用域上的监控，但是当调用$apply的时候，会触发作用域树上的所有监控。
因此，从性能上讲，如果能确定自己作的这个数据变更所造成的影响范围，应当尽量调用$digest，只有当无法精确知道数据变更造成的影响范围时，才去用$apply，很暴力地遍历整个作用域树，调用其中所有的监控。
从另外一个角度，我们也可以看到，为什么调用外部框架的时候，是推荐放在$apply中，因为只有这个地方才是对所有数据变更都应用的地方，如果用$digest，有可能临时丢失数据变更。
脏检测的利弊
很多人对Angular的脏检测机制感到不屑，推崇基于setter，getter的观测机制，在我看来，这只是同一个事情的不同实现方式，并没有谁完全胜过谁，两者是各有优劣的。
大家都知道，在循环中批量添加DOM元素的时候，会推荐使用DocumentFragment，为什么呢，因为如果每次都对DOM产生变更，它都要修改DOM树的结构，性能影响大，如果我们能先在文档碎片中把DOM结构创建好，然后整体添加到主文档中，这个DOM树的变更就会一次完成，性能会提高很多。
同理，在Angular框架里，考虑到这样的场景：
function TestCtrl($scope) {
$scope.numOfCheckedItems = 0;
var list = [];
for (var i=0; i<10000; i++) {
list.push({
index: i,
checked: false
});
}
$scope.list = list;
$scope.toggleChecked = function(flag) {
for (var i=0; i<list.length; i++) {
list[i].checked = flag;
$scope.numOfCheckedItems++;
}
};
}如果界面上某个文本绑定这个numOfCheckedItems，会怎样？在脏检测的机制下，这个过程毫无压力，一次做完所有数据变更，然后整体应用到界面上。这时候，基于setter的机制就惨了，除非它也是像Angular这样把批量操作延时到一次更新，否则性能会更低。
所以说，两种不同的监控方式，各有其优缺点，最好的办法是了解各自使用方式的差异，考虑出它们性能的差异所在，在不同的业务场景中，避开最容易造成性能瓶颈的用法。
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