angular的數據雙向綁定秘密

　　Angular用戶都想知道數據綁定是怎么實現的。你可能會看到各種各樣的詞匯：$watch,$apply,$digest,dirty-checking... 它們是什么？它們是如何工作的呢？這里我想回答這些問題，其實它們在官方的文檔里都已經回答了，但是我還是想把它們結合在一起來講，但是我只是用一種簡單的方法來講解，如果要想了解技術細節，查看源代碼。

讓我們從頭開始吧。

瀏覽器事件循環和Angular.js擴展

　　我們的瀏覽器一直在等待事件，比如用戶交互。假如你點擊一個按鈕或者在輸入框里輸入東西，事件的回調函數就會在javascript解釋器里執行，然后你就可以做任何DOM操作，等回調函數執行完畢時，瀏覽器就會相應地對DOM做出變化。 Angular拓展了這個事件循環，生成一個有時成為angular context的執行環境（記住，這是個重要的概念），為了解釋什么是context以及它如何工作，我們還需要解釋更多的概念。

$watch 隊列（$watch list）

　　每次你綁定一些東西到你的UI上時你就會往$watch隊列里插入一條$watch。想象一下$watch就是那個可以檢測它監視的model里時候有變化的東西。例如你有如下的代碼

index.html

User: <input type="text" ng-model="user" />
Password: <input type="password" ng-model="pass" />

 

　　在這里我們有個$scope.user，他被綁定在了第一個輸入框上，還有個$scope.pass，它被綁定在了第二個輸入框上，然后我們在$watch list里面加入兩個$watch:

controllers.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.foo = "Foo";
  $scope.world = "World";
});

 

index.html

Hello, {{ World }}

 

　　這里，即便我們在$scope上添加了兩個東西，但是只有一個綁定在了UI上，因此在這里只生成了一個$watch. 再看下面的例子： controllers.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.people = [...];
});

 

index.html

<ul>
  <li ng-repeat="person in people">
      {{person.name}} - {{person.age}}
  </li>
</ul>

 

　　這里又生成了多少個$watch呢？每個person有兩個（一個name，一個age），然后ng-repeat又有一個，因此10個person一共是(2 * 10) +1,也就是說有21個$watch。 因此，每一個綁定到了UI上的數據都會生成一個$watch。對，那這寫$watch是什么時候生成的呢？ 當我們的模版加載完畢時，也就是在linking階段（Angular分為compile階段和linking階段---譯者注），Angular解釋器會尋找每個directive，然后生成每個需要的$watch。聽起來不錯哈，但是，然后呢？

$digest循環（這個digest不知道怎么翻譯）

　　還記得我前面提到的擴展的事件循環嗎？當瀏覽器接收到可以被angular context處理的事件時，$digest循環就會觸發。這個循環是由兩個更小的循環組合起來的。一個處理evalAsync隊列，另一個處理$watch隊列，這個也是本篇博文的主題。 這個是處理什么的呢？$digest將會遍歷我們的$watch，然后詢問：

• 嘿，$watch，你的值是什么？
  • 是9。
• 好的，它改變過嗎？
  • 沒有，先生。
• （這個變量沒變過，那下一個）
• 你呢，你的值是多少？
  • 報告，是Foo。
• 剛才改變過沒？
  • 改變過，剛才是Bar。
• （很好，我們有DOM需要更新了）
• 繼續詢問知道$watch隊列都檢查過。

這就是所謂的dirty-checking。既然所有的$watch都檢查完了，那就要問了：有沒有$watch更新過？如果有至少一個更新過，這個循環就會再次觸發，直到所有的$watch都沒有變化。這樣就能夠保證每個model都已經不會再變化。記住如果循環超過10次的話，它將會拋出一個異常，防止無限循環。 當$digest循環結束時，DOM相應地變化。

例如： controllers.js

app.controller('MainCtrl', function() {
  $scope.name = "Foo";

  $scope.changeFoo = function() {
      $scope.name = "Bar";
  }
});

 

index.html

{{ name }}
<button ng-click="changeFoo()">Change the name</button>

 

　　這里我們有一個$watch因為ng-click不生成$watch（函數是不會變的）。

• 我們按下按鈕
• 瀏覽器接收到一個事件，進入angular context（后面會解釋為什么）。
• $digest循環開始執行，查詢每個$watch是否變化。
• 由於監視$scope.name的$watch報告了變化，它會強制再執行一次$digest循環。
• 新的$digest循環沒有檢測到變化。
• 瀏覽器拿回控制權，更新與$scope.name新值相應部分的DOM。

　　這里很重要的（也是許多人的很蛋疼的地方）是每一個進入angular context的事件都會執行一個$digest循環，也就是說每次我們輸入一個字母循環都會檢查整個頁面的所有$watch。

通過$apply來進入angular context

　　誰決定什么事件進入angular context，而哪些又不進入呢？$apply！

　　如果當事件觸發時，你調用$apply，它會進入angular context，如果沒有調用就不會進入。現在你可能會問：剛才的例子里我也沒有調用$apply啊，為什么？Angular為了做了！因此你點擊帶有ng-click的元素時，時間就會被封裝到一個$apply調用。如果你有一個ng-model="foo"的輸入框，然后你敲一個f，事件就會這樣調用$apply("foo = 'f';")。

Angular什么時候不會自動為我們$apply呢？

　　這是Angular新手共同的痛處。為什么我的jQuery不會更新我綁定的東西呢？因為jQuery沒有調用$apply，事件沒有進入angular context，$digest循環永遠沒有執行。

我們來看一個有趣的例子：

假設我們有下面這個directive和controller

app.js

app.directive('clickable', function() {

return {
  restrict: "E",
  scope: {
    foo: '=',
    bar: '='
  },
  template: '<ul style="<li>{{foo}}</li><li>{{bar}}</li></ul>',
  link: function(scope, element, attrs) {
    element.bind('click', function() {
      scope.foo++;
      scope.bar++;
    });
  }
}

});

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.foo = 0;
  $scope.bar = 0;
});

 

　　它將foo和bar從controller里綁定到一個list里面，每次點擊這個元素的時候，foo和bar都會自增1。

　　那我們點擊元素的時候會發生什么呢？我們能看到更新嗎？答案是否定的。因為點擊事件是一個沒有封裝到$apply里面的常見的事件，這意味着我們會失去我們的計數嗎？不會

　　真正的結果是：$scope確實改變了，但是沒有強制$digest循環，監視foo和bar的$watch沒有執行。也就是說如果我們自己執行一次$apply那么這些$watch就會看見這些變化，然后根據需要更新DOM。

試試看吧：http://jsbin.com/opimat/2/

　　如果我們點擊這個directive（藍色區域），我們看不到任何變化，但是我們點擊按鈕時，點擊數就更新了。如剛才說的，在這個directive上點擊時我們不會觸發$digest循環，但是當按鈕被點擊時，ng-click會調用$apply，然后就會執行$digest循環，於是所有的$watch都會被檢查，當然就包括我們的foo和bar的$watch了。

　　現在你在想那並不是你想要的，你想要的是點擊藍色區域的時候就更新點擊數。很簡單，執行一下$apply就可以了：

element.bind('click', function() {
  scope.foo++;
  scope.bar++;

  scope.$apply();
});

 

　　$apply是我們的$scope（或者是direcvie里的link函數中的scope）的一個函數，調用它會強制一次$digest循環（除非當前正在執行循環，這種情況下會拋出一個異常，這是我們不需要在那里執行$apply的標志）。

試試看：http://jsbin.com/opimat/3/edit

　　有用啦！但是有一種更好的使用$apply的方法：

element.bind('click', function() {
  scope.$apply(function() {
      scope.foo++;
      scope.bar++;
  });
})

 

　　有什么不一樣的？差別就是在第一個版本中，我們是在angular context的外面更新的數據，如果有發生錯誤，Angular永遠不知道。很明顯在這個像個小玩具的例子里面不會出什么大錯，但是想象一下我們如果有個alert框顯示錯誤給用戶，然后我們有個第三方的庫進行一個網絡調用然后失敗了，如果我們不把它封裝進$apply里面，Angular永遠不會知道失敗了，alert框就永遠不會彈出來了。

　　因此，如果你想使用一個jQuery插件，並且要執行$digest循環來更新你的DOM的話，要確保你調用了$apply。

　　有時候我想多說一句的是有些人在不得不調用$apply時會“感覺不妙”，因為他們會覺得他們做錯了什么。其實不是這樣的，Angular不是什么魔術師，他也不知道第三方庫想要更新綁定的數據。

使用$watch來監視你自己的東西

　　你已經知道了我們設置的任何綁定都有一個它自己的$watch，當需要時更新DOM，但是我們如果要自定義自己的watches呢？簡單

來看個例子：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.name = "Angular";

  $scope.updated = -1;

  $scope.$watch('name', function() {
    $scope.updated++;
  });
});

 

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
  <input ng-model="name" />
  Name updated: {{updated}} times.
</body>

 

　　這就是我們創造一個新的$watch的方法。第一個參數是一個字符串或者函數，在這里是只是一個字符串，就是我們要監視的變量的名字，在這里，$scope.name(注意我們只需要用name)。第二個參數是當$watch說我監視的表達式發生變化后要執行的。我們要知道的第一件事就是當controller執行到這個$watch時，它會立即執行一次，因此我們設置updated為-1。

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/1/edit

例子2：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.name = "Angular";

  $scope.updated = 0;

  $scope.$watch('name', function(newValue, oldValue) {
    if (newValue === oldValue) { return; } // AKA first run
    $scope.updated++;
  });
});

 

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
  <input ng-model="name" />
  Name updated: {{updated}} times.
</body>

 

　　watch的第二個參數接受兩個參數，新值和舊值。我們可以用他們來略過第一次的執行。通常你不需要略過第一次執行，但在這個例子里面你是需要的。靈活點嘛少年。

例子3：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.user = { name: "Fox" };

  $scope.updated = 0;

  $scope.$watch('user', function(newValue, oldValue) {
    if (newValue === oldValue) { return; }
    $scope.updated++;
  });
});

 

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
  <input ng-model="user.name" />
  Name updated: {{updated}} times.
</body>

 

　　我們想要監視$scope.user對象里的任何變化，和以前一樣這里只是用一個對象來代替前面的字符串。

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/3/edit

　　呃？沒用，為啥？因為$watch默認是比較兩個對象所引用的是否相同，在例子1和2里面，每次更改$scope.name都會創建一個新的基本變量，因此$watch會執行，因為對這個變量的引用已經改變了。在上面的例子里，我們在監視$scope.user，當我們改變$scope.user.name時，對$scope.user的引用是不會改變的，我們只是每次創建了一個新的$scope.user.name，但是$scope.user永遠是一樣的。

例子4：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
  $scope.user = { name: "Fox" };

  $scope.updated = 0;

  $scope.$watch('user', function(newValue, oldValue) {
    if (newValue === oldValue) { return; }
    $scope.updated++;
  }, true);
});

 

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
  <input ng-model="user.name" />
  Name updated: {{updated}} times.
</body>

 

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/4/edit

　　現在有用了吧！因為我們對$watch加入了第三個參數，它是一個bool類型的參數，表示的是我們比較的是對象的值而不是引用。由於當我們更新$scope.user.name時$scope.user也會改變，所以能夠正確觸發。

關於$watch還有很多tips&tricks，但是這些都是基礎。

總結

　　好吧，我希望你們已經學會了在Angular中數據綁定是如何工作的。我猜想你的第一印象是dirty-checking很慢，好吧，其實是不對的。它像閃電般快。但是，是的，如果你在一個模版里有2000-3000個watch，它會開始變慢。但是我覺得如果你達到這個數量級，就可以找個用戶體驗專家咨詢一下了

無論如何，隨着ECMAScript6的到來，在Angular未來的版本里我們將會有Object.observe那樣會極大改善$digest循環的速度。同時未來的文章也會涉及一些tips&tricks。