AngularJS原理篇

为了更好的解耦，各个框架（Extjs、jquery）的目标都是实现MVC，只是方式不同，而angular采用的是双向数据绑定。

图片摘自《用AngularJS开发下一代WEB应用》中文译者大漠穷秋的博客

如图，为了要实现双向数据绑定，angular以指令、scope、依赖注入、digest作为基础，而这些最终都是依赖于底层的JS版编译器。MVC、Service、factory、module上次都已经有介绍，那么这次我们先从compiler开始讲起。

一、compiler和directives

相关源码可见src/ng/compiler.js（本篇源码的版本号1.3.0-beta.11，下同）。

angular实现了一个JS版的编译器，如我们所知的编译器一样，会有编译(compiler)、链接(link)两个过程。

compiler过程主要包含：

1. 将所有指令按优先级排序（详见collectDirectives函数）；

2. 执行每个指令的compile函数（详见applyDirectivesToNode函数），如果一个指令需要被克隆很多次（比如：ng-repeat），compile函数只在编译阶段被执行一次，复制这些模板，但是link函数会针对每个被复制的实例来执行；

3. 把每个compile函数返回的link函数打包到一个总的link函数中（详见compileNodes函数）

link过程主要包含：

1. 将scope绑定到DOM上；（详见nodeLinkFn函数）

2. 在元素上注册事件监听器；

3. 使用$watch监控数据模型，从而获知值的变化；

常见的一些JS Template框架也采用了类似的compile策略以提升效率，比如HandleBars、ExtJS的XTemplate。从这个角度来看，可以把angular的指令看作增强版的JS Template机制。

二、依赖注入(DI)

相关源码可见src/auto/injector.js。

熟悉Java的对依赖注入应该都不会陌生，Java实现依赖注入主要有三种方式：接口注入、set注入、构造注入，而angular采用的是构造注入。

代码分析：

98行-使用toString()来获得方法的定义

99行-正则表达式来查找方法的标志

100-102行-解析注入参数成array，并保存到$inject中

115行-返回参数集合

之所以有fn与array的区别是因为依赖注入有以下两种写法：

angular在获取到注入参数后，根据参数名称来获取对象实体，从而注入所需对象：

既然是根据参数名称，对于fn的解析方式在进行js代码压缩时，如果把$scope及$http压缩改名，则angular将找不到其对应的对象，会导致应用程序出错，而array的方式将能保留参数的字符串名称。

所以在定义你的服务时请尽量使用array的方式来定义参数。

三、双向数据绑定

相关源码可见src/ng/rootScope.js

双向数据绑定的核心问题是“脏值检测”——如何去判断值变化，难点是“循环依赖问题”——当值一直在变化（比如两个相互依赖的值发生改变），无法达到稳定状态（即值不变）时如何处理。

前面link过程中有说angular使用$watch来监控数据模型，以此来判断值的变化情况。我们先来看看$watch函数：

参数：

watchExp：需要监视的值或表达式

listener：监听函数，值变化时执行

objectEquality：是否开启值检测，为true时会检测对象或者数组内部变更（即选择以===的方式比较还是angular.equals的方式）

内部变量：

array：scope.$$watchers：存储注册过的所有监听器。每次digest时会去遍历array中所有监听器观察值的变化，直到值停止变更时才停止。

watcher：

last：监视对象的旧值，用于与现在的值进行比较来确定值是否改变。如果不相同，监听器就是dirty=true，它的监听函数就应当被调用。

返回值：

返回值是个函数，如果执行该函数，就会把刚注册的这个监听器销毁。

当监听到任何变化时，都会触发$digest循环：

$digest函数中会遍历所有监听器，并比对所有监听的值的变化。如果所有监听器的值都没变化，则dirty=false，不需要做任何更新；如果有任何监听器的值发生改变，则设置dirty=true，并修改对应值，$digest也会再次执行，直到所有的监听器值没有了改变。

注：在JavaScript里，NaN（Not-a-Number）并不等于自身，所以在脏检测函数里不显式处理NaN，因为一个值为NaN的监听器会一直是dirty。

那如何解决循环依赖呢？angular采用控制检测值变化的迭代次数：TTL，默认为10次。

如果超出迭代次数，值还不稳定，则抛出异常。

一般情况下开发者是不需要直接用$digest，angular提供的接口是$apply：

$apply使用函数作参数，它用$eval执行这个函数，然后通过$digest触发digest循环。而且$apply只有在创建一个不是angular库方法执行序列时才需要手动调用，因为angular的事件及异步请求等都会自动调用$apply。

注：在使用$apply时，请将要执行的事情包裹在$apply里面（即$scope.$apply(fn)的方式），因为如果要执行的事情出现异常，angular将无法捕获异常而导致出错，而$scope.$apply()已做了异常处理，并保证$digest()一定会被执行。

angular中还有一种延迟代码的方式，详见scope上的$evalAsync函数，它接受一个函数，把它列入计划，在当前正持续的digest中或者下一次digest之前执行。还实现了$$postDigest函数，将执行计划记录在$$postDigestQueue中，在digest之后运行。为了不影响到被列入计划将要执行的那个digest，angular的scope实现了一种叫做阶段（phase）的东西。

通过$watch循环检测，每次view或model改变时，该改变都能被捕捉到，通过$digest循环修改对应的model或view，直到稳定状态，从而实现双向数据绑定。

结语：

除了以上介绍的这些之外，angular还有很多东西值得我们去深入探究和使用，如路由（routing）、表单校验，还有单元测试和集成测试，有兴趣的朋友可以自己去探索一番。

最后再推荐一个学习资源集合：github上搜索AngularJS-Learning。

随着angular的发展，angular2.0已经在开发中。Angular2.0是一个针对移动应用的框架，同时也支持桌面环境。Angular2.0将基于ECMAScript6编写，有更快的更新检测(使用Object.observe())，更强大的功能（触摸动画、路由等），让我们一起期待。