Angular2双向绑定及变化检测

前几天总结了MVC、MVP、MVVM设计模式，其中MVVM的核心机制就是双向绑定。React、Vue、Angular的双向绑定，都是基于MVVM的设计模式。

什么是双向绑定

如图：

双向绑定.jpg

双向绑定机制维护了页面（View）与数据（Data）的一致性。如今，MVVM已经是前段流行框架必不可少的一部分。

Angular2中的双向绑定

双向绑定，也是Angular2的核心概念之一，Angular2的双向绑定是这样的：

data=>view：数据绑定，模板语法是 []
view=>data：事件绑定，模板语法是 ()
Angular其实并没有一个双向绑定的实现，他的双向绑定就是数据绑定+事件绑定，模板语法是 [()] 。

Angular2官方给的例子：

<!--value是数据绑定，input是事件绑定-->
<input [value]="currentHero.name"   
       (input)="currentHero.name=$event.target.value"
       >
<!--等价-->
<input [(ngModel)]="currentHero.name">

上面是input空间的双向绑定语法，很清楚的说明了双向绑定与两个单向绑定的关系。这里没有使用ngModule语法，ngModule语法内部实现与这个差不多。

事件绑定

用户操作出发DOM事件通知
Angular监听到了通知，然后执行模板语法，上面的例子就是将input控件的输入值赋给了currentHero.name。

数据绑定

由于js语言并没有属性变化通知的机制，所以angular也不知道谁发生了变化，在什么时候变了。Angular的变化机制是：

image.png

上面的例子中input的数据绑定过程如下：

代码修改了currentHero.name的值。
触发整个组件树的变化检查。
input显示了修改后的值。

数据何时变化

主要入下集中情况可能改变数据：

用户输入操作，比如点击，提交等。
请求服务端数据。
定时事件，比如setTimeout，setInterval。

这几点有个共同点，就是他们都是异步的。也就是说，所有的异步操作是可能导致数据变化的根源因素。

如何通知变化

在Angularjs中是由代码$scope.$apply()或者$scope.$digest触发，而Angular2接入了ZoneJS,由它监听了Angular所有的异步事件。ZoneJS重写了所有的异步API（所谓的猴子补丁，MonkeyPath）。ZoneJS会通知Angular可能有数据发生变化，需要检测更新。

变化检测原理 -- 脏检查

所谓脏检查就是存储所有变量的值，每当可能有变量发生变化需要检查时，就将所有变量的旧值跟新值进行比较，不相等就说明检测到变化，需要更新对应的视图。

AngularJS与Angular2变化检测的区别

Angularjs的变化检测机制也是脏检查，而Angular2的变化检测性能比Angularjs提升了很多。

Angular2

Angular的核心是组件化，组件的嵌套会使得最终形成一棵组件树。Angular的变化检测可以分组件进行，每个组件都有对应的变化检测器ChangeDetector。可想而知，这些变化检测器也会构成一棵树。

另外，Angular的数据流是自顶而下的，从父组件到子组件单向流动。单向数据流向保证了高效、可预测的变化检测，尽管检查了负组件之后，自组件可能会改变父组件的数据使得父组件需要再次被检查，这是不被推荐的数据处理方式。在开发模式下，Angular会进行二次检查，如果出现上述情况，二次检查就会报错：ExpressionChangedAfterItHasBeenCheckedError（关于这个问题的答案，可以在参考资料中找到）。而在生产环境中，脏检查只会执行一次。

Angularjs

相比之下，Angularjs采用的是双向数据流，错综复杂的数据流使得他不得不多次检查，使得数据最终趋向稳定。理论上，数据永远不可能稳定，Angularjs的策略是，脏检查超过10次就认定程序有问题。

angular2-change-detection-moscowjs-31-9-638.jpg

变化检测优化

优化策略

有2个思路：

OnPush策略：我知道我没变，别查我。
手动控制刷新：我变了，只查我。

变化检测策略 OnPush

Angular还让开发者拥有制定变化策略的能力。

export enum ChangeDetectionStrategy { 
  OnPush, // 表示变化检测对象的状态为`CheckOnce` 
  Default, // 表示变化检测对象的状态为`CheckAlways`
}

从ChangeDetectionStrategy可以看到，Angular有两种变化检测策略。Default是Angular默认的变化检测策略，也就是脏检查（只要有值发生变化，就全部检查）。开发者可以根据场景来设置更加高效的变化检测方式：OnPush。OnPush策略，就是只有当输入数据的引用发生变化或者有事件触发时，组件进行变化检测。

@Component({
  template: `
    <h2>{{vData.name}}</h2>
    <span>{{vData.email}}</span>
  `,
  // 设置该组件的变化检测策略为onPush
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
class VCardCmp {
  @Input() vData;
}

比如上面这个例子，当vData的属性值发生变化的时候，这个组件不会发生变化检测，只有当vData重新赋值的时候才会。一般，只接受输入的木偶子组件（dumb components）比较适合采用onPush策略。

那什么时候只要对象的属性值发生变化，整个对象的引用就变了呢？不可变对象（Immutable Object）。当组件中的输入对象是不变量时，可采用onPush变化检测策略，减少变化检测的频率。换个角度来说，为了更加智能地执行变化检测，可以在只接受输入的子组件中采用onPush策略。

手动控制变化检测

Angular不仅可以让开发者设置变化检测策略，还可以让开发者获取变化检测对象引用ChangeDetectorRef，手动去操作变化检测。变化检测对象引用给开发者提供的方法有以下几种：

markForCheck()：将检查组件的所有父组件所有子组件，即使设置了变化检测策略为onPush。
detach()：将变化检测对象脱离检测对象树，不再进行变化检查；结合detectChanges可实现局部变化检测。（采用onPush策略之后的组件detach()无效）
detectChanges()：将检测该组件及其子组件，结合detach可实现局部检测。
checkNoChanges(): 检测该组件及其子组件，如果有变化存在则报错，用于开发阶段二次验证变化已经完成。
reattach()：将脱离的变化检测对象重新链接到变化检测树上。

那么，如果是Observable的话，它会订阅所有的变量变化，只要在订阅回调函数中手动触发变化检测即可实现最小成本的检测（仍采用onPush变化检测策略）。举个例子：

@Component({
  template: '{{counter}}',
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
class CartBadgeCmp {

  @Input() addItemStream:Observable<any>;
  counter = 0;

  constructor(private cd: ChangeDetectorRef) {}

  ngOnInit() {
    this.addItemStream.subscribe(() => {
      this.counter++;        // 数据模型发生变化
      this.cd.markForCheck(); // 手动触发检测
    })
  }
}

另外，当数据模型变化太过频繁，我们可自定义变化检测的时机。举个例子：

@Component({
  template: `{{counter}}
  <input type="check" (click)="toggle()">`, 
})
class CartBadgeCmp { 
  counter = 0;
  detectEnabled = false;
 
  constructor(private cd: ChangeDetectorRef) {}

  ngOnInit() {
    // 每10毫秒增加1
    setInterval(()=>{this.counter++}, 10);
  }
  
  toggle(){
      if( this.detectEnabled ){
          this.cd.reattach();  // 链接上变化检测树
      }
      else{
          this.cd.detach(); // 脱离变化检测树
      }
  }
}

总结

Angular与Angularjs都采用变化检测机制，前者优于后者主要体现在：

单项数据流动
以组件为单位维度独立进行检测
生产环境只进行一次检查
可自定义的变化检测策略：Default和onPush
可自定义的变化检测操作：markForcheck()、detectChanges()、detach()、reattach()、checkNoChanges()
代码实现上的优化，据说采用了VM friendly的代码。

作者：Husbin
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來源：简书
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