進入正文前的說明：本文中的示例代碼并非AngularJs源碼，而是來自書籍<<Build Your Own AngularJs>>, 這本書的作者僅依賴jquery和lodash一步一步構(gòu)建出AngularJs的各核心模塊，對全面理解AngularJs有非常巨大的幫助。若有正在使用AngulaJs攻城拔寨并且希望完全掌握手中武器的小伙伴，相信能對你理解AngularJs帶來莫大幫助，感謝作者。

在這篇文章中，希望能讓您理清楚以下幾項與scope相關的功能：

1.dirty-checking(臟檢測)核心機制，主要包括：$watch 和 $digest;

2.幾種不同的觸發(fā)$digest循環(huán)的方式：$eval, $apply, $evalAsync, $applyAsync;

3.scope的繼承機制以及isolated scope；

4.依賴于scope的事件循環(huán)：$on, $broadcast, $emit.

現(xiàn)在開始我們的第一部分：scope和dirty-checking

dirty-checking(臟檢測)原理簡述：scope通過$watch方法向this.$$watchers數(shù)組中添加watcher對象(包含watchFn, listenerFn, valueEq, last 四個屬性)。每當$digest循環(huán)被觸發(fā)時，它會遍歷$$watchers數(shù)組，執(zhí)行watcher中的watchFn，獲取當前scope上某屬性的值(一個watcher對應scope上一個被監(jiān)聽屬性)，然后去同watcher中的last(上一次的值)做比較，若兩值不相等，就執(zhí)行l(wèi)istenerFn。

function Scope() {
  this.$$watchers = []; // 監(jiān)聽器數(shù)組
  this.$$lastDirtyWatch = null; // 每次digest循環(huán)的最后一個臟的watcher, 用于優(yōu)化digest循環(huán)
  this.$$asyncQueue = []; // scope上的異步隊列
  this.$$applyAsyncQueue = []; // scope上的異步apply隊列
  this.$$applyAsyncId = null; //異步apply信息
  this.$$postDigestQueue = []; // postDigest執(zhí)行隊列
  this.$$phase = null; // 儲存scope上正在做什么,值有：digest/apply/null
  this.$root = this; // rootScope

  this.$$listeners = {}; // 存儲包含自定義事件鍵值對的對象

  this.$$children = []; // 存儲當前scope的兒子Scope,以便$digest循環(huán)遞歸
}

實際上scope就是一個普通的javascript對象，一個類構(gòu)造函數(shù)，可以通過new進行實例化。根據(jù)臟檢測的原理，接下來，我們一起看看scope的$watch方法的實現(xiàn)。

/* $watch方法：向watchers數(shù)組中添加watcher對象，以便對應調(diào)用 */
Scope.prototype.$watch = function(watchFn, listenerFn, valueEq) {
  var self = this;

  watchFn = $parse(watchFn);

  // watchDelegate: 針對watch expression是常量和 one-time-binding的情況，進行優(yōu)化。在第一次初始化之后刪除watch
  if(watchFn.$$watchDelegate) {
    return watchFn.$$watchDelegate(self, listenerFn, valueEq, watchFn);
  }
  var watcher = {
    watchFn: watchFn,
    listenerFn: listenerFn || function() {},
    valueEq: !!valueEq,
    last: initWatchVal
  };

  this.$$watchers.unshift(watcher);
  this.$root.$$lastDirtyWatch = null;

  return function() {
    var index = self.$$watchers.indexOf(watcher);
    if(index >= 0) {
      self.$$watchers.splice(index, 1);
      self.$root.$$lastDirtyWatch = null;
    }
  };
};

$watch方法的參數(shù)：

watchFn－監(jiān)視表達式，在使用$watch時，通常是傳入一個expression, 經(jīng)過$parse服務處理后返回一個監(jiān)視函數(shù)，提供動態(tài)訪問scope上屬性值的功能，可以看作 function() { return scope.someValue; }。

listenerFn－監(jiān)聽函數(shù)，當$digest循環(huán)dirty時（即scope上$$watchers數(shù)組中有watcher監(jiān)測到屬性值變化時），執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。

valueEq－是否全等監(jiān)視，布爾值，valueEq默認為false，此時$watch對監(jiān)視對象進行“引用監(jiān)視”，如果被監(jiān)視的表達式是原始數(shù)據(jù)類型，$watch能夠發(fā)現(xiàn)改變。如果被監(jiān)視的表達式是引用類型，由于引用類型的賦值只是將被賦值變量指向當前引用，故$watch認為沒有改變。若需要對引用類型進行監(jiān)視，則需要將valueEq設置為true，這是$watch會對被監(jiān)視對象進行“全等監(jiān)視”，在每次比較前會用angular.copy()對被監(jiān)視對象進行深拷貝，然后用angular.equal()進行比對。雖然“全等監(jiān)視”能夠監(jiān)視到所有改變，但如果被監(jiān)視對象很大，性能肯定會大打折扣。所以應該根據(jù)實際情況來使用valueEq。

從代碼中能夠看出，$watch的功能其實非常簡單，就是構(gòu)造watcher對象，并將watcher對象插入到scope.$$watchers數(shù)組中，然后返回一個銷毀當前watcher的函數(shù)。

接下來進入到臟檢測最核心的部分：$digest循環(huán)

《Build your own AngularJs》的作者將$digest分成了兩個函數(shù)：$digestOnce 和 $digest。這雖然不用與框架源碼，但能夠使代碼更易理解。兩個函數(shù)實際上分別對應了$digest的內(nèi)層循環(huán)和外層循環(huán)。代碼如下：

內(nèi)層循環(huán)

Scope.prototype.$$digestOnce = function() {
      var dirty;
      var continueLoop = true;
      var self = this;

      this.$$everyScope(function(scope) {
        var newValue, oldValue;

        _.forEachRight(scope.$$watchers, function(watcher) {
          try {
            if(watcher) {
              newValue = watcher.watchFn(scope);
              oldValue = watcher.last;

              if(!scope.$$areEqual(newValue, oldValue, watcher.valueEq)) {
                scope.$root.$$lastDirtyWatch = watcher;

                watcher.last = (watcher.valueEq ? _.cloneDeep(newValue) : newValue);
                
                watcher.listenerFn(newValue,
                  (oldValue === initWatchVal? newValue : oldValue), scope);
                dirty = true;
              } else if(scope.$root.$$lastDirtyWatch === watcher) {
                continueLoop = false;
                return false;
              }
            }
          } catch(e) {
            console.error(e);
          }
        });
        return continueLoop;
      });

      return dirty;
    };

代碼中，$$everyScope是遞歸childScope執(zhí)行回調(diào)函數(shù)的工具方法，后面會貼出。

$digestOnce的核心邏輯就在$$everyScope方法的循環(huán)體內(nèi)，即遍歷scope.$$watchers, 比對新舊值，根據(jù)比對結(jié)果確定是否執(zhí)行l(wèi)istenerFn,并向listenerFn中傳入newValue, oldValue, scope供開發(fā)者獲取。

示例代碼第18行，watcher.last的賦值證實了上文提到的$watch的第三個參數(shù)valueEq的作用。

示例代碼第23行，由于$digest循環(huán)會一直運行直到?jīng)]有dirty watcher時，故單次$digest循環(huán)通過緩存最后一個dirty的watcher，在下一次$digest循環(huán)時如果遇到$$lastDirtyWatcher就停止當前循環(huán)。這樣做減少了遍歷watcher的數(shù)量，優(yōu)化了性能。

 外層循環(huán)

在我們的示例中，外層循環(huán)即由 $digest來控制。$digest函數(shù)主要由do while循環(huán)體內(nèi)調(diào)用$digestOnce進行臟檢測 以及 對其他一些異步操作的處理組成。代碼如下：

// digest循環(huán)的外循環(huán)，保持循環(huán)直到?jīng)]有臟值為止
    Scope.prototype.$digest = function() {
      var ttl = TTL;
      var dirty;
      this.$root.$$lastDirtyWatch = null;

      this.$beginPhase('$digest');

      if(this.$root.$$applyAsyncId) {
        clearTimeout(this.$root.$$applyAsyncId);
        this.$$flushApplyAsync();
      }

      do {
        while (this.$$asyncQueue.length) {
          try {
            var asyncTask = this.$$asyncQueue.shift();
            asyncTask.scope.$eval(asyncTask.expression);
          } catch(e) {
            console.error(e);
          }
        }

        dirty = this.$$digestOnce();

        if((dirty || this.$$asyncQueue.length) && !(ttl--)) {
          this.$clearPhase();
          throw TTL + ' digest iterations reached';
        }
      } while (dirty || this.$$asyncQueue.length);
      this.$clearPhase();

      while(this.$$postDigestQueue.length) {
        try {
          this.$$postDigestQueue.shift()();
        } catch(e) {
          console.error(e);
        }
      }
    };

在這一節(jié)中我們的主要關注點是臟檢測，異步任務相關的$$applyAsync，$$flushApplyAsync，$$asyncQueue，$$postDigestQueue之后再做分析。

示例代碼第24行，調(diào)用$$digestOnce，并把返回值賦值給dirty。在do while循環(huán)中，只要dirty為true，那么循環(huán)就會一直執(zhí)行下去，直到dirty的值為 false。這就是臟檢測機制的外層循環(huán)的實現(xiàn)，是不是覺得其實很簡單呢，嘿嘿。

設想一下，某些值可能會在listenerFn中持續(xù)被改變并且，無法穩(wěn)定下來，那勢必會出現(xiàn)死循環(huán)。為了解決這個問題，AngularJs使用 TTL(time to live)來對循環(huán)次數(shù)進行控制，超過最大次數(shù)，就會throw錯誤 并 告訴開發(fā)者循環(huán)可能永遠不會穩(wěn)定。

現(xiàn)在我們把注意力移到代碼第26行的 if 代碼塊上，不難看出，這里是對最大$digest循環(huán)次數(shù)進行了限制，每執(zhí)行一次do while循環(huán)的循環(huán)體，TTL就會自減1。當TTL值為0，再進行循環(huán)就會報錯。當然咯，這個TTL的值也是能夠進行配置的。

現(xiàn)在，相信小伙伴們對$digest循環(huán)已經(jīng)比較清楚了吧～簡單來說，dirty-checking就是依賴緩存在scope上的$$watchers和$digest循環(huán)來對值進行監(jiān)聽的。有了$digest，當然還需要有手段去觸發(fā)它咯。

接下來，我們將進入第二部分：觸發(fā)$digest循環(huán) 和 異步任務處理　

$eval

說到觸發(fā)$digest循環(huán)，大部分同學都會想到$apply。要說$apply就需要先說說$eval。

$eval使我們能夠在scope的context中執(zhí)行一段表達式，并允許傳入locals object對當前scope context進行修改。

tip：$parse服務能夠接受一個表達式或者函數(shù)作為參數(shù)，經(jīng)過處理返回一個函數(shù)供開發(fā)者調(diào)用。這個函數(shù)有兩個參數(shù)context object(通常就是scope)，locals object(本地對象，常用來覆蓋context中的屬性)。

 Scope.prototype.$eval = function(expr, locals) {
   return $parse(expr)(this, locals);
 };

$apply

$apply 方法接收一個expression或者function作為參數(shù)，$apply通過$eval函數(shù)執(zhí)行傳入的expression 或 function。最終從$rootScope上觸發(fā)$digest循環(huán)。

$apply 被認為是 使AngularJs與第三方庫混合使用最標準的方式。初學者朋友剛開始都會遇到用第三方庫修改了scope上的屬性或者被watch的屬性，但并沒有觸發(fā)$digest循環(huán)，導致雙向綁定失效的問題。此時，$apply就是解決這種情況的良藥！

Scope.prototype.$apply = function(expr) {
  try {
    this.$beginPhase('$apply');
    return this.$eval(expr);
  } finally {
    this.$clearPhase();
    this.$root.$digest();
  }
};

$apply本質(zhì)上，就是用$eval執(zhí)行了一段表達式，再調(diào)用rootScope的$digest方法。

有時候，當我們能夠確定我們不需要從rootScope開始進行$digest循環(huán)時，我可以調(diào)用scope.digest() 來代替 $apply，這樣能夠帶來性能的提升。

 $evalAsync

$evalAsync 用于延遲執(zhí)行一段表達式。通常我們更習慣使用$timeout服務來進行代碼的延遲執(zhí)行，但$timeout會將執(zhí)行控制權交給瀏覽器，如果瀏覽器同時還需要執(zhí)行諸如 ui渲染／事件控制／ajax 等任務時，我們代碼延遲執(zhí)行的時機就會變得非常不可控。

我們來看看$evalAsync是如何讓代碼延遲執(zhí)行的時機變得嚴格，可控的。

Scope.prototype.$evalAsync = function(expr) {
  var self = this;
  if(!self.$$phase && !self.$$asyncQueue.length) {
    setTimeout(function() {
      if(self.$$asyncQueue.length) {
        self.$root.$digest();
      }
    }, 0);
  }

  this.$$asyncQueue.push({
    scope: this,
    expression: expr
  });
};

$evalAsync方法的主要功能是從代碼第11行開始，向$$asyncQueeu中添加對象。$$asyncQueue隊列的執(zhí)行是在$digest的do while循環(huán)中進行的。

while (this.$$asyncQueue.length) {
  try {
    var asyncTask = this.$$asyncQueue.shift();
    asyncTask.scope.$eval(asyncTask.expression);
  } catch(e) {
    console.error(e);
  }
}

$evalAsync的代碼會在正在運行的$digest循環(huán)中被執(zhí)行，如果當前沒有正在運行的$digest循環(huán)，會自己延遲觸發(fā)一個$digest循環(huán)來執(zhí)行延遲代碼。

 $applyAsync

$applyAsync用于合并短時間內(nèi)多次$digest循環(huán)，優(yōu)化應用性能。

在日常開發(fā)工作中，常常會遇到要短時間內(nèi)接收若干http響應，同時觸發(fā)多次$digest循環(huán)的情況。使用$applyAsync可合并若干次$digest，優(yōu)化性能。

/* 這個方法用于 知道需要在短時間內(nèi)多次使用$apply的情況，
  能夠?qū)Χ虝r間內(nèi)多次$digest循環(huán)進行合并，
  是針對$digest循環(huán)的優(yōu)化策略
  */
Scope.prototype.$applyAsync = function(expr) {
  var self = this;
  self.$$applyAsyncQueue.push(function() {
    self.$eval(expr);
  });

  if(self.$root.$$applyAsyncId === null) {
    self.$root.$$applyAsyncId = setTimeout(function() {
      self.$apply(_.bind(self.$$flushApplyAsync, self));
    }, 0);
  }
};

$$postDigest

$$postDigest方法提供了在下一次digest循環(huán)后執(zhí)行代碼的方式，這個方法的前綴是"$$"，是一個AngularJs內(nèi)部方法，應用開發(fā)極少用到。

此方法不自主觸發(fā)$digest循環(huán)，而是在別處產(chǎn)生$digest循環(huán)之后執(zhí)行。

/* $$postDigest 用于在下一次digest循環(huán)后執(zhí)行函數(shù)隊列 
   不同于applyAsync 和 evalAsync, 它不觸發(fā)digest循環(huán)
   */
 Scope.prototype.$$postDigest = function(fn) {
   this.$$postDigestQueue.push(fn);
 };

到這里，我們對臟檢測的原理，即它的工作機制就了解的差不多了。希望這些知識能夠幫助你更好的應用AngularJs來開發(fā)，能夠更輕松地定位錯誤。

下一章，我會繼續(xù)為大家介紹文章開頭提到的另外兩處scope相關的特性。篇幅較長，感謝您的耐心閱讀～也希望大家多多支持腳本之家。

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