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深入學(xué)習(xí)AngularJS中數(shù)據(jù)的雙向綁定機(jī)制

更新時間：2016年03月04日 14:18:33 作者：xufei

這篇文章主要介紹了AngularJS中數(shù)據(jù)的雙向綁定機(jī)制,雙向綁定使得HTML中呈現(xiàn)的view與AngularJS中的數(shù)據(jù)一致,是Angular的重要特性之一,需要的朋友可以參考下

Angular JS (Angular.JS) 是一組用來開發(fā)Web頁面的框架、模板以及數(shù)據(jù)綁定和豐富UI組件。它支持整個開發(fā)進(jìn)程，提供web應(yīng)用的架構(gòu)，無需進(jìn)行手工DOM操作。 AngularJS很小，只有60K，兼容主流瀏覽器，與 jQuery 配合良好。雙向數(shù)據(jù)綁定可能是AngularJS最酷最實(shí)用的特性,將MVC的原理展現(xiàn)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(jié)構(gòu)成為AngularJS編譯器的輸入。AngularJS將會遍歷DOM模板, 來生成相應(yīng)的NG指令,所有的指令都負(fù)責(zé)針對view(即HTML中的ng-model)來設(shè)置數(shù)據(jù)綁定。因此, NG框架是在DOM加載完成之后, 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);
 }
}]);

如上,我們在html中先定義一個angular的app,指定一個angular的controller,則該controller會對應(yīng)于一個作用域(可以用$scope前綴來指定作用域中的屬性和方法等). 則在該ngCtl的作用域內(nèi)的HTML標(biāo)簽, 其值或者操作都可以通過$scope的方式跟js中的屬性和方法進(jìn)行綁定.

這樣, 就實(shí)現(xiàn)了NG的雙向數(shù)據(jù)綁定: 即HTML中呈現(xiàn)的view與AngularJS中的數(shù)據(jù)是一致的. 修改其一, 則對應(yīng)的另一端也會相應(yīng)地發(fā)生變化.

這樣的方式,使用起來真的非常方便. 我們僅關(guān)心HTML標(biāo)簽的樣式, 及其對應(yīng)在js中angular controller作用域下綁定的屬性和方法. 僅此而已, 將眾多復(fù)雜的DOM操作全都省略掉了.

這樣的思想,其實(shí)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(dāng)然, 二者各有優(yōu)劣, 使用哪個就要看自己的選擇了.

NG中的app相當(dāng)于一個模塊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,不會相互干擾.

綁定數(shù)據(jù)是怎樣生效的
初學(xué)AngularJS的人可能會踩到這樣的坑，假設(shè)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>

這個時候，點(diǎn)擊按鈕，界面上的數(shù)字并不會增加。很多人會感到迷惑，因?yàn)樗榭凑{(diào)試器，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)確實(shí)已經(jīng)增加了，Angular不是雙向綁定嗎，為什么數(shù)據(jù)變化了，界面沒有跟著刷新？

試試在scope.counter++;這句之后加一句scope.digest();再看看是不是好了？

為什么要這么做呢，什么情況下要這么做呢？我們發(fā)現(xiàn)第一個例子中并沒有digest，而且，如果你寫了digest，它還會拋出異常，說正在做其他的digest，這是怎么回事？

我們先想想，假如沒有AngularJS，我們想要自己實(shí)現(xiàn)這么個功能，應(yīng)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">
      /* 數(shù)據(jù)模型區(qū)開始 */
      var counter = 0;

      function inc() {
        counter++;
      }

      function inc2() {
        counter+=2;
      }
      /* 數(shù)據(jù)模型區(qū)結(jié)束 */

      /* 綁定關(guān)系區(qū)開始 */
      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;
        }
      }
      /* 綁定關(guān)系區(qū)結(jié)束 */
    </script>
  </body>
</html>

可以看到，在這么一個簡單的例子中，我們做了一些雙向綁定的事情。從兩個按鈕的點(diǎn)擊到數(shù)據(jù)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，然后在bind里面把這個ng-click對應(yīng)的函數(shù)拿出來，綁定到onclick的事件處理函數(shù)中。為什么要這樣呢？因?yàn)閿?shù)據(jù)雖然變更了，但是還沒有往界面上填充，我們需要在此做一些附加操作。

從另外一個方面看，當(dāng)數(shù)據(jù)變更的時候，需要把這個變更應(yīng)用到界面上，也就是那三個span里。但由于Angular使用的是臟檢測，意味著當(dāng)改變數(shù)據(jù)之后，你自己要做一些事情來觸發(fā)臟檢測，然后再應(yīng)用到這個數(shù)據(jù)對應(yīng)的DOM元素上。問題就在于，怎樣觸發(fā)臟檢測？什么時候觸發(fā)？

我們知道，一些基于setter的框架，它可以在給數(shù)據(jù)設(shè)值的時候，對DOM元素上的綁定變量作重新賦值。臟檢測的機(jī)制沒有這個階段，它沒有任何途徑在數(shù)據(jù)變更之后立即得到通知，所以只能在每個事件入口中手動調(diào)用apply()，把數(shù)據(jù)的變更應(yīng)用到界面上。在真正的Angular實(shí)現(xiàn)中，這里先進(jìn)行臟檢測，確定數(shù)據(jù)有變化了，然后才對界面設(shè)值。

所以，我們在ng-click里面封裝真正的click，最重要的作用是為了在之后追加一次apply()，把數(shù)據(jù)的變更應(yīng)用到界面上去。

那么，為什么在ng-click里面調(diào)用$digest的話，會報錯呢？因?yàn)锳ngular的設(shè)計，同一時間只允許一個$digest運(yùn)行，而ng-click這種內(nèi)置指令已經(jīng)觸發(fā)了$digest，當(dāng)前的還沒有走完，所以就出錯了。

$digest和$apply
在Angular中，有$apply和$digest兩個函數(shù)，我們剛才是通過$digest來讓這個數(shù)據(jù)應(yīng)用到界面上。但這個時候，也可以不用$digest，而是使用$apply，效果是一樣的，那么，它們的差異是什么呢？

最直接的差異是，$apply可以帶參數(shù)，它可以接受一個函數(shù)，然后在應(yīng)用數(shù)據(jù)之后，調(diào)用這個函數(shù)。所以，一般在集成非Angular框架的代碼時，可以把代碼寫在這個里面調(diào)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，還有別的區(qū)別嗎？

在簡單的數(shù)據(jù)模型中，這兩者沒有本質(zhì)差別，但是當(dāng)有層次結(jié)構(gòu)的時候，就不一樣了?？紤]到有兩層作用域，我們可以在父作用域上調(diào)用這兩個函數(shù)，也可以在子作用域上調(diào)用，這個時候就能看到差別了。

對于$digest來說，在父作用域和子作用域上調(diào)用是有差別的，但是，對于$apply來說，這兩者一樣。我們來構(gòu)造一個特殊的示例：

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.$digest();  //這個換成$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>

這時候，我們就能看出差別了，在increase b按鈕上點(diǎn)擊，這時候，a跟b的值其實(shí)都已經(jīng)變化了，但是界面上的a沒有更新，直到點(diǎn)擊一次increase a，這時候剛才對a的累加才會一次更新上來。怎么解決這個問題呢？只需在increaseb這個指令的實(shí)現(xiàn)中，把$digest換成$apply即可。

當(dāng)調(diào)用$digest的時候，只觸發(fā)當(dāng)前作用域和它的子作用域上的監(jiān)控，但是當(dāng)調(diào)用$apply的時候，會觸發(fā)作用域樹上的所有監(jiān)控。

因此，從性能上講，如果能確定自己作的這個數(shù)據(jù)變更所造成的影響范圍，應(yīng)當(dāng)盡量調(diào)用$digest，只有當(dāng)無法精確知道數(shù)據(jù)變更造成的影響范圍時，才去用$apply，很暴力地遍歷整個作用域樹，調(diào)用其中所有的監(jiān)控。

從另外一個角度，我們也可以看到，為什么調(diào)用外部框架的時候，是推薦放在$apply中，因?yàn)橹挥羞@個地方才是對所有數(shù)據(jù)變更都應(yīng)用的地方，如果用$digest，有可能臨時丟失數(shù)據(jù)變更。

臟檢測的利弊
很多人對Angular的臟檢測機(jī)制感到不屑，推崇基于setter，getter的觀測機(jī)制，在我看來，這只是同一個事情的不同實(shí)現(xiàn)方式，并沒有誰完全勝過誰，兩者是各有優(yōu)劣的。

大家都知道，在循環(huán)中批量添加DOM元素的時候，會推薦使用DocumentFragment，為什么呢，因?yàn)槿绻看味紝OM產(chǎn)生變更，它都要修改DOM樹的結(jié)構(gòu)，性能影響大，如果我們能先在文檔碎片中把DOM結(jié)構(gòu)創(chuàng)建好，然后整體添加到主文檔中，這個DOM樹的變更就會一次完成，性能會提高很多。

同理，在Angular框架里，考慮到這樣的場景：

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++;
    }
  };
}

如果界面上某個文本綁定這個numOfCheckedItems，會怎樣？在臟檢測的機(jī)制下，這個過程毫無壓力，一次做完所有數(shù)據(jù)變更，然后整體應(yīng)用到界面上。這時候，基于setter的機(jī)制就慘了，除非它也是像Angular這樣把批量操作延時到一次更新，否則性能會更低。

所以說，兩種不同的監(jiān)控方式，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，最好的辦法是了解各自使用方式的差異，考慮出它們性能的差異所在，在不同的業(yè)務(wù)場景中，避開最容易造成性能瓶頸的用法。

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