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前端展示的頁面是由視圖和數據共同構成的，視圖模板定義了頁面的框架，而數據定義了頁面具體的顯示內容。

而數據發(fā)生變化的時候，我們需要及時將變化的內容更新到視圖中，否則用戶看到的數據就是不正確的。系統(tǒng)及時感知到數據模型的變化，然后通過計算更新到視圖中，這是每個前端框架都需要解決的問題。這前一半部分就是所謂的變化檢測。

數據何時變化

接下來的問題是，數據何時變化，哪些因素會引起數據變化？在數據雙向綁定的分析和簡單實現(xiàn)中曾經分析過，主要有如下幾種情況可能也改變數據：

• 用戶輸入操作，比如點擊，提交等
• 請求服務端數據
• 定時事件，比如setTimeout，setInterval

這幾點有一個共同點，就是它們都是異步的。也就是說，所有的異步操作是可能導致數據變化的根源因素。

如何通知變化

那么，在Angular中是誰來通知數據即將變化的呢？在AngularJS中是由代碼$scope.$apply()或者$scope.$digest觸發(fā)，而Angular接入了ZoneJS，由它監(jiān)聽了Angular所有的異步事件。ZoneJS是怎么做到的呢？其實它重寫了所有的異步api（所謂的猴子補丁Monkey patch）！ZoneJS會通知Angular可能有數據發(fā)生變化，需要檢測更新。

變化檢測原理

Angular得到需要重新檢查數據模型，更新視圖的通知后，是怎么執(zhí)行變化檢測的呢？答案是，臟檢查。考慮到還沒聽說過臟檢查的同學，這里解釋一下，臟檢查其實就是存儲所有變量的值，每當可能有變量發(fā)生變化需要檢查時，就將所有變量的舊值跟新值進行比較，不相等就說明檢測到變化，需要更新對應視圖。

改善的臟檢查

接觸過AngularJS的同學肯定知道，它使用的變化檢測機制也是臟檢查。那么，同是臟檢查的背后，有何不同呢？為何Angular自稱變化檢測的性能比起AngularJS提升了很多？

Angular的核心是組件化，組件的嵌套會使得最終形成一棵組件樹。Angular的變化檢測可以分組件進行，每個組件都有對應的變化檢測器ChangeDetector?？上攵?#xff0c;這些變化檢測器也會構成一棵樹。

另外，Angular的數據流是自頂而下，從父組件到子組件單向流動。單向數據流向保證了高效、可預測的變化檢測。盡管檢查了父組件之后，子組件可能會改變父組件的數據使得父組件需要再次被檢查，這是不被推薦的數據處理方式。在開發(fā)模式下，Angular會進行二次檢查，如果出現(xiàn)上述情況，二次檢查就會報錯：ExpressionChangedAfterItHasBeenCheckedError（關于這個問題的答案，可以在參考資料中找到）。而在生產環(huán)境中，臟檢查只會執(zhí)行一次。

相比之下，AngularJS采用的是雙向數據流，錯綜復雜的數據流使得它不得不多次檢查，使得數據最終趨向穩(wěn)定。理論上，數據可能永遠不穩(wěn)定。AngularJS給出的策略是，臟檢查超過10次，就認為程序有問題，不再進行檢查。這個10，我不知道它的給出依據是什么，也許是個經驗值吧。

變化檢測策略onPush

Angular還讓開發(fā)者擁有定制變化檢測策略的能力。

export enum ChangeDetectionStrategy {

OnPush, // 表示變化檢測對象的狀態(tài)為`CheckOnce`

Default, // 表示變化檢測對象的狀態(tài)為`CheckAlways`

}

從ChangeDetectionStrategy可以看到，Angular有兩種變化檢測策略。Default是Angular默認的變化檢測策略，也就是上述提到的臟檢查（只要有值發(fā)生變化，就全部檢查）。開發(fā)者可以根據場景來設置更加高效的變化檢測方式：onPush。onPush策略，就是只有當輸入數據的引用發(fā)生變化或者有事件觸發(fā)時，組件才進行變化檢測。

@Component({

template: `

<h2>{{vData.name}}</h2>

<span>{{vData.email}}</span>

`,

// 設置該組件的變化檢測策略為onPush

changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush

})

class VCardCmp {

@Input() vData;

}

比如上面這個例子，當vData的屬性值發(fā)生變化的時候，這個組件不會發(fā)生變化檢測，只有當vData重新賦值的時候才會。一般，只接受輸入的木偶子組件（dumb components）比較適合采用onPush策略。

那什么時候只要對象的屬性值發(fā)生變化，整個對象的引用就變了呢？不可變對象（Immutable Object）。當組件中的輸入對象是不變量時，可采用onPush變化檢測策略，減少變化檢測的頻率。換個角度來說，為了更加智能地執(zhí)行變化檢測，可以在只接受輸入的子組件中采用onPush策略。

變化檢測對象引用

Angular不僅可以讓開發(fā)者設置變化檢測的策略，還可以讓開發(fā)者獲取變化檢測對象引用ChangeDetectorRef，手動去操作變化檢測。變化檢測對象引用給開發(fā)者提供的方法有以下幾種：

• markForCheck()：將檢查組件的所有父組件所有子組件，即使設置了變化檢測策略為onPush
• detach()：將變化檢測對象脫離檢測對象樹，不再進行變化檢查；結合detectChanges可實現(xiàn)局部變化檢測
• detectChanges()：將檢測該組件及其子組件，結合detach可實現(xiàn)局部檢測
• checkNoChanges(): 檢測該組件及其子組件，如果有變化存在則報錯，用于開發(fā)階段二次驗證變化已經完成
• reattach()：將脫離的變化檢測對象重新鏈接到變化檢測樹上

那么，如果是Observable的話，它會訂閱所有的變量變化，只要在訂閱回調函數中手動觸發(fā)變化檢測即可實現(xiàn)最小成本的檢測（仍采用onPush變化檢測策略）。舉個例子：

@Component({

template: '{{counter}}',

changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush

})

class CartBadgeCmp {

@Input() addItemStream:Observable<any>;

counter = 0;

constructor(private cd: ChangeDetectorRef) {}

ngOnInit() {

this.addItemStream.subscribe(() => {

this.counter++; // 數據模型發(fā)生變化

this.cd.markForCheck(); // 手動觸發(fā)檢測

})

}

}

另外，當數據模型變化太過頻繁，我們可自定義變化檢測的時機。舉個例子：

@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(); // 鏈接上變化檢測樹

}

else{

this.cd.detach(); // 脫離變化檢測樹

}

}

}

一個注意點是，采用onPush策略之后的組件detach()無效，具體可參考這里。

疑惑點

在Angular源碼中看到變化檢測對象有如下幾種狀態(tài)：?
+?CheckOnce：表示只檢查一次，調用detectChanges之后狀態(tài)將會變?yōu)镃hecked?
+?Checked：表示在狀態(tài)變?yōu)镃heckOnce之前會跳過所有檢測?
+?CheckAlways：表示總是接受變化檢測，每次調用detectChanges后狀態(tài)還是CheckAlways?
+?Detached：代表變化檢測對象脫離了變化檢測對象樹，不再進行變化檢測?
+?Errored：表述變化測試對象發(fā)生錯誤，變化檢測實效?
+?Destroyed：表示變化檢測對象已經被銷毀

而OnPush策略表示變化檢測對象的狀態(tài)為CheckOnce。那么設置OnPush策略的組件為什么是引用發(fā)生變化之后才會執(zhí)行變化檢測的？檢測之后狀態(tài)從CheckOnce變成Checked，然后是如何變成CheckOnce的？

P.S. 嘗試閱讀Angular變化檢測這部分的源代碼，實在不知從何下手，網上資料甚少，求閱讀源碼經驗分享。

總結

Angular與AngularJS都采用臟檢查的變化檢測機制，前者優(yōu)于后者主要體現(xiàn)在：

• 單向數據流向
• 以組件為單位維度獨立進行
• 生產環(huán)境只進行一次檢查
• 可自定義的變化檢測策略：?Default和onPush
• 可自定義的變化檢測操作：markForcheck()，detectChanges()，detach()，?reattach()，checkNoChanges()
• 代碼實現(xiàn)上的優(yōu)化，據說采用了VM friendly的代碼（這點我也不太明白，就隨便提一下）

參考資料：

• Tero Parviainen: Change And Its Detection In JavaScript Frameworks
• Victor Savkin: Change Detection in Angular
• Pascal Precht: Angular Change Dection Explained
• Maxim Koretskyi：Everything you need to know about change detection in Angular
• Maxim Koretskyi：Angular’s $digest is reborn in the newer version of Angular
• Wojciech Kwiatek：Understanding Angular 2 change detection?
  
• Ben Nadel: Change Detection Strategy Appears To Override The ChangeDetectorRef In Angular 2 RC 3
• Juri: Tuning Angular’s Change Detection
• Maxim Koretskyi：Everything you need to know about the?ExpressionChangedAfterItHasBeenCheckedError?error

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Angular变化检测机制：改善的脏检查的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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