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詳解Angular DOM的更新機制

青灯夜游
發布: 2021-05-27 11:11:07
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這篇文章帶大家了解一下Angular DOM的更新機制。有一定的參考價值,有需要的朋友可以參考一下,希望對大家有幫助。

詳解Angular DOM的更新機制

【相關教學推薦:《angular教學》】

由模型變更觸發的DOM 更新是所有前端框架的重要功能(註:即保持model 和view 的同步),當然Angular 也不例外。定義一個如下模板表達式:

<span>Hello {{name}}</span>
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或類似下面的屬性綁定(註:這與上面代碼等價):

<span [textContent]="&#39;Hello &#39; + name"></span>
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當每次name 值改變時,Angular 會神奇般的自動更新DOM 元素(註:最上面程式碼是更新DOM 文字節點,上面程式碼是更新DOM 元素節點,兩者是不一樣的,下文解釋)。這表面上看起來很簡單,但其內部工作卻相當複雜。而且,DOM 更新只是Angular 變更偵測機制 的一部分,變更偵測機制主要由以下三步驟組成:

  • DOM updates(註:即本文將要解釋的內容)
  • child components Input bindings updates
  • query list updates
##本文主要探討變更偵測機制的渲染部分(即DOM updates 部分)。如果你之前也對這個問題很好奇,可以繼續讀下去,絕對讓你茅塞頓開。

在引用相關原始碼時,假設程式是以生產模式運作。讓我們開始吧!

程式內部架構

在探索 DOM 更新之前,我們先搞清楚 Angular 程式內部究竟是如何設計的,簡單回顧一下。

檢視

從我的這篇文章

Here is what you need to know about dynamic components in Angular# 知道Angular 編譯器會把程式中使用的元件編譯為一個工廠類別(factory)。例如,下面程式碼展示Angular 如何從工廠類中創建一個元件(註:這裡作者邏輯貌似有點亂,前一句說的Angular 編譯器編譯的工廠類,其實是編譯器去做的,不需要開發者做任何事情,是自動化的事情;而下面程式碼說的是開發者如何手動透過ComponentFactory## 來建立一個Component 實例。總之,他是想說元件是怎麼被實例化的):

const factory = r.resolveComponentFactory(AComponent);
componentRef: ComponentRef<AComponent> = factory.create(injector);
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Angular 使用這個工廠類別來實例化

View Definition ,然後使用viewDef 函數來建立視圖。 Angular 內部把一個程式看作為一個視圖樹,一個程式雖然有眾多元件,但有一個公共的視圖定義介面來定義由元件產生的視圖結構(註:即ViewDefinition Interface ),當然Angular 使用每一個元件物件來建立對應的視圖,從而由多個視圖組成視圖樹。 (註:這裡有一個主要概念是檢視,其架構為  ViewDefinition Interface

组件工厂

组件工厂大部分代码是由编译器生成的不同视图节点组成的,这些视图节点是通过模板解析生成的(注:编译器生成的组件工厂是一个返回值为函数的函数,上文的 ComponentFactory 是 Angular 提供的类,供手动调用。当然,两者指向同一个事物,只是表现形式不同而已)。假设定义一个组件的模板如下:

&lt;span&gt;I am {{name}}&lt;/span&gt;
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编译器会解析这个模板生成包含如下类似的组件工厂代码(注:这只是最重要的部分代码):

function View_AComponent_0(l) {
    return jit_viewDef1(0,
        [
          jit_elementDef2(0,null,null,1,&#39;span&#39;,...),
          jit_textDef3(null,[&#39;I am &#39;,...])
        ], 
        null,
        function(_ck,_v) {
            var _co = _v.component;
            var currVal_0 = _co.name;
            _ck(_v,1,0,currVal_0);
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注:由 AppComponent 组件编译生成的工厂函数完整代码如下

 (function(jit_createRendererType2_0,jit_viewDef_1,jit_elementDef_2,jit_textDef_3) {
     var styles_AppComponent = [&#39;&#39;];
     var RenderType_AppComponent = jit_createRendererType2_0({encapsulation:0,styles:styles_AppComponent,data:{}});
     function View_AppComponent_0(_l) {
         return jit_viewDef_1(0,
            [
                (_l()(),jit_elementDef_2(0,0,null,null,1,&#39;span&#39;,[],null,null,null,null,null)),
                (_l()(),jit_textDef_3(1,null,[&#39;I am &#39;,&#39;&#39;]))
            ],
            null,
            function(_ck,_v) {
    	        var _co = _v.component;
    	        var currVal_0 = _co.name;
    	        _ck(_v,1,0,currVal_0);
           });
    }
 return {RenderType_AppComponent:RenderType_AppComponent,View_AppComponent_0:View_AppComponent_0};})
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上面代码描述了视图的结构,并在实例化组件时会被调用。jit_viewDef_1 其实就是 viewDef 函数,用来创建视图(注:viewDef 函数很重要,因为视图是调用它创建的,生成的视图结构即是 ViewDefinition)。

viewDef 函数的第二个参数 nodes 有些类似 html 中节点的意思,但却不仅仅如此。上面代码中第二个参数是一个数组,其第一个数组元素 jit_elementDef_2 是元素节点定义,第二个数组元素 jit_textDef_3 是文本节点定义。Angular 编译器会生成很多不同的节点定义,节点类型是由 NodeFlags 设置的。稍后我们将看到 Angular 如何根据不同节点类型来做 DOM 更新。

本文只对元素和文本节点感兴趣:

export const enum NodeFlags {
    TypeElement = 1 << 0, 
    TypeText = 1 << 1
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让我们简要撸一遍。

注:上文作者说了一大段,其实核心就是,程序是一堆视图组成的,而每一个视图又是由不同类型节点组成的。而本文只关心元素节点和文本节点,至于还有个重要的指令节点在另一篇文章。

元素节点的结构定义

元素节点结构 是 Angular 编译每一个 html 元素生成的节点结构,它也是用来生成组件的,如对这点感兴趣可查看 Here is why you will not find components inside Angular。元素节点也可以包含其他元素节点和文本节点作为子节点,子节点数量是由 childCount 设置的。

所有元素定义是由 elementRef 函数生成的,而工厂函数中的 jit_elementDef_2() 就是这个函数。elementRef() 主要有以下几个一般性参数:

NameDescription
childCountspecifies how many children the current element have
namespaceAndNamethe name of the html element(注:如 'span')
fixedAttrsattributes defined on the element

还有其他的几个具有特定性能的参数:

NameDescription
matchedQueriesDslused when querying child nodes
ngContentIndexused for node projection
bindingsused for dom and bound properties update
outputs, handleEventused for event propagation

本文主要对 bindings 感兴趣。

注:从上文知道视图(view)是由不同类型节点(nodes)组成的,而元素节点(element nodes)是由 elementRef 函数生成的,元素节点的结构是由 ElementDef 定义的。

文本节点的结构定义

文本节点结构 是 Angular 编译每一个 html 文本 生成的节点结构。通常它是元素定义节点的子节点,就像我们本文的示例那样(注:&lt;span&gt;I am {{name}}&lt;/span&gt;span 是元素节点,I am {{name}} 是文本节点,也是 span 的子节点)。这个文本节点是由 textDef 函数生成的。它的第二个参数以字符串数组形式传进来(注: Angular v5.* 是第三个参数)。例如,下面的文本:

<h1>Hello {{name}} and another {{prop}}</h1>
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将要被解析为一个数组:

["Hello ", " and another ", ""]
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然后被用来生成正确的绑定:

{
  text: &#39;Hello&#39;,
  bindings: [
    {
      name: &#39;name&#39;,
      suffix: &#39; and another &#39;
    },
    {
      name: &#39;prop&#39;,
      suffix: &#39;&#39;
    }
  ]
}
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在脏检查(注:即变更检测)阶段会这么用来生成文本:

text
+ context[bindings[0][property]] + context[bindings[0][suffix]]
+ context[bindings[1][property]] + context[bindings[1][suffix]]
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注:同上,文本节点是由 textDef 函数生成的,结构是由 TextDef 定义的。既然已经知道了两个节点的定义和生成,那节点上的属性绑定, Angular 是怎么处理的呢?

节点的绑定

Angular 使用 BindingDef 来定义每一个节点的绑定依赖,而这些绑定依赖通常是组件类的属性。在变更检测时 Angular 会根据这些绑定来决定如何更新节点和提供上下文信息。具体哪一种操作是由 BindingFlags 决定的,下面列表展示了具体的 DOM 操作类型:

NameConstruction in template
TypeElementAttributeattr.name
TypeElementClassclass.name
TypeElementStylestyle.name

元素和文本定义根据这些编译器可识别的绑定标志位,内部创建这些绑定依赖。每一种节点类型都有着不同的绑定生成逻辑(注:意思是 Angular 会根据 BindingFlags 来生成对应的 BindingDef)。

更新渲染器

最让我们感兴趣的是 jit_viewDef_1 中最后那个参数:

function(_ck,_v) {
   var _co = _v.component;
   var currVal_0 = _co.name;
   _ck(_v,1,0,currVal_0);
});
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这个函数叫做 updateRenderer。它接收两个参数:_ck_v_ckcheck 的简写,其实就是 prodCheckAndUpdateNode 函数,而 _v 就是当前视图对象。updateRenderer 函数会在 每一次变更检测时 被调用,其参数 _ck_v 也是这时被传入。

updateRenderer 函数逻辑主要是,从组件对象的绑定属性获取当前值,并调用 _ck 函数,同时传入视图对象、视图节点索引和绑定属性当前值。重要一点是 Angular 会为每一个视图执行 DOM 更新操作,所以必须传入视图节点索引参数(注:这个很好理解,上文说了 Angular 会依次对每一个 view 做模型视图同步过程)。你可以清晰看到 _ck 参数列表:

function prodCheckAndUpdateNode(
    view: ViewData, 
    nodeIndex: number, 
    argStyle: ArgumentType, 
    v0?: any, 
    v1?: any, 
    v2?: any,
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nodeIndex 是视图节点的索引,如果你模板中有多个表达式:

<h1>Hello {{name}}</h1>
<h1>Hello {{age}}</h1>
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编译器生成的 updateRenderer 函数如下:

var _co = _v.component;

// here node index is 1 and property is `name`
var currVal_0 = _co.name;
_ck(_v,1,0,currVal_0);

// here node index is 4 and bound property is `age`
var currVal_1 = _co.age;
_ck(_v,4,0,currVal_1);
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更新 DOM

现在我们已经知道 Angular 编译器生成的所有对象(注:已经有了 view,element node,text node 和 updateRenderer 这几个道具),现在我们可以探索如何使用这些对象来更新 DOM。

从上文我们知道变更检测期间 updateRenderer 函数传入的一个参数是 _ck 函数,而这个函数就是 prodCheckAndUpdateNode。这个函数在继续执行后,最终会调用 checkAndUpdateNodeInline ,如果绑定属性的数量超过 10,Angular 还提供了 checkAndUpdateNodeDynamic 这个函数(注:两个函数本质一样)。

checkAndUpdateNodeInline 函数会根据不同视图节点类型来执行对应的检查更新函数:

case NodeFlags.TypeElement   -> checkAndUpdateElementInline
case NodeFlags.TypeText      -> checkAndUpdateTextInline
case NodeFlags.TypeDirective -> checkAndUpdateDirectiveInline
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让我们看下这些函数是做什么的,至于 NodeFlags.TypeDirective 可以查看我写的文章 The mechanics of property bindings update in Angular

注:因为本文只关注 element node 和 text node

元素节点

对于元素节点,会调用函数 checkAndUpdateElementInline 以及 checkAndUpdateElementValuecheckAndUpdateElementValue 函数会检查绑定形式是否是 [attr.name, class.name, style.some] 或是属性绑定形式:

case BindingFlags.TypeElementAttribute -> setElementAttribute
case BindingFlags.TypeElementClass     -> setElementClass
case BindingFlags.TypeElementStyle     -> setElementStyle
case BindingFlags.TypeProperty         -> setElementProperty;
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然后使用渲染器对应的方法来对该节点执行对应操作,比如使用 setElementClass 给当前节点 span 添加一个 class

文本节点

对于文本节点类型,会调用 checkAndUpdateTextInline ,下面是主要部分:

if (checkAndUpdateBinding(view, nodeDef, bindingIndex, newValue)) {
    value = text + _addInterpolationPart(...);
    view.renderer.setValue(DOMNode, value);
}
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它会拿到 updateRenderer 函数传过来的当前值(注:即上文的 _ck(_v,4,0,currVal_1);),与上一次变更检测时的值相比较。视图数据包含有 oldValues 属性,如果属性值如 name 发生变化,Angular 会使用最新 name 值合成最新的字符串文本,如 Hello New World,然后使用渲染器更新 DOM 上对应的文本。

注:更新元素节点和文本节点都提到了渲染器(renderer),这也是一个重要的概念。每一个视图对象都有一个 renderer 属性,即是 Renderer2 的引用,也就是组件渲染器,DOM 的实际更新操作由它完成。因为 Angular 是跨平台的,这个 Renderer2 是个接口,这样根据不同 Platform 就选择不同的 Renderer。比如,在浏览器里这个 Renderer 就是 DOMRenderer,在服务端就是 ServerRenderer,等等。从这里可看出,Angular 框架设计做了很好的抽象。

结论

我知道有大量难懂的信息需要消化,但是只要理解了这些知识,你就可以更好的设计程序或者去调试 DOM 更新相关的问题。我建议你按照本文提到的源码逻辑,使用调试器或 debugger 语句 一步步去调试源码。

英文原文地址:https://blog.angularindepth.com/the-mechanics-of-dom-updates-in-angular-3b2970d5c03d

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以上是詳解Angular DOM的更新機制的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:juejin.cn
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