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摘要：简介在ng的生态中scope处于一个核心的地位，ng对外宣称的双向绑定的底层其实就是scope实现的，本章主要对scope的watch机制、...

简介

在ng的生态中scope处于一个核心的地位，ng对外宣称的双向绑定的底层其实就是scope实现的，本章主要对scope的watch机制、继承性以及事件的实现作下分析。

监听

1. $watch

1.1 使用

// $watch: function(watchExp, listener, objectEquality)

var unwatch = $scope.$watch('aa', function () {}, isEqual);

使用过angular的会经常这上面这样的代码，俗称“手动”添加监听，其他的一些都是通过插值或者directive自动地添加监听，但是原理上都一样。

1.2 源码分析

function(watchExp, listener, objectEquality) { var scope = this, // 将可能的字符串编译成fn get = compileToFn(watchExp, 'watch'), array = scope.$$watchers, watcher = { fn: listener, last: initWatchVal, // 上次值记录，方便下次比较 get: get, exp: watchExp, eq: !!objectEquality // 配置是引用比较还是值比较 }; lastDirtyWatch = null; if (!isFunction(listener)) { var listenFn = compileToFn(listener || noop, 'listener'); watcher.fn = function(newVal, oldVal, scope) {listenFn(scope);}; } if (!array) { array = scope.$$watchers = []; } // 之所以使用unshift不是push是因为在 $digest 中watchers循环是从后开始 // 为了使得新加入的watcher也能在当次循环中执行所以放到队列最前 array.unshift(watcher); // 返回unwatchFn, 取消监听 return function deregisterWatch() { arrayRemove(array, watcher); lastDirtyWatch = null; }; }

从代码看 $watch 还是比较简单，主要就是将 watcher 保存到 $$watchers 数组中

2. $digest

当 scope 的值发生改变后，scope是不会自己去执行每个watcher的listenerFn，必须要有个通知，而发送这个通知的就是 $digest

2.1 源码分析

整个 $digest 的源码差不多100行，主体逻辑集中在【脏值检查循环】(dirty check loop) 中，循环后也有些次要的代码，如 postDigestQueue 的处理等就不作详细分析了。

脏值检查循环，意思就是说只要还有一个 watcher 的值存在更新那么就要运行一轮检查，直到没有值更新为止，当然为了减少不必要的检查作了一些优化。

代码：

// 进入$digest循环打上标记，防止重复进入 beginPhase('$digest'); lastDirtyWatch = null; // 脏值检查循环开始 do { dirty = false; current = target; // asyncQueue 循环省略 traverseScopesLoop: do { if ((watchers = current.$$watchers)) { length = watchers.length; while (length--) { try { watch = watchers[length]; if (watch) { // 作更新判断，是否有值更新，分解如下 // value = watch.get(current), last = watch.last // value !== last 如果成立，则判断是否需要作值判断 watch.eq?equals(value, last) // 如果不是值相等判断，则判断 NaN的情况，即 NaN !== NaN if ((value = watch.get(current)) !== (last = watch.last) && !(watch.eq ? equals(value, last) : (typeof value === 'number' && typeof last === 'number' && isNaN(value) && isNaN(last)))) { dirty = true; // 记录这个循环中哪个watch发生改变 lastDirtyWatch = watch; // 缓存last值 watch.last = watch.eq ? copy(value, null) : value; // 执行listenerFn(newValue, lastValue, scope) // 如果第一次执行，那么 lastValue 也设置为newValue watch.fn(value, ((last === initWatchVal) ? value : last), current); // ... watchLog 省略 if (watch.get.$$unwatch) stableWatchesCandidates.push({watch: watch, array: watchers}); } // 这边就是减少watcher的优化 // 如果上个循环最后一个更新的watch没有改变，即本轮也没有新的有更新的watch // 那么说明整个watches已经稳定不会有更新，本轮循环就此结束，剩下的watch就不用检查了 else if (watch === lastDirtyWatch) { dirty = false; break traverseScopesLoop; } } } catch (e) { clearPhase(); $exceptionHandler(e); } } } // 这段有点绕，其实就是实现深度优先遍历 // A->[B->D,C->E] // 执行顺序 A,B,D,C,E // 每次优先获取第一个child，如果没有那么获取nextSibling兄弟，如果连兄弟都没了，那么后退到上一层并且判断该层是否有兄弟，没有的话继续上退，直到退到开始的scope，这时next==null，所以会退出scopes的循环 if (!(next = (current.$$childHead || (current !== target && current.$$nextSibling)))) { while(current !== target && !(next = current.$$nextSibling)) { current = current.$parent; } } } while ((current = next)); // break traverseScopesLoop 直接到这边 // 判断是不是还处在脏值循环中，并且已经超过最大检查次数 ttl默认10 if((dirty || asyncQueue.length) && !(ttl--)) { clearPhase(); throw $rootScopeMinErr('infdig', '{0} $digest() iterations reached. Aborting!n' + 'Watchers fired in the last 5 iterations: {1}', TTL, toJson(watchLog)); } } while (dirty || asyncQueue.length); // 循环结束 // 标记退出digest循环 clearPhase();

上述代码中存在3层循环

第一层判断 dirty，如果有脏值那么继续循环

do {

// ...

} while (dirty)

第二层判断 scope 是否遍历完毕，代码翻译了下，虽然还是绕但是能看懂

do {

// ....

if (current.$$childHead) {

next = current.$$childHead;

} else if (current !== target && current.$$nextSibling) {

next = current.$$nextSibling;

}

while (!next && current !== target && !(next = current.$$nextSibling)) {

current = current.$parent;

}

} while (current = next);

第三层循环scope的 watchers

length = watchers.length;

while (length--) {

try {

watch = watchers[length];

// ... 省略

} catch (e) {

clearPhase();

$exceptionHandler(e);

}

3. $evalAsync

3.1 源码分析

$evalAsync用于延迟执行，源码如下：

function(expr) { if (!$rootScope.$$phase && !$rootScope.$$asyncQueue.length) { $browser.defer(function() { if ($rootScope.$$asyncQueue.length) { $rootScope.$digest(); } }); } this.$$asyncQueue.push({scope: this, expression: expr}); }

通过判断是否已经有 dirty check 在运行，或者已经有人触发过$evalAsync

if (!$rootScope.$$phase && !$rootScope.$$asyncQueue.length) $browser.defer 就是通过调用 setTimeout 来达到改变执行顺序 $browser.defer(function() { //... });

如果不是使用defer，那么

function (exp) { queue.push({scope: this, expression: exp}); this.$digest(); } scope.$evalAsync(fn1); scope.$evalAsync(fn2); // 这样的结果是 // $digest() > fn1 > $digest() > fn2 // 但是实际需要达到的效果：$digest() > fn1 > fn2

上节 $digest 中省略了了async 的内容，位于第一层循环中

while(asyncQueue.length) { try { asyncTask = asyncQueue.shift(); asyncTask.scope.$eval(asyncTask.expression); } catch (e) { clearPhase(); $exceptionHandler(e); } lastDirtyWatch = null; }

简单易懂，弹出asyncTask进行执行。

不过这边有个细节，为什么这么设置呢？原因如下，假如在某次循环中执行到watchX时新加入1个asyncTask，此时会设置 lastDirtyWatch=watchX，恰好该task执行会导致watchX后续的一个watch执行出新值，如果没有下面的代码，那么下个循环到 lastDirtyWatch (watchX)时便跳出循环，并且此时dirty==false。

lastDirtyWatch = null;

还有这边还有一个细节，为什么在第一层循环呢？因为具有继承关系的scope其 $$asyncQueue 是公用的，都是挂载在root上，故不需要在下一层的scope层中执行。

2. 继承性

scope具有继承性，如 $parentScope, $childScope 两个scope，当调用 $childScope.fn 时如果 $childScope 中没有 fn 这个方法，那么就是去 $parentScope上查找该方法。

这样一层层往上查找直到找到需要的属性。这个特性是利用 javascirpt 的原型继承的特点实现。

源码：

function(isolate) { var ChildScope, child; if (isolate) { child = new Scope(); child.$root = this.$root; // isolate 的 asyncQueue 及 postDigestQueue 也都是公用root的，其他独立 child.$$asyncQueue = this.$$asyncQueue; child.$$postDigestQueue = this.$$postDigestQueue; } else { if (!this.$$childScopeClass) { this.$$childScopeClass = function() { // 这里可以看出哪些属性是隔离独有的，如$$watchers, 这样就独立监听了， this.$$watchers = this.$$nextSibling = this.$$childHead = this.$$childTail = null; this.$$listeners = {}; this.$$listenerCount = {}; this.$id = nextUid(); this.$$childScopeClass = null; }; this.$$childScopeClass.prototype = this; } child = new this.$$childScopeClass(); } // 设置各种父子，兄弟关系，很乱！ child['this'] = child; child.$parent = this; child.$$prevSibling = this.$$childTail; if (this.$$childHead) { this.$$childTail.$$nextSibling = child; this.$$childTail = child; } else { this.$$childHead = this.$$childTail = child; } return child; }

代码还算清楚，主要的细节是哪些属性需要独立，哪些需要基础下来。

最重要的代码：

this.$$childScopeClass.prototype = this;

就这样实现了继承。

3. 事件机制

3.1 $on

function(name, listener) { var namedListeners = this.$$listeners[name]; if (!namedListeners) { this.$$listeners[name] = namedListeners = []; } namedListeners.push(listener); var current = this; do { if (!current.$$listenerCount[name]) { current.$$listenerCount[name] = 0; } current.$$listenerCount[name]++; } while ((current = current.$parent)); var self = this; return function() { namedListeners[indexOf(namedListeners, listener)] = null; decrementListenerCount(self, 1, name); }; }

跟 $wathc 类似，也是存放到数组 -- namedListeners。

还有不一样的地方就是该scope和所有parent都保存了一个事件的统计数，广播事件时有用，后续分析。

var current = this; do { if (!current.$$listenerCount[name]) { current.$$listenerCount[name] = 0; } current.$$listenerCount[name]++; } while ((current = current.$parent));

3.2 $emit

$emit 是向上广播事件。源码：

function(name, args) { var empty = [], namedListeners, scope = this, stopPropagation = false, event = { name: name, targetScope: scope, stopPropagation: function() {stopPropagation = true;}, preventDefault: function() { event.defaultPrevented = true; }, defaultPrevented: false }, listenerArgs = concat([event], arguments, 1), i, length; do { namedListeners = scope.$$listeners[name] || empty; event.currentScope = scope; for (i=0, length=namedListeners.length; i<length; i++) { // 当监听remove以后，不会从数组中删除，而是设置为null，所以需要判断 if (!namedListeners[i]) { namedListeners.splice(i, 1); i--; length--; continue; } try { namedListeners[i].apply(null, listenerArgs); } catch (e) { $exceptionHandler(e); } } // 停止传播时return if (stopPropagation) { event.currentScope = null; return event; } // emit是向上的传播方式 scope = scope.$parent; } while (scope); event.currentScope = null; return event; }

3.3 $broadcast

$broadcast 是向内传播，即向child传播，源码：

function(name, args) { var target = this, current = target, next = target, event = { name: name, targetScope: target, preventDefault: function() { event.defaultPrevented = true; }, defaultPrevented: false }, listenerArgs = concat([event], arguments, 1), listeners, i, length; while ((current = next)) { event.currentScope = current; listeners = current.$$listeners[name] || []; for (i=0, length = listeners.length; i<length; i++) { // 检查是否已经取消监听了 if (!listeners[i]) { listeners.splice(i, 1); i--; length--; continue; } try { listeners[i].apply(null, listenerArgs); } catch(e) { $exceptionHandler(e); } } // 在digest中已经有过了 if (!(next = ((current.$$listenerCount[name] && current.$$childHead) || (current !== target && current.$$nextSibling)))) { while(current !== target && !(next = current.$$nextSibling)) { current = current.$parent; } } } event.currentScope = null; return event; }

其他逻辑比较简单，就是在深度遍历的那段代码比较绕，其实跟digest中的一样，就是多了在路径上判断是否有监听，current.$$listenerCount[name]，从上面$on的代码可知，只要路径上存在child有监听，那么该路径头也是有数字的，相反如果没有说明该路径上所有child都没有监听事件。

if (!(next = ((current.$$listenerCount[name] && current.$$childHead) || (current !== target && current.$$nextSibling)))) { while(current !== target && !(next = current.$$nextSibling)) { current = current.$parent; } }

传播路径:

Root>[A>[a1,a2], B>[b1,b2>[c1,c2],b3]]

Root > A > a1 > a2 > B > b1 > b2 > c1 > c2 > b3

4. $watchCollection

4.1 使用示例

$scope.names = ['igor', 'matias', 'misko', 'james']; $scope.dataCount = 4; $scope.$watchCollection('names', function(newNames, oldNames) { $scope.dataCount = newNames.length; }); expect($scope.dataCount).toEqual(4); $scope.$digest(); expect($scope.dataCount).toEqual(4); $scope.names.pop(); $scope.$digest(); expect($scope.dataCount).toEqual(3);

4.2 源码分析

function(obj, listener) { $watchCollectionInterceptor.$stateful = true; var self = this; var newValue; var oldValue; var veryOldValue; var trackVeryOldValue = (listener.length > 1); var changeDetected = 0; var changeDetector = $parse(obj, $watchCollectionInterceptor); var internalArray = []; var internalObject = {}; var initRun = true; var oldLength = 0; // 根据返回的changeDetected判断是否变化 function $watchCollectionInterceptor(_value) { // ... return changeDetected; } // 通过此方法调用真正的listener，作为代理 function $watchCollectionAction() { } return this.$watch(changeDetector, $watchCollectionAction); }

主脉络就是上面截取的部分代码，下面主要分析 $watchCollectionInterceptor 和 $watchCollectionAction

4.3 $watchCollectionInterceptor

1). 当值为undefined时直接返回。

2). 当值为普通基本类型时直接判断是否相等。

3). 当值为类数组（即存在 length 属性，并且 value[i] 也成立称为类数组），先没有初始化先初始化oldValue

if (oldValue !== internalArray) { oldValue = internalArray; oldLength = oldValue.length = 0; changeDetected++; }

然后比较数组长度，不等的话记为已变化 changeDetected++

if (oldLength !== newLength) { changeDetected++; oldValue.length = oldLength = newLength; }

再进行逐个比较

for (var i = 0; i < newLength; i++) { oldItem = oldValue[i]; newItem = newValue[i]; bothNaN = (oldItem !== oldItem) && (newItem !== newItem); if (!bothNaN && (oldItem !== newItem)) { changeDetected++; oldValue[i] = newItem; } }

4). 当值为object时，类似上面进行初始化处理

if (oldValue !== internalObject) { oldValue = internalObject = {}; oldLength = 0; changeDetected++; }

接下来的处理比较有技巧，但凡发现 newValue 多的新字段，就在oldLength 加1，这样 oldLength 只加不减，很容易发现 newValue 中是否有新字段出现，最后把 oldValue中多出来的字段也就是 newValue 中删除的字段给移除就结束了。

newLength = 0; for (key in newValue) { if (hasOwnProperty.call(newValue, key)) { newLength++; newItem = newValue[key]; oldItem = oldValue[key]; if (key in oldValue) { bothNaN = (oldItem !== oldItem) && (newItem !== newItem); if (!bothNaN && (oldItem !== newItem)) { changeDetected++; oldValue[key] = newItem; } } else { oldLength++; oldValue[key] = newItem; changeDetected++; } } } if (oldLength > newLength) { changeDetected++; for (key in oldValue) { if (!hasOwnProperty.call(newValue, key)) { oldLength--; delete oldValue[key]; } } }

4.4 $watchCollectionAction

代码还是比较简单，就是调用 listenerFn，初次调用时 oldValue == newValue，为了效率和内存判断了下 listener是否需要oldValue参数

5. $eval & $apply

$eval: function(expr, locals) { return $parse(expr)(this, locals); }, $apply: function(expr) { try { beginPhase('$apply'); return this.$eval(expr); } catch (e) { $exceptionHandler(e); } finally { clearPhase(); try { $rootScope.$digest(); } catch (e) { $exceptionHandler(e); throw e; } } }

$apply 最后调用 $rootScope.$digest()，所以很多书上建议使用 $digest() ，而不是调用 $apply()，效率要高点。

主要逻辑都在$parse 属于语法解析功能，后续单独分析。