Angular 变化检测中的细节

[ryancui92]

年前在公司举行了一场盛况空前（误）的前端分享会，我在会上大谈特谈了关于 Angular 的变化检测机制，就在即将迎来完美的收官之时，总是会有淘气鬼提出各种奇奇怪怪的问题，让人不胜其烦（大误）。由于当时无言以对、支支吾吾，便只好会后一番仔细研究后，发出文章以正视听。望日后能弓调马服再大谈特谈（逃

文中提及的 Angular 源码均基于 Angular 官方仓库 tag 4.4.6

onPush 也会触发 View 更新？

Question

淘气鬼的第一个问题是关于 onPush 策略下 View 的更新问题。

首先是一段网上举例再多不过的关于使用 Observable + onPush 来减少组件变化检测的代码：

@Component({
  selector: 'app',
  template: `
    <button (click)="emit()"></button>
    <sub-a [observable]="subject"></sub-a>
  `
})
export class AppComponent {
  subject = new Subject();
  
  emit() {
    this.subject.next(Math.random());
  }
}

@Component({
  selector: 'sub-a',
  template: `
    <p>{{local}}</p>
  `,
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class SubAComponent implements OnInit {

  local;
  
  @Input() observable;

  constructor(private changeDetector: ChangeDetectorRef) {
  }

  ngOnInit() {
    this.observable.subscribe(value => {
      this.local = value;
      // this.changeDetector.markForCheck();
    });
  }
}

毫无疑问地，了解过 ChangeDetectionStrategy.OnPush 的同学都明白，此时 sub-a 组件的 local 值虽然被改变了，但由于没有调用 markForCheck 方法，且所有 @Input 属性没有发生改变，Angular 会跳过该组件（及其子组件）的所有变化检测，因此页面并不会更新。去掉这个 markForCheck 方法的注释，页面就能够得到更新了。具体可以去查阅其他关于 OnPush 策略的文章。

好了，这时候淘气鬼说，那如果我们不是改变一个 @Input 的变量，而是一个内部变量呢？View 会更新吗？即：

@Component({
  selector: 'app',
  template: `
    <sub-a></sub-a>
  `
})
export class AppComponent {
}

@Component({
  selector: 'sub-a',
  template: `
    <button (click)="change()"></button>
    <p>{{local}}</p>
  `,
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class SubAComponent implements OnInit {

  local;
  
  constructor(private changeDetector: ChangeDetectorRef) {
  }

  ngOnInit() {
  }
  
  change() {
    this.local = Math.random();
  }
}

这里直接把父子组件间的变量传递去掉了，方便理解。我一开始是认为View 不会更新，原因是既然输入属性没有发生改变，那这个 SubA 组件的变化检测就应该被 skip 掉。然而：

他变了。

简直击碎了我的世界观。

更诡异的情况

在我阅读众多资料对 OnPush 策略与 Angular 变化检测的理解中，点击按钮后所发生的应该是：

click event => ngZone 捕获，开始一次从根的变化检测 => 到 OnPush 策略的组件，跳过 => 页面不会更新

是哪里出了问题呢？抱着疑问在 Google 的帮助下四海为家（误），期间也咨询了不少人，但也得不到满意的答复，直到在官网的 API 上看到这样一个例子：

@Component({
  selector: 'cmp',
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush,
  template: `Number of ticks: {{numberOfTicks}}`
})
class Cmp {
  numberOfTicks = 0;

  constructor(private ref: ChangeDetectorRef) {
    setInterval(() => {
      this.numberOfTicks++;
      // the following is required, otherwise the view will not be updated
      this.ref.markForCheck();
    }, 1000);
  }
}

@Component({
  selector: 'app',
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush,
  template: `
    <cmp><cmp>
  `,
})
class App {
}

这个例子跟淘气鬼的例子很像，区别只在于官网使用了 setInterval 来触发 ViewModel 的更新，而淘气鬼就搞了个按钮。

但是，这个 setInterval 居然是不会更新 View，而点击按钮却是会更新 View，纳尼？这两个对 zone 来说不是都是异步吗？都是触发一轮变化检测吗？

把淘气鬼的例子改了下，发现的确如此，调用同一个函数 change，每一秒的定时任务 View 不会更新，点击按钮界面就能更新！WHY？如此看来那应该是 ngZone 对这两种异步事件的处理有区别。

@Component({
  selector: 'app',
  template: `
	<sub-a></sub-a>
  `
})
export class AppComponent {
}

@Component({
  selector: 'sub-a',
  template: `
    <button (click)="change()"></button>
    <p>{{local}}</p>
  `,
  changeDetection: ChangeDetectionStrategy.OnPush
})
export class SubAComponent implements OnInit {

  local;
  
  constructor(private changeDetector: ChangeDetectorRef) {
  }

  ngOnInit() {
    setInterval(() => {
      this.change();
    }, 1000);
  }
  
  change() {
    this.local = Math.random();
  }
}

调用绑定事件会自动 markForCheck

在 StackOvewflow 上搜索一番，果然还是皇天不负有心人啊

Angular OnPush Component, when trigger event in view angular force markForCheck automatically?

原来原因是，对于 DOM 中绑定的事件，会在内部自动把 markForCheck 帮你调用了。来我们看看源码：

// packages/core/src/view/provider.ts - L134

export function createDirectiveInstance(view: ViewData, def: NodeDef): any {
  // Omit...
  
  if (def.outputs.length) {
    for (let i = 0; i < def.outputs.length; i++) {
      const output = def.outputs[i];
      const subscription = instance[output.propName !].subscribe(
          eventHandlerClosure(view, def.parent !.nodeIndex, output.eventName));
      view.disposables ![def.outputIndex + i] = subscription.unsubscribe.bind(subscription);
    }
  }
  return instance;
}

function eventHandlerClosure(view: ViewData, index: number, eventName: string) {
  return (event: any) => {
    try {
      return dispatchEvent(view, index, eventName, event);
    } catch (e) {
      // Attention: Don't rethrow, as it would cancel Observable subscriptions!
      view.root.errorHandler.handleError(e);
    }
  };
}

这里只需要看到绑定事件的处理函数是 eventHandlerClosure，而这个处理函数则是调用了 dispatchEvent。

// packages/core/src/view/util.ts - L128

export function dispatchEvent(
    view: ViewData, nodeIndex: number, eventName: string, event: any): boolean {
  const nodeDef = view.def.nodes[nodeIndex];
  const startView =
      nodeDef.flags & NodeFlags.ComponentView ? asElementData(view, nodeIndex).componentView : view;
  markParentViewsForCheck(startView);
  return Services.handleEvent(view, nodeIndex, eventName, event);
}

而 dispatchEvent 则是调用了 markParentViewsForCheck。没错就是这个通知了 Angular 触发 View 更新，我们来看看 ChangeDetectorRef.markForCheck 的源码。

// packages/core/src/view/refs.ts - L248

export class ViewRef_ implements EmbeddedViewRef<any>, InternalViewRef {

  // Omit...
  
  markForCheck(): void { markParentViewsForCheck(this._view); }
  
  // Omit...
}

没错，markForCheck 的内部就是通过 markParentViewsForCheck 实现的。

总结下来，其实我的理解是没错的，使用了 OnPush 策略，无论如何改变变量，只要没有 markForCheck，View 的确是不会更新的。

OnPush 会更新 View 的情况

那篇 StackOverflow 有个介绍 OnPush 策略下什么情况会更新 View 的总结，顺带也搬运一下。

Change Detection issue — Why is this changing when it's the same object reference with On Push

@Input 属性改变

这是最通常的理解了。内部通过将 ViewState 置为 ChecksEnabled 使组件重新加入变化检测。

// packages/core/src/view/provider.ts - L424

function updateProp(
    view: ViewData, providerData: ProviderData, def: NodeDef, bindingIdx: number, value: any,
    changes: SimpleChanges): SimpleChanges {
  if (def.flags & NodeFlags.Component) {
    const compView = asElementData(view, def.parent !.nodeIndex).componentView;
    if (compView.def.flags & ViewFlags.OnPush) {
      compView.state |= ViewState.ChecksEnabled;
    }
  }
}

组件内触发绑定事件

也就是上文分析的情况。

手动调用 markForCheck

这个也没有问题，手动把该组件重新设置为可 Check。

Async pipe

这个我也真没想到，async pipe 内部也自动调用了 markForCheck，不过考虑到它连销毁都自带了，这也可以理解。

// packages/common/src/pipes/async_pipe.ts - L139

private _updateLatestValue(async: any, value: Object): void {
  if (async === this._obj) {
    this._latestValue = value;
    this._ref.markForCheck();
  }
}

ViewCheck 的执行顺序

Question

这是淘气鬼的第二个问题，在展示组件生命周期钩子调用顺序的时候，有如下的组件树（丑）结构：

请问他的 ngAfterViewChecked 钩子的执行顺序是啥呢？

我一开始以为会是 BDCA，没错就是一个树的后序遍历。但现实却是 DBCA！这是什么鬼！

到底是谁 Check 谁？

这个其实怪我一时没有明白 Change Detection 的步骤，这里强烈推荐我认为全网写得最好的关于 Angular 变化检测的文章：

Everything you need to know about change detection in Angular

里面总结了对于每个组件一轮变化检测要执行的步骤，重点关注 10) 和 12) 步：

10. runs change detection for a child view (repeats the steps in this list)

11. call AfterViewInit and AfterViewChecked lifecycle hooks on child component instance (AfterViewInit is called only during first check)

整个步骤看下来，我们发现了这样两件事。

第一，子组件的递归变化检测是在调用 ViewCheck 钩子前进行的。

第二，比如，当组件 A 执行完一轮变化检测后，A.ngAfterViewChecked 并没有被调用。仔细查看每一个步骤，对组件 A 的变化检测中，确实没有调用 A 的 ViewCheck 钩子这样的步骤。那这个钩子是在什么时候调用的呢？

回到上面提到的 12) 步，对于每个组件的一轮变化检测，需要去调用子组件的 ViewCheck 钩子。因此，比如，A 组件的 ViewCheck 钩子是谁调用的呢？就是 A 组件的父组件调用的，而不是 A 自身，是 A 的父组件去确认 A 已经 Check 了。

理解了这两个以后，上面那个组件树的 ViewCheck 调用顺序就非常清晰了。

详细描述

针对上图的组件树，只 focus 递归变化检测和 ViewCheck 下的具体调用情况如下：

1. A Begin Change detection
2. A 组件有两个子组件 B/C
3. B Begin Change detection
4. B 调用所有子组件的 ViewCheck 钩子（无输出）
5. B End Change detection
6. C Begin Change detection
7. C 组件有子组件 D
8. D Begin Change detection
9. D 调用所有子组件的 ViewCheck 钩子（无输出）
10. D End Change detection
11. C 调用所有子组件的 ViewCheck 钩子（输出 D）
12. C End Change detection
13. A 调用所有子组件的 ViewCheck 钩子（输出 B C）
14. A End Change detection

这样下来，DBCA 的输出就非常显而易见了。

无奖问答

看看你掌握了吗？下面这个组件树的 ViewCheck 钩子顺序是啥呢？

答案看后文的图片。

ContentCheck

值得注意的是，ContentCheck 的顺序跟 ViewCheck 十分类似，也是父组件的变化检测中调用子组件的钩子，只不过这是在递归之前进行的调用。

上文的两个组件树的 ContentCheck 顺序分别为：ABCD 和 ABDCEF，看看能不能明白？

总结

总的来说，淘气鬼的问题基本上都解决了，算是可喜可贺，普天同庆了。Angular 果真是博大精深，看源码都要看晕了，不过也多亏了淘气鬼，让我对 Angular 变化检测的理解又上了一个台阶。另外也可以看出像 Angular 这样的大框架要是没有 TypeScript 来支持，真的是鬼才看得懂它的代码咯。

[chie-rin]

哇哦！

[ryancui92]

@chie-rin

你说得一点儿都没有错。