关于 Angular NgZone 的一些介绍

1. 从 Angular 的变更检测说起

An injectable service for executing work inside or outside of the Angular zone. —— NgZone API

要不是代码里看到 NgZone,我都不知道什么时候会接触到这个概念。首先,关于框架的变更检测(Change Detection),我们首先看看 Angular 中有哪些事件会触发框架的变更检测:

  1. Events - 一些事件,例如 clickchangeinputsubmit 等;
  2. XMLHttpRequests - 网络请求;
  3. Timers - setTimeout() 与 setInterval() API 等;

每次变更检测都意味着额外的计算和资源消耗,如果我们需要对应用进行性能优化,那么首先该从这个概念下手。Angular 引入 Zone.js 以处理变更检测,具体来说,Zone.js 通过对所有常见的异步 API 打上了“补丁” 以追踪所有的异步操作,进而使 Angular 可以决定何时刷新 UI。

2. 解答几个问题

本文基于可以快速上手 Zone.js 的相关操作,解答几个关键问题。

  1. 什么是 Zone? Zone 是一种用于拦截和跟踪异步工作的机制。
  2. 什么是 NgZone? Zone.js 将会对每一个异步操作创建一个 task。一个 task 运行于一个 Zone 中。通常来说, 在 Angular 应用中,每个 task 都会在 “Angular” Zone 中运行,这个 Zone 被称为 NgZone。一个 Angular 应用中只存在一个 Angular Zone,而变更检测只会由 运行于这个 NgZone 中的异步操作触发。
  3. 如何在代码中上手 NgZone? 先了解 runrunOutsideAngular 两个 API 即可。

3. 几个应用示例

接下来,我们来看看在不同场景下,代码都该怎么写。

首先,函数 runOutsideAngular 用于确保代码于 NgZone 之外运行,即保证 Angular 的变更检测不会因为相关代码而触发。例如,以下 setInterval 定时器便不会触发变更检测:

constructor(private ngZone: NgZone) {
  this.ngZone.runOutsideAngular(() => {
    setInterval(() => doSomething(), 100)
  });
}

run 方法的目的与 runOutsideAngular 正好相反:任何写在 run 里的方法,都会进入 Angular Zone 的管辖范围。例如在如下示例中,我们通过 run() 方法使得在 Zone 之外的操作重新又进入了 Zone 的管辖范围。

import { Component, NgZone } from '@angular/core';

@Component({
  selector: 'my-app',
  template: `
  <p>
	  <label>Count: </label>
    
  </p>  
  `
})
export class AppComponent {
  num = 0;
  constructor(private zone: NgZone) {
    this.zone.runOutsideAngular(() => {
      let i = 0;
      const token = setInterval(() => {
        this.zone.run(() => {
          this.num = ++i;
        })

        if (i == 10) {
          clearInterval(token);
        }
      }, 1000);
    })
  }
}

如何做到 Zone 外的操作虽然不会实时触发变更检测,但在特定时机还是通知到 Angular Zone 内呢?或者换句话说,即在 Zone 外创建数据流、Zone 内订阅数据流?

可以看看下面的 AppComponent 类,我们将过期时间保存在 localStorage 中,一旦时间过期,runOutsideAngular 中的定时器便会通知 Zone 中的 message 更新并同时清除自己。

export class AppComponent implements OnInit {
  notify$ = new Subject();

  ngOnInit() {
    this.notify$.subscribe(() => {
       this.message = 'timeout';
    })
  }

  constructor(private zone: NgZone) {
    localStorage.setItem('expiredDate', addMinutes(new Date(), 1).getTime().toString());
    this.zone.runOutsideAngular(() => {
      const i = setInterval(() => {
        const expiredDate = +localStorage.getItem('expiredDate');
        if (new Date().getTime() - expiredDate > 0) {
          this.zone.run(() => {
            this.notify$.next();
          })
          clearInterval(i);
        };
      }, 1000)
    })
  }
}

有关 Zone.js 和 RxJS 一起使用的细节,详见 angular 文档;而其他更深入的阅读,可参考如下材料:

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