這篇文章主要是寫給新手的，是給那些剛剛開始接觸Angular，并且想了解數(shù)據(jù)幫定是如何工作的人。如果你已經(jīng)對(duì)Angular比較了解了，那強(qiáng)烈建議你直接去閱讀源代碼。

Angular用戶都想知道數(shù)據(jù)綁定是怎么實(shí)現(xiàn)的。你可能會(huì)看到各種各樣的詞匯：$watch,$apply,$digest,dirty-checking...它們是什么？它們是如何工作的呢？這里我想回答這些問題，其實(shí)它們在官方的文檔里都已經(jīng)回答了，但是我還是想把它們結(jié)合在一起來講，但是我只是用一種簡單的方法來講解，如果要想了解技術(shù)細(xì)節(jié)，查看源代碼。

讓我們從頭開始吧。

瀏覽器事件循環(huán)和Angular.js擴(kuò)展

我們的瀏覽器一直在等待事件，比如用戶交互。假如你點(diǎn)擊一個(gè)按鈕或者在輸入框里輸入東西，事件的回調(diào)函數(shù)就會(huì)在JavaScript解釋器里執(zhí)行，然后你就可以做任何DOM操作，等回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，瀏覽器就會(huì)相應(yīng)地對(duì)DOM做出變化。 Angular拓展了這個(gè)事件循環(huán)，生成一個(gè)有時(shí)成為angular context的執(zhí)行環(huán)境（記住，這是個(gè)重要的概念），為了解釋什么是context以及它如何工作，我們還需要解釋更多的概念。

$watch 隊(duì)列（$watch list）

每次你綁定一些東西到你的UI上時(shí)你就會(huì)往$watch隊(duì)列里插入一條$watch。想象一下$watch就是那個(gè)可以檢測它監(jiān)視的model里時(shí)候有變化的東西。例如你有如下的代碼

index.html

User: <input type="text" ng-model="user" />
Password: <input type="password" ng-model="pass" />

在這里我們有個(gè)$scope.user，他被綁定在了第一個(gè)輸入框上，還有個(gè)$scope.pass，它被綁定在了第二個(gè)輸入框上，然后我們在$watch list里面加入兩個(gè)$watch

接著看下面的例子：

controllers.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.foo = "Foo";
 $scope.world = "World";
});

index.html

   
Hello, {{ World }}

這里，即便我們在$scope上添加了兩個(gè)東西，但是只有一個(gè)綁定在了UI上，因此在這里只生成了一個(gè)$watch.

再看下面的例子：

controllers.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.people = [...];
});

index.html

<ul>
 <li ng-repeat="person in people">
   {{person.name}} - {{person.age}}
 </li>
</ul>

這里又生成了多少個(gè)$watch呢？每個(gè)person有兩個(gè)（一個(gè)name，一個(gè)age），然后ng-repeat又有一個(gè)，因此10個(gè)person一共是(2 * 10) +1,也就是說有21個(gè)$watch。 因此，每一個(gè)綁定到了UI上的數(shù)據(jù)都會(huì)生成一個(gè)$watch。對(duì)，那這寫$watch是什么時(shí)候生成的呢？ 當(dāng)我們的模版加載完畢時(shí)，也就是在linking階段（Angular分為compile階段和linking階段---譯者注），Angular解釋器會(huì)尋找每個(gè)directive，然后生成每個(gè)需要的$watch。聽起來不錯(cuò)哈，但是，然后呢？

$digest循環(huán)

還記得我前面提到的擴(kuò)展的事件循環(huán)嗎？當(dāng)瀏覽器接收到可以被angular context處理的事件時(shí)，$digest循環(huán)就會(huì)觸發(fā)。這個(gè)循環(huán)是由兩個(gè)更小的循環(huán)組合起來的。一個(gè)處理evalAsync隊(duì)列，另一個(gè)處理$watch隊(duì)列，這個(gè)也是本篇博文的主題。 這個(gè)是處理什么的呢？$digest將會(huì)遍歷我們的$watch，然后詢問：

嘿，$watch，你的值是什么？
是9。
好的，它改變過嗎？
沒有，先生。
（這個(gè)變量沒變過，那下一個(gè)）
你呢，你的值是多少？
報(bào)告，是Foo。
剛才改變過沒？
改變過，剛才是Bar。
（很好，我們有DOM需要更新了）
繼續(xù)詢問知道$watch隊(duì)列都檢查過。

這就是所謂的dirty-checking。既然所有的$watch都檢查完了，那就要問了：有沒有$watch更新過？如果有至少一個(gè)更新過，這個(gè)循環(huán)就會(huì)再次觸發(fā)，直到所有的$watch都沒有變化。這樣就能夠保證每個(gè)model都已經(jīng)不會(huì)再變化。記住如果循環(huán)超過10次的話，它將會(huì)拋出一個(gè)異常，防止無限循環(huán)。 當(dāng)$digest循環(huán)結(jié)束時(shí)，DOM相應(yīng)地變化。

例如： controllers.js

app.controller('MainCtrl', function() {
 $scope.name = "Foo";
 $scope.changeFoo = function() {
   $scope.name = "Bar";
 }
});

index.html

{{ name }}
<button ng-click="changeFoo()">Change the name</button>

這里我們有一個(gè)$watch因?yàn)閚g-click不生成$watch（函數(shù)是不會(huì)變的）。

我們按下按鈕

瀏覽器接收到一個(gè)事件，進(jìn)入angular context（后面會(huì)解釋為什么）。

$digest循環(huán)開始執(zhí)行，查詢每個(gè)$watch是否變化。

由于監(jiān)視$scope.name的$watch報(bào)告了變化，它會(huì)強(qiáng)制再執(zhí)行一次$digest循環(huán)。

新的$digest循環(huán)沒有檢測到變化。

瀏覽器拿回控制權(quán)，更新與$scope.name新值相應(yīng)部分的DOM。

這里很重要的（也是許多人的很蛋疼的地方）是每一個(gè)進(jìn)入angular context的事件都會(huì)執(zhí)行一個(gè)$digest循環(huán)，也就是說每次我們輸入一個(gè)字母循環(huán)都會(huì)檢查整個(gè)頁面的所有$watch。

通過$apply來進(jìn)入angular context

誰決定什么事件進(jìn)入angular context，而哪些又不進(jìn)入呢？$apply！

如果當(dāng)事件觸發(fā)時(shí)，你調(diào)用$apply，它會(huì)進(jìn)入angular context，如果沒有調(diào)用就不會(huì)進(jìn)入?，F(xiàn)在你可能會(huì)問：剛才的例子里我也沒有調(diào)用$apply啊，為什么？Angular為了做了！因此你點(diǎn)擊帶有ng-click的元素時(shí)，時(shí)間就會(huì)被封裝到一個(gè)$apply調(diào)用。如果你有一個(gè)ng-model="foo"的輸入框，然后你敲一個(gè)f，事件就會(huì)這樣調(diào)用$apply("foo = 'f';")。

Angular什么時(shí)候不會(huì)自動(dòng)為我們$apply呢？

這是Angular新手共同的痛處。為什么我的jQuery不會(huì)更新我綁定的東西呢？因?yàn)閖Query沒有調(diào)用$apply，事件沒有進(jìn)入angular context，$digest循環(huán)永遠(yuǎn)沒有執(zhí)行。

我們來看一個(gè)有趣的例子：

假設(shè)我們有下面這個(gè)directive和controller

app.js

app.directive('clickable', function() {
return {
 restrict: "E",
 scope: {
  foo: '=',
  bar: '='
 },
 template: &#39;<ul style="background-color: lightblue"><li>{{foo}}</li><li>{{bar}}</li></ul>&#39;,
 link: function(scope, element, attrs) {
  element.bind(&#39;click&#39;, function() {
   scope.foo++;
   scope.bar++;
  });
 }
}
});
app.controller(&#39;MainCtrl&#39;, function($scope) {
 $scope.foo = 0;
 $scope.bar = 0;
});

它將foo和bar從controller里綁定到一個(gè)list里面，每次點(diǎn)擊這個(gè)元素的時(shí)候，foo和bar都會(huì)自增1。

那我們點(diǎn)擊元素的時(shí)候會(huì)發(fā)生什么呢？我們能看到更新嗎？答案是否定的。因?yàn)辄c(diǎn)擊事件是一個(gè)沒有封裝到$apply里面的常見的事件，這意味著我們會(huì)失去我們的計(jì)數(shù)嗎？不會(huì)

真正的結(jié)果是：$scope確實(shí)改變了，但是沒有強(qiáng)制$digest循環(huán)，監(jiān)視foo 和bar的$watch沒有執(zhí)行。也就是說如果我們自己執(zhí)行一次$apply那么這些$watch就會(huì)看見這些變化，然后根據(jù)需要更新DOM。

試試看吧：http://jsbin.com/opimat/2/

如果我們點(diǎn)擊這個(gè)directive（藍(lán)色區(qū)域），我們看不到任何變化，但是我們點(diǎn)擊按鈕時(shí)，點(diǎn)擊數(shù)就更新了。如剛才說的，在這個(gè)directive上點(diǎn)擊時(shí)我們不會(huì)觸發(fā)$digest循環(huán)，但是當(dāng)按鈕被點(diǎn)擊時(shí)，ng-click會(huì)調(diào)用$apply，然后就會(huì)執(zhí)行$digest循環(huán)，于是所有的$watch都會(huì)被檢查，當(dāng)然就包括我們的foo和bar的$watch了。

現(xiàn)在你在想那并不是你想要的，你想要的是點(diǎn)擊藍(lán)色區(qū)域的時(shí)候就更新點(diǎn)擊數(shù)。很簡單，執(zhí)行一下$apply就可以了：

element.bind('click', function() {
 scope.foo++;
 scope.bar++;
 scope.$apply();
});

$apply是我們的$scope（或者是direcvie里的link函數(shù)中的scope）的一個(gè)函數(shù)，調(diào)用它會(huì)強(qiáng)制一次$digest循環(huán)（除非當(dāng)前正在執(zhí)行循環(huán)，這種情況下會(huì)拋出一個(gè)異常，這是我們不需要在那里執(zhí)行$apply的標(biāo)志）。

試試看：http://jsbin.com/opimat/3/edit

有用啦！但是有一種更好的使用$apply的方法：

element.bind('click', function() {
 scope.$apply(function() {
   scope.foo++;
   scope.bar++;
 });
})

有什么不一樣的？差別就是在第一個(gè)版本中，我們是在angular context的外面更新的數(shù)據(jù)，如果有發(fā)生錯(cuò)誤，Angular永遠(yuǎn)不知道。很明顯在這個(gè)像個(gè)小玩具的例子里面不會(huì)出什么大錯(cuò)，但是想象一下我們?nèi)绻袀€(gè)alert框顯示錯(cuò)誤給用戶，然后我們有個(gè)第三方的庫進(jìn)行一個(gè)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用然后失敗了，如果我們不把它封裝進(jìn)$apply里面，Angular永遠(yuǎn)不會(huì)知道失敗了，alert框就永遠(yuǎn)不會(huì)彈出來了。

因此，如果你想使用一個(gè)jQuery插件，并且要執(zhí)行$digest循環(huán)來更新你的DOM的話，要確保你調(diào)用了$apply。

有時(shí)候我想多說一句的是有些人在不得不調(diào)用$apply時(shí)會(huì)“感覺不妙”，因?yàn)樗麄儠?huì)覺得他們做錯(cuò)了什么。其實(shí)不是這樣的，Angular不是什么魔術(shù)師，他也不知道第三方庫想要更新綁定的數(shù)據(jù)。

使用$watch來監(jiān)視你自己的東西

你已經(jīng)知道了我們設(shè)置的任何綁定都有一個(gè)它自己的$watch，當(dāng)需要時(shí)更新DOM，但是我們?nèi)绻远x自己的watches呢？簡單

來看個(gè)例子：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.name = "Angular";
 $scope.updated = -1;
 $scope.$watch('name', function() {
  $scope.updated++;
 });
});

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
 <input ng-model="name" />
 Name updated: {{updated}} times.
</body>

這就是我們創(chuàng)造一個(gè)新的$watch的方法。第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)字符串或者函數(shù)，在這里是只是一個(gè)字符串，就是我們要監(jiān)視的變量的名字，在這里，$scope.name(注意我們只需要用name)。第二個(gè)參數(shù)是當(dāng)$watch說我監(jiān)視的表達(dá)式發(fā)生變化后要執(zhí)行的。我們要知道的第一件事就是當(dāng)controller執(zhí)行到這個(gè)$watch時(shí)，它會(huì)立即執(zhí)行一次，因此我們設(shè)置updated為-1。

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/1/edit

例子2：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.name = "Angular";
 $scope.updated = 0;
 $scope.$watch('name', function(newValue, oldValue) {
  if (newValue === oldValue) { return; } // AKA first run
  $scope.updated++;
 });
});

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
 <input ng-model="name" />
 Name updated: {{updated}} times.
</body>

watch的第二個(gè)參數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)，新值和舊值。我們可以用他們來略過第一次的執(zhí)行。通常你不需要略過第一次執(zhí)行，但在這個(gè)例子里面你是需要的。靈活點(diǎn)嘛少年。

例子3：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.user = { name: "Fox" };
 $scope.updated = 0;
 $scope.$watch('user', function(newValue, oldValue) {
  if (newValue === oldValue) { return; }
  $scope.updated++;
 });
});

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
 <input ng-model="user.name" />
 Name updated: {{updated}} times.
</body>

我們想要監(jiān)視$scope.user對(duì)象里的任何變化，和以前一樣這里只是用一個(gè)對(duì)象來代替前面的字符串。

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/3/edit

呃？沒用，為啥？因?yàn)?watch默認(rèn)是比較兩個(gè)對(duì)象所引用的是否相同，在例子1和2里面，每次更改$scope.name都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的基本變量，因此$watch會(huì)執(zhí)行，因?yàn)閷?duì)這個(gè)變量的引用已經(jīng)改變了。在上面的例子里，我們在監(jiān)視$scope.user，當(dāng)我們改變$scope.user.name時(shí)，對(duì)$scope.user的引用是不會(huì)改變的，我們只是每次創(chuàng)建了一個(gè)新的$scope.user.name，但是$scope.user永遠(yuǎn)是一樣的。

例子4：

app.js

app.controller('MainCtrl', function($scope) {
 $scope.user = { name: "Fox" };
 $scope.updated = 0;
 $scope.$watch('user', function(newValue, oldValue) {
  if (newValue === oldValue) { return; }
  $scope.updated++;
 }, true);
});

index.html

<body ng-controller="MainCtrl">
 <input ng-model="user.name" />
 Name updated: {{updated}} times.
</body>

? ?

試試看：http://jsbin.com/ucaxan/4/edit

現(xiàn)在有用了吧！因?yàn)槲覀儗?duì)$watch加入了第三個(gè)參數(shù)，它是一個(gè)bool類型的參數(shù)，表示的是我們比較的是對(duì)象的值而不是引用。由于當(dāng)我們更新$scope.user.name時(shí)$scope.user也會(huì)改變，所以能夠正確觸發(fā)。

關(guān)于$watch還有很多tips&tricks，但是這些都是基礎(chǔ)。

總結(jié)

好吧，我希望你們已經(jīng)學(xué)會(huì)了在Angular中數(shù)據(jù)綁定是如何工作的。我猜想你的第一印象是dirty-checking很慢，好吧，其實(shí)是不對(duì)的。它像閃電般快。但是，是的，如果你在一個(gè)模版里有2000-3000個(gè)watch，它會(huì)開始變慢。但是我覺得如果你達(dá)到這個(gè)數(shù)量級(jí)，就可以找個(gè)用戶體驗(yàn)專家咨詢一下了

無論如何，隨著ECMAScript6的到來，在Angular未來的版本里我們將會(huì)有Object.observe那樣會(huì)極大改善$digest循環(huán)的速度。同時(shí)未來的文章也會(huì)涉及一些tips&tricks。

另一方面，這個(gè)主題并不容易，如果你發(fā)現(xiàn)我落下了什么重要的東西或者有什么東西完全錯(cuò)了，請指正（原文是在GITHUB上PR 或報(bào)告issue）

希望本文所述對(duì)大家AngularJS程序設(shè)計(jì)有所幫助。