Angular框架解读–视图抽象定义

作为“为大型前端项目”而设计的前端框架,Angular 其实有许多值得参考和学习的设计,本系列主要用于研究这些设计和功能的实现原理。本文主要围绕 Angular 中与有关的一些定义进行介绍。

Angular 中的视图

Angular 版本可在不同的平台上运行:在浏览器中、在移动平台上或在 Web Worker 中。因此,需要特定级别的抽象来介于平台特定的 API 和框架接口之间。

Angular 中通过抽象封装了不同平台的差异,并以下列引用类型的形式出现:ElementRefTemplateRefViewRefComponentRefViewContainerRef

各抽象类视图定义

在阅读源码的时候,如果不清楚这些定义之间的区别,很容易搞混淆。所以,这里我们先来理解下它们之间的区别。

元素 ElementRef

ElementRef是最基本的抽象。如果观察它的类结构,可以看到它仅包含与其关联的本地元素:

export class ElementRef<T = any> {
  // 基础原生元素
  // 如果不支持直接访问原生元素(例如当应用程序在 Web Worker 中运行时),则为 null
  public nativeElement: T;
  constructor(nativeElement: T) {
    this.nativeElement = nativeElement;
  }
  ...
}

该 API 可用于直接访问本地 DOM 元素,可以比作document.getElementById('myId')。但 Angular 并不鼓励直接使用,尽可能使用 Angular 提供的模板和数据绑定。

模板 TemplateRef

在 Angular 中,模板用来定义要如何在 HTML 中渲染组件视图的代码。

模板通过@Component()装饰器与组件类类关联起来。模板代码可以作为template属性的值用内联的方式提供,也可以通过 templateUrl属性链接到一个独立的 HTML 文件。

TemplateRef对象表示的其它模板用来定义一些备用视图或内嵌视图,它们可以来自多个不同的组件。TemplateRef是一组 DOM 元素(ElementRef),可在整个应用程序的视图中重复使用:

export abstract class TemplateRef<C> {
  // 此嵌入视图的父视图中的 anchor 元素
  abstract get elementRef(): ElementRef;
  // 基于此模板实例化嵌入式视图,并将其附加到视图容器
  abstract createEmbeddedView(context: C): EmbeddedViewRef<C>;
  ...
}

就其本身而言,TemplateRef类是一个简单的类,仅包括:

  • elementRef属性:拥有对其宿主元素的引用
  • createEmbeddedView方法:它允许我们创建视图并将其引用作为ViewRef返回。

模板会把纯 HTML 和 Angular 的数据绑定语法、指令和模板表达式组合起来。Angular 的元素会插入或计算那些值,以便在页面显示出来之前修改 HTML 元素。

Angular 中的视图

在 Angular 中,视图是可显示元素的最小分组单位,它们会被同时创建和销毁。Angular 哲学鼓励开发人员将 UI 视为视图的组合(而不是独立的 html 标签树)。

组件(component) 类及其关联的模板(template)定义了一个视图。具体实现上,视图由一个与该组件相关的ViewRef实例表示。

ViewRef

ViewRef表示一个 Angular 视图:

export declare abstract class ViewRef extends ChangeDetectorRef {
    // 销毁该视图以及与之关联的所有数据结构
    abstract get destroyed(): boolean;
    // 报告此视图是否已被销毁
    abstract destroy(): void;
    // 生命周期挂钩,为视图提供其他开发人员定义的清理功能
    abstract onDestroy(callback: Function): any;
}

其中,ChangeDetectorRef提供更改检测功能的基类,用于更改检测树收集所有要检查更改的视图:

export declare abstract class ChangeDetectorRef {
    // 当输入已更改或视图中触发了事件时,通常会将组件标记为脏(需要重新渲染)
    // 调用此方法以确保即使没有发生这些触发器,也要检查组件
    abstract checkNoChanges(): void;
    // 从变更检测树中分离该视图。在重新连接分离视图之前,不会对其进行检查。
    // 与 detectChanges() 结合使用可实现本地变更检测检查
    abstract detach(): void;
    // 检查此视图及其子级,与 detach() 结合使用可实现本地更改检测检查
    abstract detectChanges(): void;
    // 检查变更检测器及其子级,如果检测到任何变更,则抛出该异常
    abstract markForCheck(): void;
    // 将先前分离的视图重新附加到变更检测树
    // 默认情况下,视图将附加到树上
    abstract reattach(): void;
}

两种类型的视图

Angular 支持两种类型的视图:

(1) 链接到模板(template)的嵌入式视图(embeddedView)。

嵌入式视图表示视图容器中的 Angular 视图。模板只是保存视图的蓝图,可以使用上述的createEmbeddedView方法从模板实例化视图。

(2) 链接到组件(component)的宿主视图(hostView)。

直属于某个组件的视图叫做宿主视图。

宿主视图是在动态实例化组件时创建的,可以使用ComponentFactoryResolver动态创建实例化一个组件。在 Angular 中,每个组件都绑定到特定的注入器实例,因此在创建组件时我们将传递当前的注入器实例。

视图中各个元素的属性可以动态修改以响应用户的操作,而这些元素的结构(数量或顺序)则不能。你可以通过在它们的视图容器(ViewContainer)中插入、移动或移除内嵌视图来修改这些元素的结构。

ViewContainerRef

ViewContainerRef是可以将一个或多个视图附着到组件中的容器:

export declare abstract class ViewContainerRef {
    // 锚元素,用于指定此容器在包含视图中的位置
    // 每个视图容器只能有一个锚元素,每个锚元素只能有一个视图容器
    abstract get element(): ElementRef;
    // 此视图容器的 DI
    abstract get injector(): Injector;
    // 此容器当前附加了多少视图
    abstract get length(): number;
    // 销毁此容器中的所有视图
    abstract clear(): void;
    // 实例化单个组件,并将其宿主视图插入此容器
    abstract createComponent<C>(componentFactory: ComponentFactory<C>, index?: number, injector?: Injector, projectableNodes?: any[][], ngModule?: NgModuleRef<any>): ComponentRef<C>;
    // 实例化一个嵌入式视图并将其插入
    abstract createEmbeddedView<C>(templateRef: TemplateRef<C>, context?: C, index?: number): EmbeddedViewRef<C>;
    // 从此容器分离视图而不销毁它
    abstract detach(index?: number): ViewRef | null;
    // 从此容器检索视图
    abstract get(index: number): ViewRef | null;
    // 返回当前容器内视图的索引
    abstract indexOf(viewRef: ViewRef): number;
    // 将视图移动到此容器中的新位置
    abstract insert(viewRef: ViewRef, index?: number): ViewRef;
    abstract move(viewRef: ViewRef, currentIndex: number): ViewRef;
    // 销毁附加到此容器的视图
    abstract remove(index?: number): void;
}

任何 DOM 元素都可以用作视图容器,Angular 不会在元素内插入视图,而是将它们附加到绑定到ViewContainer的元素之后。

通常,标记ng-container元素是标记应创建ViewContainer的位置的最佳选择。它作为注释呈现,因此不会在 DOM 中引入多余的 HTML 元素。

通过ViewContainerRef,可以用createComponent()方法实例化组件时创建宿主视图,也可以用 createEmbeddedView()方法实例化TemplateRef时创建内嵌视图。

视图容器的实例还可以包含其它视图容器,以创建层次化视图(视图树)。

视图树(View hierarchy)

在 Angular 中,通常会把视图组织成一些视图树(view hierarchies)。视图树是一棵相关视图的树,它们可以作为一个整体行动,是 Angular 变更检测的关键部件之一。

视图树的根视图就是组件的宿主视图。宿主视图可以是内嵌视图树的根,它被收集到了宿主组件上的一个视图容器(ViewContainerRef)中。当用户在应用中导航时(比如使用路由器),视图树可以动态加载或卸载。

视图树和组件树并不是一一对应的:

  • 嵌入到指定视图树上下文中的视图,也可能是其它组件的宿主视图
  • 组件可能和宿主组件位于同一个NgModule中,也可能属于其它NgModule

组件、模板、视图与模块

在 Angular 中,可以通过组件的配套模板来定义其视图。模板就是一种 HTML,它会告诉 Angular 如何渲染该组件。

视图通常会分层次进行组织,让你能以 UI 分区或页面为单位进行修改、显示或隐藏。与组件直接关联的模板会定义该组件的宿主视图。该组件还可以定义一个带层次结构的视图,它包含一些内嵌的视图作为其它组件的宿主。

Angular框架解读--视图抽象定义

带层次结构的视图可以包含同一模块(NgModule)中组件的视图,也可以(而且经常会)包含其它模块中定义的组件的视图。

总结

本文简单介绍了 Angular 中元素、视图、模板、组件中与视图相关的一些定义,包括ElementRefTemplateRefViewRefComponentRefViewContainerRef

其中,视图是 Angular 中应用程序 UI 的基本构建块,它是一起创建和销毁的最小元素组。

ViewContainerRef主要用于创建和管理内嵌视图或组件视图。组件可以通过配置模板来定义视图,与组件直接关联的模板会定义该组件的宿主视图,同时组件还可以包括内嵌视图。

参考

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