浅析Angular变更检测机制，聊聊如何进行性能优化？

什么是变更检测(Change Detection)？

变更检测的概念

组件内的数据状态变化以后，需要对应更新视图。这种将视图和数据同步的机制，就叫变化检测。【相关教程推荐：《angular教程》】

变更检测的触发时机

只要发生了异步操作(Events, Timer, XHR)，Angular 就会认为有状态可能发生变化了，然后就会进行变更检测。

• Events:：click，mouseover，mouseout，keyup，keydown 等浏览器事件；
• Timer：setTimeout/setInterval；
• XHR：各类请求等。

既然都是对异步操作进行变更检测，那么Angular是如何订阅异步请求，进行变更检测的呢？

这里介绍下NgZone以及它的fork对象Zone.js。

Zone.js 用于封装和拦截浏览器中的异步活动、它还提供 异步生命周期的钩子 和 统一的异步错误处理机制。

Zone.js 是通过 Monkey Patching（猴子补丁） 的方式来对浏览器中的常见方法和元素进行拦截，例如 setTimeout 和 HTMLElement.prototype.onclick。Angular 在启动时会利用 Zone.js 修补几个低级浏览器 API，从而实现异步事件的捕获，并在捕获时间后调用变更检测。

Angular通过forkZone.js并拓展出一个自己的区域NgZone，让应用中的所有异步操作都会运行在这个区域中。

Angular的变更检测如何工作的？

Angualr会为每一个组件生成一个变化监测器changeDetector ，记录组件的变化状态。

我们在创建了一个Angular 应用后，Angular 会同时创建一个 ApplicationRef 的实例，这个实例代表的就是我们当前创建的这个 Angular 应用的实例。 ApplicationRef 创建的同时，会订阅 ngZone 中的 onMicrotaskEmpty 事件，在所有的微任务完成后调用所有的视图的detectChanges()来执行变更检测。

变更检测的执行顺序

• 更新所有子子组件绑定的属性

• 调用所有子组件生命周期的钩子 OnChanges, OnInit, DoCheck，AfterContentInit

• 更新当前组件的DOM

• 调用子组件的变更检测

• 调用所有子组件的生命周期钩子 ngAfterViewInit

举个栗子，我们在开发模式的时候可能会遇到这种报错:

这是由于变更检测遵循从根组件开始，从上到下，执行每个组件的变更检测，直到最后一个组件达到稳定状态。而在下一次变更检测之前，子孙组件都不允许去修改父组件里的属性。

情况1 在开发模式下，Angular会进行二次检测 (生产环境下调用enableProdMode()，检测次数会降为1)。一旦我们在 第4步 完成后，在子孙组件里修改父组件的属性，那么，Angular在执行第二次检测的时候，发现两次的值不一致，就会出现上述错误。

情况2 只要父组件对子组件做了属性绑定，那么不管是在OnChanges，OnInit，DoCheck，AfterContentInit 和 AfterViewInit 中的任意一个生命周期钩子中执行下述代码,也会报错。

// #parent
{{data}}
<child [data]="data"></child>

// in child component ts, execute:
this.parent.data = 'new Value';

变更检测的执行策略

• Default 策略

  每次事件触发变化检测（如用户事件、计时器、XHR、promise 等）时，此默认策略都会从上到下检查组件树中的每个组件。这种对组件的依赖关系不做任何假设的保守检查方式称为 脏检查，这种策略在我们应用组件过多时会对我们的应用产生性能的影响。

• OnPush 策略

  修改组件装饰器的changeDetection，设置为 OnPush 策略后，Angular 每次触发变化检测后会跳过该组件和该组件的所以子组件变化检测。

  在 OnPush 策略下，只有以下这几种情况才会触发组件的变化检测：

  • 输入值（@Input）更改（入input的值必须是一个新的引用）
  • 当前组件或子组件之一触发了事件 (但在onPush策略中，以下操作不会触发变更检测)
    • setTimeout()
    • setInterval()
    • Promise.resolve().then()
    • this.http.get('...').subscribe()
  • 手动触发变更检测(每个组件都会关联一个组件视图ChangeDetectorRef)
    • detectChanges(): 它会触发当前组件和子组件的变化检测
    • markForCheck()： 它不会触发变化检测，但是会把当前的OnPush组件和所以的父组件为OnPush的组件 标记为需要检测状态 ，在当前或者下一个变化检测周期进行检测
    • ApplicationRef.tick() : 它会根据组件的变化检测策略，触发整个应用程序的更改检测
  • async pipe

对于Angular的变更检测如何优化？

由于组件默认执行 Default策略 ，任何异步操作都会触发整个组件数从上到下的检查。即使Angular团队不断提升性能，可以在毫秒内完成上百次检测，但是当应用拓展至百上千个组件组成时，庞大的组件树对应的变更检测也会达到性能瓶颈。

此时，我们就需要开始分析并减少不必要的检测次数。

如何减少检测次数

• 区域污染(Zone Pollution)

  一般我们在生命周期钩子里使用第三方库，比如chart类库初始化，会自带requestAnimationRequest/setTimeout/addEventListener,我们可以将初始化方法写入NgZone的runOutsideAngular方法中。

• OnPush 策略

  对于不涉及更新操作的视图可以剥离出组件，使用onPush策略，以通知更新的方式刷新视图(见上方 变更检测的执行策略 部分)。

• 用 pure pipe 代替 {{function(data)}}

  在html文件内，{{function(data)}}的写法会导致每次变更检测发生时，所有数值都会重新被计算。(?：当一个1000条的列表，你只修改了其中一条数据，但另外另外999条无需更新的数据也会被重新运算。)

  此时，我们可以使用pipe的方式，只有变更的值会触发运算，更新部分视图。

• 面对大量数据的渲染，选择虚拟滚动/分页请求数据

  以上4点解决方案，来源于Angular团队的视频介绍，视频中以Angular devtool运算次数，来分析问题解决问题。所以，如果你的Angular是9+，请继续看下去吧，如何安装Angular devtool和运行。

插件：Angular devtool使用介绍

• Angular 9+, 支持Ivy。
• Guide和下载地址
• 保证运行环境为开发环境

  // environment.dev.ts
  ...
      production: false
  ...

• angular.json > dev配置项 > "optimization": false

  projects > your-project-name > architect > build > configurations > dev > "optimization": false

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以上就是浅析Angular变更检测机制，聊聊如何进行性能优化？的详细内容，更多请关注站长家园其它相关文章！