简介

Angular 引入 Zone.js 以处理变更检测。Zone.js 使 angular 可以决定何时需要刷新UI。

Zone.js有Node和Web的不同版本，仅描述Web版本。

Zone.js采用Monkey-patch的方式对默认方法进行替换，目前有标准Api和非标准Api。

两种Patch方式：Wrap和Task

对于Api的Patch方式不同，控制的颗粒度是不同的：

Wrap方式：onInvoke和onIntercept

Task方式：onScheduleTask（Zone内配置了Task就会触发）， onInvokeTask（Task任务触发前）， onCancelTask（Task任务取消前）， onHasTask(Zone内Task状态变化后触发)

如果想尝试更多的新功能，需要单独引入patch

解决了什么问题？

为异步任务保留了上下文环境，实现了生命周期钩子。

基本用法和示例

概念

1. Zone区域，通过fork创建一个新的Zone
2. Zone对平常会用得到的异步操作都做了“替换”，将他们纳入生命周期管理中，提供了颗粒度更细的钩子

实例

通过钩子函数模拟一个监控MacroTask耗时的函数

const perfomanceZone = (function (params) {
    let start = 0;
    let timer = performance ?
        performance.now.bind(performance) : Date.now.bind(Date);
    return {
        onInvokeTask: function (delegate, _, target, task) {
            start = timer();
            delegate.invokeTask(target, task);
        },
        onHasTask: function (delegate, _, target, hasTaskState) {
            if (!hasTaskState.macroTask) {
                console.log(timer() - start);
            }
        }
    }
}())

function perfomanceFn(asyncFn) {
    Zone.current.fork(perfomanceZone).run(asyncFn);
}

perfomanceFn(function name(params) {
    setTimeout(() => {
        // Do Something
    }, 1000)
})

多个Zone的隔离与嵌套

const ZoneA = Zone.current.fork({
    name: 'ZoneA',
    onScheduleTask: function (parentZoneDelegate, currentZone, targetZone, task) {},
    onInvokeTask: function (parentZoneDelegate, currentZone, targetZone, task, applyThis, applyArgs) {}
})

const ZoneB = ZoneA.fork({
    name: 'ZoneA',
    onScheduleTask: function (parentZoneDelegate, currentZone, targetZone, task) {},
    onInvokeTask: function (parentZoneDelegate, currentZone, targetZone, task, applyThis, applyArgs) {}
})

ZoneB.run(function () {
    setTimeout(() => {
        console.log(123);
    }, 1000);
})

在异步任务之间传递上下文

每一个Zone都有一个properties对象，在Zone内部可以通过Zone.current.get方法得到

源码探索

前置准备

1.Performance

mark(): 标记

measure(): 测量两个mark的difference

2.Patch

暴力替换

timers的方法，调用了patchTimer

patchTimer里，调用了patchMethod

在patchMethod里，先检测是否有该方法，然后检测该方法是否可被重新赋值(writable属性):

isPropertyWritable返回true的话：重写proto的该方法，并且把原方法换一个新名字（加上symbol_name）保存起来。

这样就完成了patch的load工作。

以setTimeout为例，走一下内部流程

Zone

1. 创建Zone时会定义的name和properties；
2. 这里可以看到很多常用属性的查找逻辑，比如'root','current'；
3. Zone内部通过_currentZoneFrame实现当前Zone的状态保存和初始化的工作；

Delegate

Zone内部方法的调用都是通过它来定义和执行。

Delegate类定义了钩子函数的执行规则：冒泡。fork时传入ZoneSpec的话，parent的Delegate就会被保存。

（依照此规则的话，parentDelegate肯定存在，有root的Delegate兜底）

在ZoneSpec里定义onInvokeTask时，第一个参数delegate被传入的是父级的delegate。所以如果当前ZoneSpec没有定义或执行完毕，就执行嵌套父级的方法，直至rootZone执行默认方法，执行原方法内容。

默认的钩子函数定义如下：

Fork

调用Fork创建新Zone。这里的自定义配置称作zoneSpec

源码里，调用Zone的fork方式是通过调用delegate的fork方法：

delegate的fork方法定义如下：

一个三元判断，这里的_forkZS来源自zoneSpec里是否定义了onFork方法，就是你是否自定义了fork的实现方式。如果没有，走 new Zone(targetZone, zoneSpec)。Zone的fork方法传的this就是这里的targetZone，这样就形成了嵌套关系。

Run

Run方法会调整_currentZoneFrame的状态。

同时会调用delegate的invoke方法：

这里的_invokeZS同上面的_forkZS，当嵌套链上的zoneSpec有定义onInvoke钩子函数时，就会先调用钩子函数,而是否要继续执行这个task是在钩子函数里我们自定义的。

 onInvoke: function (delegate, _, target, task, applyThis, applyArgs) {
        delegate.invoke(target, task);
    }

如果不手动执行 delegate.invokeTask(target, task),task不会执行。

这里是从整体上控制run方法的整体，而控制单个异步任务的思路是相同。

钩子

Zone.js通过__load_patch替换了默认方法的实现，比如常用的setTimeout等：

1. onSchedule

patchTimer（触发patch） -> patchMethod（patch） -> scheduleMacroTaskWithCurrentZone（触发schedule）-> Zone.current.scheduleMacroTask（转化为ZoneTask） -> Zone.scheduleTask -> Delegate.scheduleTask

在Delegate.scheduleTask里会执行定义任务时的函数scheduleFn：

还是以setTimeout为例，patchTimer的方法体内是这样定义scheduleFn：

在这里，以setTimeout为例，setNative就是原生的setTimeout方法，data.args包含两个内容：原方法体和**原延迟时间。**通过apply调用，传入原来的延迟时间，就会在相同的时间间隔后被替换为ZoneTask的task，进而触发task的invoke方法。

2. onInvoke

invoke方法与上面的onSchedule流程类似，会触发onInvoke钩子：

如果我们在某一个父级的ZoneSpec里的onInvokeTask没有手动触发delegate.invokeTask时，就可以阻止异步任务的执行了（当然，我们可以手动调用task.callback，主动跳出冒泡过程直接执行原方法体）。

总结

可以看到，在Zone.js内部，Zone,ZoneDelegate和ZoneTask三个类完成了所需的工作。通过分析setTimeout的过程了解到Zone.js的思路大致是暴力替换了全局的方法，但是Zone之外我们调用这些被替换的方法时，并不会触发钩子。

整个流程简单分为两部分看：

1. Run方法调整_currentZoneFrame（即Zone.current）的状态
2. task-ZoneTask-Hooks-task的过程

Zone.js通过patch的方式实现了插件化，其封装和抽象逻辑值得好好研究和学习，例如可追踪的stack信息(需引入long-stack-trace-zone.js)：

// 无Zone 
main();

// 有Zone
 Zone.current.fork({
     name: 'error',
     onHandleError: function (parentZoneDelegate, currentZone, targetZone, error) {
         console.log(error.stack);
     }
 }).fork(Zone.longStackTraceZoneSpec).run(main);

有Zone：

无Zone：

资料

Github：github.com/angular/ang…

CDN：cdnjs.com/libraries/z…

博客教程：

1. www.cnblogs.com/whitewolf/p…；

2. www.imwhite.com.cn/2019/10/zon…；