AngularJS框架研究（一）

和几年前相比，现在的Javascript开发方式有了翻天覆地的变化，一些极具创意的开发工具的出现，让前端开发更加成熟，Angular框架就是一个例子。最近在看Angular的源代码，发现并不是件容易的事。JS开发已经并不单纯局限在敲JS代码，从代码的编写，到集成单元测试，再到发布，每个环节都已经专业化，很多新鲜的开发工具都需要去了解。

比如和CSS相关的SCSS，将编码引入到CSS中（作者肯定是一个超级懒惰的程序员），使得CSS的开发和维护效率以几何级增长；又比如时下火热的Node.js，把JavaScript移植到服务器端，可以编写Web应用、游戏服务器等等。实际Node.js并不限于服务器端开发，还可以用来编写本地脚本，实现自动化部署脚本。看看现在开源的JavaScript库，基本上都引入了基于Node.js的Grunt来实现脚本的自动化发布。

像我这样，接触Javascript已经很多年了，但去看Angular源码时，还是有种无处下手的尴尬。下载Angular的源码，一进去就荤菜了，一大堆的文件。经过一番探索后，总算有了点头绪。Angular是一个颇庞大的框架，发布版本（单个js文件）有1万五前多行代码（包含注释），维护这样一个文件显然不是人力所能及也，所以和很多JS库一样，在开发时将文件按照功能拆分为多个子文件，这样便于维护。发布时，使用Grunt脚本来组合以及压缩。

package.json和Gruntfile.js是Grunt的两个配置文件，定义了各种发布任务。AngularJS使用了bower来管理依赖的JS库，在bower.json中定义了相关信息，依赖的库有jQuery, bootstrap, closure等，不过这些库都只是在跑单元测试时才用到。有一堆以karma前缀开头的文件，这是单元测试工具karma相关的东东。如果只是看源码，可以不用理会这些非js文件，直接看src目录即可。

在src目录下，有三个文件：Angular.js, angular.prefix, angular.suffix。从文件名可以看出，这是程序主体。prefix是文件头部，suffix是文件尾。suffix的代码如下：

  //try to bind to jquery now so that one can write angular.element().read()
  //but we will rebind on bootstrap again.
  bindJQuery();

  publishExternalAPI(angular);

  jqLite(document).ready(function() {
    angularInit(document, bootstrap);
  });

})(window, document);

红色部分标出的正是AngularJS的入口。AngularJS内置了jQuery的轻量版本jqLite，具体代码见src/jqLite.js。bindJquery函数会尝试去绑定jQuery库，如果没有找到，就用内置的jqLite。DOM加载完毕后，执行angularInit函数，作准备工作。

function angularInit(element, bootstrap) {
  var elements = [element],
      appElement,
      module,
      names = ['ng:app', 'ng-app', 'x-ng-app', 'data-ng-app'],
      NG_APP_CLASS_REGEXP = /sng[:-]app(:s*([wd_]+);?)?s/;

  function append(element) {
    element && elements.push(element);
  }

  forEach(names, function(name) {
    names[name] = true;
    append(document.getElementById(name));
    name = name.replace(':', '\:');
    if (element.querySelectorAll) {
      forEach(element.querySelectorAll('.' + name), append);
      forEach(element.querySelectorAll('.' + name + '\:'), append);
      forEach(element.querySelectorAll('[' + name + ']'), append);
    }
  });

  forEach(elements, function(element) {
    if (!appElement) {
      var className = ' ' + element.className + ' ';
      var match = NG_APP_CLASS_REGEXP.exec(className);
      if (match) {
        appElement = element;
        module = (match[2] || '').replace(/s+/g, ',');
      } else {
        forEach(element.attributes, function(attr) {
          if (!appElement && names[attr.name]) {
            appElement = element;
            module = attr.value;
          }
        });
      }
    }
  });
  if (appElement) {
    bootstrap(appElement, module ? [module] : []);
  }
}

angularInit函数主要用来寻找主程序入口。如果在DOM中找到了ng-app标记，则调用bootstrap开始初始化框架。如果没有定义app标记，则需要手动调用angular.bootstrap来初始化。app标记一般在html节点，也可以放置在任意的节点上，app节点所在的DOM树都会被AngularJS框架遍历解析。

ng-app属性如果有值，即自定义module，也会被解析出来，前提是我们必须先创建module，用来管理全局的injector行为和对象。如果没有值，则会创建默认的module。

function bootstrap(element, modules) {
  var doBootstrap = function() {
    element = jqLite(element);

    if (element.injector()) {
      var tag = (element[0] === document) ? 'document' : startingTag(element);
      throw ngMinErr('btstrpd', "App Already Bootstrapped with this Element '{0}'", tag);
    }

    modules = modules || [];
    modules.unshift(['$provide', function($provide) {
      $provide.value('$rootElement', element);
    }]);
    modules.unshift('ng');
    var injector = createInjector(modules);
    injector.invoke(['$rootScope', '$rootElement', '$compile', '$injector', '$animate',
       function(scope, element, compile, injector, animate) {
        scope.$apply(function() {
          element.data('$injector', injector);
          compile(element)(scope);
        });
        animate.enabled(true);
      }]
    );
    return injector;
  };

  var NG_DEFER_BOOTSTRAP = /^NG_DEFER_BOOTSTRAP!/;

  if (window && !NG_DEFER_BOOTSTRAP.test(window.name)) {
    return doBootstrap();
  }

  window.name = window.name.replace(NG_DEFER_BOOTSTRAP, '');
  angular.resumeBootstrap = function(extraModules) {
    forEach(extraModules, function(module) {
      modules.push(module);
    });
    doBootstrap();
  };
}

按照官方文档描述，bootstrap步骤分为三步：首先加载module，然后创建全局injector对象，最后执行compile动作，对应的正是上面的代码。

AngularJS会为每个应用程序创建唯一的injector对象，它可以看作是一个对象池，依靠键值来存取实例，比如存放数据的model，和后端交互的service等，而实例的创建则由module来决定。

在AngularJS框架中，应用程序被看作是由多个module组成的一个结合体，而一个module，往往是相似功能块的组合。在一个大型应用程序中，我们习惯将程序切分为多个模块并行开发，这也是AngularJS的推荐做法。在module中，可以定义和View层打交道的Controller，和后台交互的Service，也可以自定义依赖注入行为，解析特殊的DOM数据。

从上面的代码可以看到，初始化时会加载内置的模块，比如“ng”。在ng模块中定义了AngularJS的核心功能，包括解析DOM树中的以“ng”为前缀的自定义节点，比如ng-model，ng-class，ng-repeat等等。

compile，编译，顾名思义，就是将DOM中的ng标记和其他自定义标记解析为真正的View, Model和Controller等。

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到这里为止，对AngularJS的运行机制还处于一知半解，不得不吐槽下，想要弄懂AngularJS的运行机制实在不是件容易的事。

最后再补充一点：有一款名为"Batarang"的Chrome扩展插件一定不能错过，AngularJS开发调试必备。用过后，才知道官网上一些截图是怎么来的了～