什么是 Zone ?

或許你聽(tīng)說(shuō)過(guò) Angular 使用了zone.js, 但 Angular 為什么要使用zone.js, 它能夠提供哪些功能呢？今天我們單獨(dú)寫(xiě)一篇文章聊聊zone.js，關(guān)于它在 Angular 框架中發(fā)揮的作用將在下一篇文章講述。

什么是 Zone ? 官方文檔是這么解釋的：Zone 是一個(gè)跨多個(gè)異步任務(wù)的執(zhí)行上下文。一句話總結(jié)來(lái)說(shuō)，Zone 在攔截或追蹤異步任務(wù)方面有著特別強(qiáng)大的能力。

工作原理剖析

下面我們將通過(guò)一個(gè)示例來(lái)展示它的能力，并簡(jiǎn)單剖析一下背后的工作原理。

<button id="b1">Bind Error</button>
<button id="b2">Cause Error</button>
<script>
  function main() {
    b1.addEventListener('click', bindSecondButton);
  }
  function bindSecondButton() {
    b2.addEventListener('click', throwError);
  }
  function throwError() {
    throw new Error('aw shucks');
  }
  main();
</script>

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的 HTML 頁(yè)面。頁(yè)面加載時(shí)會(huì)給第一個(gè)按鈕添加點(diǎn)擊事件，其點(diǎn)擊事件函數(shù)的功能是給第二個(gè)按鈕添加點(diǎn)擊事件，而第二個(gè)按鈕的點(diǎn)擊事件函數(shù)功能是拋出一個(gè)異常。我們依次點(diǎn)擊第一個(gè)按鈕和第二個(gè)按鈕，控制臺(tái)顯示如下：

（索引）:26 Uncaught Error: aw shucks
    at HTMLButtonElement.throwError (（索引）:26:13)

zone.js啟動(dòng)

但是如果我們通過(guò)zone.js啟動(dòng)運(yùn)行代碼，控制臺(tái)輸出會(huì)有什么不同呢，我們先調(diào)整啟動(dòng)代碼：

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

此時(shí)控制臺(tái)輸出如下：

Error: aw shucks
    at HTMLButtonElement.throwError (（索引）:26:13)
    at ZoneDelegate.invokeTask (zone.js:406:31)
    at Zone.runTask (zone.js:178:47)
    at ZoneTask.invokeTask [as invoke] (zone.js:487:34)
    at invokeTask (zone.js:1600:14)
    at HTMLButtonElement.globalZoneAwareCallback (zone.js:1626:17)
    at ____________________Elapsed_571_ms__At__Mon_Jan_31_2022_20_09_09_GMT_0800_________ (localhost)
    at Object.onScheduleTask (long-stack-trace-zone.js:105:22)
    at ZoneDelegate.scheduleTask (zone.js:386:51)
    at Zone.scheduleTask (zone.js:221:43)
    at Zone.scheduleEventTask (zone.js:247:25)
    at HTMLButtonElement.addEventListener (zone.js:1907:35)
    at HTMLButtonElement.bindSecondButton (（索引）:23:10)
    at ZoneDelegate.invokeTask (zone.js:406:31)
    at Zone.runTask (zone.js:178:47)
    at ____________________Elapsed_2508_ms__At__Mon_Jan_31_2022_20_09_06_GMT_0800_________ (localhost)
    at Object.onScheduleTask (long-stack-trace-zone.js:105:22)
    at ZoneDelegate.scheduleTask (zone.js:386:51)
    at Zone.scheduleTask (zone.js:221:43)
    at Zone.scheduleEventTask (zone.js:247:25)
    at HTMLButtonElement.addEventListener (zone.js:1907:35)
    at main (（索引）:20:10)
    at ZoneDelegate.invoke (zone.js:372:26)
    at Zone.run (zone.js:134:43)

通過(guò)對(duì)比我們知道：不引入zone.js時(shí)，我們通過(guò)錯(cuò)誤調(diào)用棧僅僅能夠知道，異常是由按鈕2的點(diǎn)擊函數(shù)拋出。而引入了zone.js后，我們不僅知道異常是由按鈕2的點(diǎn)擊函數(shù)拋出，還知道它的點(diǎn)擊函數(shù)是由按鈕1的點(diǎn)擊函數(shù)綁定的，甚至能夠知道最開(kāi)始的應(yīng)用啟動(dòng)是main函數(shù)觸發(fā)。這種能夠持續(xù)追蹤多個(gè)異步任務(wù)的能力在大型復(fù)雜項(xiàng)目中異常重要，現(xiàn)在我們來(lái)看zone.js是如何做到的吧。

zone.js接管了瀏覽器提供的異步 API，比如點(diǎn)擊事件、計(jì)時(shí)器等等。也正是因?yàn)檫@樣，它才能夠?qū)Ξ惒讲僮饔懈鼜?qiáng)的控制介入能力，提供更多的能力。現(xiàn)在我們拿點(diǎn)擊事件舉例，看看它是如何做到的吧。

proto[ADD_EVENT_LISTENER] = makeAddListener(nativeAddEventListener,..)

上述代碼中，proto便指的是EventTarget.prototype，也就是說(shuō)這行代碼重新定義了addEventListener函數(shù)。

makeAddListener函數(shù)

我們繼續(xù)看看makeAddListener函數(shù)做了什么。

function makeAddListener() {
  ......
  // 關(guān)鍵代碼1
  nativeListener.apply(this, arguments);
  ......
  // 關(guān)鍵代碼2
  const task = zone.scheduleEventTask(source, ...)
  ......
}

該函數(shù)主要做了兩件事，一是在自定義函數(shù)中執(zhí)行瀏覽器本身提供的addEventListener函數(shù)，另外一個(gè)就是為每個(gè)點(diǎn)擊函數(shù)安排了一個(gè)事件任務(wù)，這也是zone.js對(duì)異步 API 有強(qiáng)大介入能力的重要因素。

現(xiàn)在我們?cè)倩氐奖疚拈_(kāi)頭的示例中，看看控制臺(tái)為什么能夠輸出完整的完整的函數(shù)調(diào)用棧。剛剛我們分析過(guò)了makeAddListener函數(shù)，其中提到它為每個(gè)點(diǎn)擊函數(shù)安排了一個(gè)事件任務(wù)，也就是zone.scheduleEventTask函數(shù)的執(zhí)行。這個(gè)安排事件任務(wù)函數(shù)最終其實(shí)執(zhí)行的是onScheduleTask:

onScheduleTask: function (..., task) {
  const currentTask = Zone.currentTask;
  let trace = currentTask && currentTask.data && currentTask.data[creationTrace] || [];
  trace = [new LongStackTrace()].concat(trace);
  task.data[creationTrace] = trace;
}

文章開(kāi)頭控制臺(tái)輸出的完整的函數(shù)調(diào)用棧，存儲(chǔ)在currentTask.data[creationTrace]里面，它是一個(gè)由LongStackTrace實(shí)例組成的數(shù)組。每次有異步任務(wù)發(fā)生時(shí)，onScheduleTask函數(shù)便把當(dāng)前函數(shù)調(diào)用棧存儲(chǔ)記錄下來(lái)，我們看看類LongStackTrace的構(gòu)造器就知道了：

class LongStackTrace {
    constructor() {
        this.error = getStacktrace();
        this.timestamp = new Date();
    }
}
function getStacktraceWithUncaughtError() {
    return new Error(ERROR_TAG);
}

this.error存儲(chǔ)的便是函數(shù)調(diào)用棧，getStacktrace函數(shù)通常調(diào)用的是getStacktraceWithUncaughtError函數(shù)，我們看到 new Error大概就能夠知道整個(gè)調(diào)用棧是如何得來(lái)的了。

本文分析的只是zone.js能力的一個(gè)示例，如果你希望了解更多功能可以參閱官方文檔。通過(guò)這個(gè)示例，希望讀者能對(duì)zone.js有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，因?yàn)樗彩?Angular 變更檢測(cè)不可或缺的基石，更多關(guān)于Angular異步執(zhí)行zone的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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