AngularJs Scope详解及示例代码

一、什么是Scope？

　　scope（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.$rootScope.Scope）是一个指向应用model的object。它也是expression（http://www.cnblogs.com/lcllao/archive/2012/09/16/2687162.html）的执行上下文。scope被放置于一个类似应用的DOM结构的层次结构中。scope可以监测（watch,$watch）expression和传播事件。

二、scope的特性

1. scope提供$watch API（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.$rootScope.Scope#$watch），用于监测model的变化。
2. scope提供$apply API（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.$rootScope.Scope#$apply），在“Angular realm”（controller、server、angular event handler）之外，从系统到视图传播任何model的变化。
3. scope可以在提供到被共享的model属性的访问的时候，被嵌入到独立的应用组件中。scope通过（原型），从parent scope中继承属性。
4. scope在expression求值之时提供上下文环境。例如，{{username}}表达式是无意义的，除非它与一个特定的定义了”username”属性的scope一起进行求值。

三、Scope as Data-Model（scope作为数据模型）

　　scope是在应用controller与view之间的纽带。在模版linking（http://www.cnblogs.com/lcllao/archive/2012/09/04/2669802.html）的阶段，directive（http://www.cnblogs.com/lcllao/archive/2012/09/09/2677190.html）在scope中设置$watch表达式。$watch让directive能够得知属性的变化，使得directive将更新后的值渲染到DOM中。

　　controller和directive两者都与scope有引用，但它们两者之间没有（引用）（Both controllers and directives have reference to the scope, but not to each other）。这样的安排，将controller从directive和DOM中隔离开来。这是一个重要的地方，因为它让controller与view是隔离的，极大地提升了应用的可测试性（greatly improves the testing story of the applications）。

<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-cn" ng-app>
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>data-model</title>
 <style type="text/css">
  .ng-cloak {
   display: none;
  }
 </style>
</head>
<body class="ng-cloak">
<div ng-controller="MyController">
 你的名字： <input type="text" ng-model="username"/>
 <button ng-click="sayHello()">欢迎</button>
 <hr/>
 {{greeting}}
</div>
<script src="../angular-1.0.1.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">
 function MyController($scope) {
  $scope.username = "My Little Dada";
  $scope.sayHello = function() {
   $scope.greeting = "Hello~" + $scope.username + "!";
  };
 }
</script>
</body>
</html>

　　在上面的例子中我们可以注意到MyController以”My Little Dada”对scope中的username属性进行赋值。然后，scope通知input进行赋值，将username的值预先填入input中。这展示了controller如何做才能够写入数据到scope中。

　　相似地，controller可以将行为附加在scope中，正如那个当用户点击“欢迎”按钮时触发的sayHello方法一样。sayHello方法可以读取username属性，也可以创建greeting属性。这表明，当它们绑定到HTML input控件时，scope中的属性会自动更新。

　　逻辑上，显示{{greeting}}涉及以下两点：

与定义了{{greeting}}表达式的模版DOM节点一起检索scope。在这个例子中，这个scope与传递到MyController中的scope是相同的。（我们在稍后将会讨论scope的层次结构）
通过之前检索的scope，对greeting表达式进行求值，然后将结果作为封闭DOM元素的text的值。

　　我们可以认为，scope和它自己的属性可以作为数据，用于渲染视图。scope是所有和view相关的东西单一的真相来源（The scope is the single source-of-truth for all things view related）。

　　从可测试性来看，controller和view的分离是值得欣喜的，因为它允许我们在没有渲染细节的干扰下（专注于）测试行为。

it('should say hello', function() {
 var scopeMock = {};
 var cntl = new MyController(scopeMock);

 // Assert that username is pre-filled
 expect(scopeMock.username).toEqual('World');

 // Assert that we read new username and greet
 scopeMock.username = 'angular';
 scopeMock.sayHello();
 expect(scopeMock.greeting).toEqual('Hello angular!');
});

四、Scope Hierarchies（scope层次结构）

　　每一个angular应用有且只有一个root scope，但可以拥有多个child scope。

　　应用可以拥有多个child scope，因为一些directive会创建新的child scope（参考directive文档，查看哪些directive可创建新的scope，如ng-repeat）。当新的scope被创建后，他们将作为一个child scope，加入到parent scope中。这样，创建了一个与它们附属的DOM相似的树结构。

　　当angular对{{username}}求值时，它首先查看与当前元素关联的scope的username属性。如果没有找到对应的属性，它将会一直向上搜索parent scope，直到到达root scope。在javascript中，这个行为被称为“原型继承”，child scope典型地继承自它们的parent。

　　这个例子说明应用中的scope（是怎样的），属性的原型继承。

<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-cn" ng-app>
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>scope-hierarchies</title>
 <style type="text/css">
  .ng-cloak {
   display: none;
  }
  .ng-scope {
   border: 1px dashed red;
  }
 </style>
</head>
<body class="ng-cloak">
<div ng-controller="MyController">
 经理：{{employee.name}} [{{department}}] <br/>
 报告：
 <ul>
  <li ng-repeat="employee in employee.reports">
   {{employee.name}} [{{department}}]
  </li>
 </ul>
 <hr/>
 {{greeting}}
</div>
<script src="../angular-1.0.1.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">
 function MyController($scope) {
  $scope.department = "某部";
  $scope.employee = {
   name:"My Little Dada",
   reports: [
    {name:"Lcllao"},
    {name:"那个谁^o^"}
   ]
  };
 }
</script>
</body>
</html>

　　注意，angular自动放置ng-scope class到与scope粘附的元素中。<style>定义在上面的例子中，通过红色的虚线，高亮新的scope的范围。因为repeater对{{employee.name}}表达式求值，child scope是必须的，但取决于表达式在哪一个scope进行求值，不同的scope有不同的结果。相似地，{{department}}的值是从root scope中原型继承得来的，只有在那个地方有，才有department属性的定义。

五、Retrieving Scopes from the DOM（从DOM中检索scope）

　　scope作为$scope数据属性附加到DOM中，可以被用于以调试作为目的的检索。（在应用中通过这个方式检索Scope是不可能的。）附加到的DOM的root scope的位置是通过ng-app directive的位置定义的。通常ng-app是放置在<html>元素中，但它也可以放置在其他元素中，例如，只有一部分视图需要被angular控制。

　　在debugger中查看scope：

1. 在浏览器中，对着感兴趣的元素点击右键，选择“查看元素”。我们可以看到浏览器debugger高亮了我们选中的元素。

2. debugger允许我们在console中通过$0变量去访问当前选择的元素。

3. 想查看关联的scope，我们可以在console中输入：angular.element($0).scope()

六、Scope Events Propagation（Scope事件传播）

　　scope可以以类似于DOM事件的方式进行事件传播。事件可以被broadcast（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.$rootScope.Scope#$broadcast）到child scope或者emit（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.$rootScope.Scope#$emit）到parent scope中。（当前scope如果有监听，也会执行）

<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-cn" ng-app>
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>scope-event-propagation</title>
 <style type="text/css">
  .ng-cloak {
   display: none;
  }
 </style>
</head>
<body class="ng-cloak">
<div ng-controller="MyController">
 root scope count:{{count}}
 <ul>
  <li ng-repeat="i in [1]" ng-controller="MyController">
   <button ng-click="$emit('MyEvent')">$emit("MyEvent")</button>
   <button ng-click="$broadcast('MyEvent')">$broadcast("MyEvent")</button>
   <br/>
   middle scope count:{{count}}
   <ul>
    <li ng-repeat="item in [1,2]" ng-controller="MyController">
     Leaf scope count:{{count}}
    </li>
   </ul>
  </li>
 </ul>
</div>
<script src="../angular-1.0.1.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">
 function MyController($scope) {
  $scope.count = 0;
  $scope.$on("MyEvent", function() {
   $scope.count++;
  });
 }
</script>
</body>
</html>

七、Scope Life Cycle（scope生命周期）

　　浏览器正常的事件流中，当浏览器接收到事件后，它会执行一个相应的javascript回调。一旦回调函数执行完毕后，浏览器将会重绘DOM，并返回到继续等待事件的状态。

　　当浏览器在angular执行环境外调用javascript代码时，这意味着angular是不知道model的改变的。要正确处理model的修改，这个命令必须通过使$apply方法进入angular执行环境。只有在$apply方法中的model变更，才会正确地被angular统计。例如，一个directive监听了DOM事件，例如ng-click，它必须在$apply方法中对表达式进行求值。

　　在对表达式求值之后，$apply方法执行一个$digest。在$digest阶段里，scope检查所有$watch监听的表达式，将现在的值与旧的值作比较。脏检查（dirty checking）是异步的。这意味着赋值语句（例如$scope.username=”angular”）将不会马上导致一个$watch被通知，反而，$watch的通知将会延迟到$digest阶段。这个延迟是必须的，因为它把多个model更新联合到一个$watch通知中，这保证了在$watch通知的过程中，没有其他$watch在执行。如果一个$watch改变了model的值，那么它将会强制增加一个$digest周期。

　　1) Creation（创建scope）

　　　　root scope是在应用启动的过程中，被$injector（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/AUTO.$injector）创建的。在模版linking的过程中，一些directive会创建新的child scope。

　　2) Watcher registration（注册watcher）

　　　　在模版linking过程中，directive在scope中注册$watch。这些watch将会被用作向DOM传播model的值。

　　3) Model mutation（Model变化）

　　　　为了让变化被正确地检测，我们需要将他们包裹在scope.$apply中。（angular API 已经隐式地做了这部操作，所以，当在controller中做同步的工作或者与$http或者$timeout一起做异步工作的时候，不需要额外的$apply调用）。

　　4) Mutation observation（变化监测）

　　　　在$apply的结尾，angular会在root scope执行一个$digest周期，这将会传播到所有child scope中。在$digest周期中，所有注册了$watch的表达式或者function都会被检查，判断model是否发生了改变，如果改变发生了，那么对应的$watch监听器将会被调用。

　　5) Scope destruction（scope销毁）

　　　　当child scope不再是必须的时候，child scope的产生者有责任通过scope.$destroy() API销毁它们（child scope）。这将会停止$digest的调用传播传播到child scope中，让被child scope model使用的内存可以被gc（garbage collector）回收。

1. Scopes and Directives

　　在编译阶段中，compiler依靠DOM模版匹配directive。directive通常可以分为两大类：

观察型directive（Observing directives），例如dobule-curly表达式{{expression}}，使用$watch方法注册监听器。无论什么时候，表达式（的值）发生改变，这类directive必须被通知，从而更新view。
监听型directive（Listener directive），例如ng-click，注册一个监听器到DOM中。当DOM的监听器触发时，directive会执行相关的表达式，并通过使用$apply方法更新视图。

　　当一个外部的事件（例如用户动作、timer或者XHR）被监听到，相关的expression必须通过$apply方法应用到scope中，让所有监听器能够正确地更新。

2. Directives that Create Scopes

　　在大多数的情况中，directive和scope是相互影响的，但不会创建新的scope实例。然而，一些directive（例如ng-controller和ng-repeat）会创建新scope，附加child scope到对应的DOM元素中。我们通过使用angular.element(aDomElement).scope()查看任意DOM元素的scope。

3. Controllers and Scopes

　　在以下的情况中，scope与controller是相互影响的：

1. controller使用scope暴露controller方法到模版中（查看ng-controller（http://code.angularjs.org/1.0.2/docs/api/ng.directive:ngController））。
2. controller定义方法（行为），可以改变model（scope上的属性）。
3. controller可能在model中注册watch。这些watch会在controller行为执行之后马上执行。

4. Scope $watch Performance Considerations（Scope $watch的性能考虑）

　　在angular中，为了检测属性的变化而对scope进行脏检测（Dirty checking），是一个普遍的操作。为此，这要求dirty checking函数必须是高效的。应小心dirty checking函数不要做任何DOM访问操作，因为DOM访问的速度比访问javascript对象属性的速度要慢好几个数量级。

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