5.3 作用域高级特性
前面介绍了AngularJS作用域的基本概念以及作用域原型继承机制，本节将介绍AngularJS作用域的一些高级特性，包括作用域属性监视、digest循环等。
5.3.1 $watch方法监视作用域
在使用AngulaJS框架编写应用时，我们经常需要做的一件事情就是对作用域中的属性进行监视，并对其发生的变化做出相应的处理。AngularJS为我们提供了一个非常方便的$watch()方法，可以帮助我们监视作用域中属性的变化。下面给出一个使用$watch()方法监视作用域属性变化的案例：
代码清单：ch05\ch05_05.html
<!doctype html>
<html ng-app="watchModule">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>ch05_05</title>
<script type="text/javascript" src="../angular-1.5.5/angular.js">
</script>
</head>
<body>
<input ng-model='name' type='text'/>
<div>change count: {{count}}</div>
<script>
angular.module（'watchModule', []）
.run（['$rootScope', function（$rootScope）{
$rootScope.count = 0;
$rootScope.name = ’江荣波’;
$rootScope.$watch（'name', function(){
$rootScope.count++;
}）
}]）;
</script>
</body>
</html>
这段代码非常简单，使用作用域对象的$watch()方法对$rootScope中的name属性进行监视，并在它发生变化的时候将$rootScope中的count属性值增加1。因此，每当我们对输入框中的内容进行一次修改时，界面显示的change count数值就会增加1。
在AngularJS内部，每当我们对ng-model绑定的name属性进行一次修改时，AngularJS内部的$digest循环就会运行一次，并在运行结束之后检查我们使用$watch()方法来监视的内容，如果和上一次进行$digest之前相比有了变化，就执行我们使用$watch()方法绑定的处理函数。
然而，我们在实际运用中常常不只是对一个原始类型的属性进行监视，如果读者还记得JavaScript语言中的6种数据类型，就一定会记得基本类型（数字、字符串）和引用类型的区别。对于基本类型，如果我们使用了一个赋值操作，这个基本类型变量就会“真正”被复制一次，然而对于引用类型，在进行赋值时，仅仅是将赋值的变量指向了这个引用类型。在AngularJS作用域对象的$watch()方法中，对基本类型和引用类型的操作有所不同。基本类型，就像我们上面的例子，没有什么特别之处，然而要对一个引用类型进行监视时，尤其是在实际运用中常见的数组对象，情况就不一样了。我们来看下面的例子：
代码清单：ch05\ch05_06.html
<! doctype html>
<html ng-app="watchModule">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>ch05_06</title>
<script type="text/javascript" src="../angular-1.5.5/angular.js">
</script>
</head>
<body>
<div ng-repeat='item in items'>
<input ng-model='item.value'/> <span>{{item.value}}</
span><br/><br/>
</div>
<div>change count: {{count}}</div>
<script>
angular.module（'watchModule', []）
.run（['$rootScope', function（$rootScope）{
$rootScope.count = 0;
$rootScope.items = [
{ "value": 1 },
{ "value": 2 },
{ "value": 3 },
{ "value": 4 }
]
$rootScope.$watch（'items', function(){
$rootScope.count++;
}）
}]）;
</script>
</body>
</html>
在浏览器中运行ch05_06.html页面，如图5.1所示。
图5.1 作用域监视案例
此时读者如果对上面4个文本框中内容进行修改，就会发现count值始终不变，这是怎么回事？难到$watch方法不起作用了吗？
正如前面提到的，$watch()方法在对待基本类型和引用类型时会有不同的处理方式，这需要首先介绍一下$watch()方法的第三个参数。在前面的例子中，我们知道，$watch()方法可以接收两个参数，第一个参数是需要监视的属性，第二个参数是在监视属性发生变化时需要回调的方法，实际上$watch()方法还能接收第三个参数，默认情况下参数值为false。
在默认情况下，即不显式指明第三个参数或者将其指明为false时，我们进行的监视叫作“引用监视”（reference watch），也就是说只要监视的对象引用没有发生变化，就不算它发生变化。
具体来说，在上面的例子中，只要是items数组的引用没有发生变化，就算items数组中的一些元素属性发生了变化，$watch()方法也不会执行回调方法。那么在什么时候算是引用发生了变化呢？比如说将一个新的数组newItems赋值给items，此时$watch才会认为监视的属性发生了变化，进而调用回调方法。
相反，将$watch()方法的第三个变量设置为true，此时进行的监视就叫作“全等监视”（equality watch）。此时只要监视的属性发生变化，$watch就会执行相应的回调方法。
读者可参考ch05_07.html案例，在$watch方法增加第三个参数值并设为true，在浏览器中预览就会发现只要任意一个文本框内容发生变化，count的值就会增加。
既然全等监视这么好，那么我们为什么不直接用全等监视呢？当然，任何事情都有好坏两个方面，全等监视固然好，但是在运行时需要先遍历整个监视对象，然后在每次$digest之前使用angular.copy()将整个对象深复制一遍，然后在运行之后用angular.equal()将前后的对象进行对比。上面例子中的items比较简单，因此可能在性能上不会有什么差别，但是到了实际生产环境时，我们要面对的数据千千万万，可能因为全等监视这一个设置就消耗大量的资源，让应用停滞不前。因此需要在使用时进行权衡，再决定究竟使用哪一种监视方式。
除了上面提到的两种方式之外，在angular1.1.4版本之后，新增加了一个$watchCollection()方法来针对数组（也就是集合）进行监视，它的性能介于全等监视和引用监视之间，即它并不会对数组中每一项的属性进行监视，但是可以对数组的项目增减做出反应。还是上面的例子，我们稍做修改，完整代码可参考ch05_08.html：
angular.module（'watchModule', []）
.run（['$rootScope', function（$rootScope）{
$rootScope.count = 0;
$rootScope.items = [
{ "value": 1 },
{ "value": 2 },
{ "value": 3 },
{ "value": 4 }
]
$rootScope.$watchCollection（'items', function(){
$rootScope.count++;
}）
}]）;
如上面的代码所示，把$watch()方法修改为$watchCollection()方法，如果改变了items[0]的value属性值，$watch()方法并不会做出反应，但是如果我们在items上push或者pop一个元素，$watch()方法就会执行回调方法了。
5.3.2 作用域监视解除
上一小节我们学习了AngularJS作用域监视机制，本小节介绍如何解除作用域监视。这需要我们关注一下$watch()方法的返回值，该方法调用完毕后返回另一个方法，我们只需调用返回的方法即可解除作用域监视。我们来看下面的例子：
代码清单：ch05\ch05_09.html
<!doctype html>
<html ng-app=”watchModule”>
<head>
<meta charset=”UTF-8”>
<title>ch05_09</title>
<script type=”text/javascript” src=”../angular-1.5.5/angular.js”>
</script>
</head>
<body>
<input ng-model='num' type='number'/>
<div>change count: {{count}}</div>
<script>
angular.module（'watchModule', []）
.run（['$rootScope', function（$rootScope）{
$rootScope.count = 0;
$rootScope.num = 100;
var unbindWatcher= $rootScope
.$watch（'num', function（newValue, oldVaule）{
if（newValue == 2）{
unbindWatcher();
}
$rootScope.count++;
}）
}]）;
</script>
</body>
</html>
在浏览器中运行ch05_09.html页面，效果如图5.2所示。
图5.2 作用域监视解除案例
在本案例中，最初文本框内容发生改变时count值会累加，当文本框值为2时，我们调用$watch()返回的方法unbindWatcher()解除了作用域监视，所以再次修改本文框内容时count值不再累加。
5.3.3 $apply方法与$digest循环
$apply与$digest是AngularJS中两个核心的概念，如果读者想深入研究AngularJS双向数据绑定实现原理，就必须先了解这两个概念，为了方便说明问题，我们先看下面的代码片段：
<input id="input" type="text" ng-model="name"/>
<div id="output">{{name}}</div>
当我们写下AngularJS表达式（例如{{name}}）时，AngularJS框架会在幕后为我们在$scope中设置一个watcher，用来在数据发生变化的时候更新View。这里的watcher和5.3.2小节中手动调用$watch方法添加的watcher是一样的：
$scope.$watch（'name', function（newValue, oldValue）{
//update the DOM with newValue
}）;
如上面的代码所示，$watch()方法的第二个参数是一个回调方法，该方法会在name属性的值发生变化的时候被调用。当name发生变化的时候，这个回调方法会被调用来更新View，这点不难理解，但是，还存在一个很重要的问题！AngularJS是如何知道什么时候要调用这个回调方法的呢？换句话说，AngularJS是如何知晓name属性发生了变化才调用了对应的回调方法呢？它会周期性地运行一个函数来检查scope模型中的数据是否发生了变化，这就是所谓的$digest循环。
在$digest循环中，watchers会被触发。当一个watcher被触发时，AngularJS会检测scope模型，如果它发生了变化，那么关联到该watcher的回调方法就会被调用。那么，$digest循环是在什么时候以各种方式开始的呢？
在调用了$scope.$digest()后，$digest循环就开始了。假设你在一个ng-click指令对应的事件处理方法中更改了scope中的一条数据，此时AngularJS会自动地通过调用$digest()来触发一轮$digest循环。当$digest循环开始后，它会触发每个watcher。这些watcher会检查scope中的当前属性值是否和上一次$digest循环时的属性值相同。如果不同，对应的回调方法就会被执行。调用该方法的结果就是View中的表达式内容被更新。除了ng-click指令，还有一些其他的AngularJS内置指令和服务来让我们能够更改模型数据（比如ng-model指令、$timeout服务等）和自动触发一次$digest循环。
除此之外，还有一个问题，在上面的例子中，AngularJS并不直接调用$digest()方法，而是调用$scope.$apply()，后者会调用$rootScope.$digest()。因此，一轮$digest循环在$rootScope开始，随后会访问所有子作用域中的watcher。
5.3.4 $apply与$digest应用实战
当AngularJS作用域中的模型数据发生变化时，AngularJS会自动触发$digest循环，从而达到自动更新视图的目的。但是在有些情况下，模型数据修改后需要我们手动调用$apply()方法来触发$digest循环，例如使用JavaScript的setTimeout()方法来更新一个模型数据，AngularJS框架就没有办法知道我们修改了什么，也就无法触发$digest循环了。下面的案例就能说明这种情况：
代码清单：ch05\ch05_10.html
<!doctype html>
<html ng-app=”msgModule”>
<head>
<meta charset=”UTF-8”>
<title>ch05_10</title>
<script type=”text/javascript” src=”../angular-1.5.5/angular.js”>
</script>
</head>
<body>
<div ng-controller=”MsgController”>
<div>
<button ng-click=”scheduleTask()">3秒后回显信息
</button>
</div>
<div>
{{message}}
</div>
</div>
<script>
angular.module（'msgModule', []）.controller（'MsgController',
function（$scope）{
$scope.scheduleTask = function() {
setTimeout（function() {
$scope.message = ’信息内容’;
console.log（'message='+$scope.message）;
}, 3000）;
}
}）;
</script>
</body>
</html>
如上面的代码所示，我们使用ng-click指令对按钮单击事件进行事件绑定，单击按钮时会调用scheduleTask()方法，在该方法中使用setTimeout()方法3s后设置message属性的内容。在浏览器中预览ch05_10.html页面，效果如图5.3所示。
图5.3 $digest循环无法触发案例
单击按钮3s后，控制台中输出信息，说明我们在作用域中添加message属性成功，但是页面中并没有回显任何内容，这种情况下AngularJS框架无法自动触发$digest循环，需要我们手动调用$apply()方法来触发$digest循环。$apply()方法接收一个方法作为参数。我们对上面的控制器代码进行修改，下面只列出关键代码片段，完整代码可参考ch05\ch05_11.html。
angular.module（'msgModule', []）.controller（'MsgController',
function（$scope）{
$scope.scheduleTask = function() {
setTimeout（function() {
$scope.$apply（function(){
$scope.message = ’信息内容’;
console.log（'message='+$scope.message）;
}）;
}, 3000）;
}
}）;
如上面的黑体代码所示，我们把修改作用域属性的代码移到一个匿名方法中，然后把该匿名方法作为$apply()方法的参数，这样就可以触发$digest循环了。在浏览器中预览ch05_11. html，效果如图5.4所示。
图5.4 调用$apply方法触发$digest实例
单击按钮，3秒过后，作用域中message属性内容已经能够回显到页面中，说明我们手动调用$apply()方法触发$digest循环成功。
5.3.5 $timeout与$interval服务介绍
在5.3.4小节中我们使用JavaScript的setTimeout()方法达到延迟执行某个方法的效果。JavaScript中还有一个与setTimeout()类似的方法setInterval()，作用是每隔一段时间调用一次特定的JavaScript方法。这两个方法都需要我们手动调用$apply()方法来触发$digest循环。
使用AngularJS内置的指令或服务通常不需要我们手动调用$apply()方法触发$digest循环，AngularJS为我们提供了两个实用的服务$timeout和$interval，功能和setTimeout()、setInterval()方法相同，使用这两个服务修改作用域属性时会自动触发$digest循环，我们可以对5.3.4小节的案例进行修改，使用$timeout服务实现，控制器代码如下，完整代码请参考ch05\ch05_12.html。
angular.module（'msgModule', []）.controller（'MsgController',
function（$scope, $timeout）{
$scope.scheduleTask = function() {
$timeout（function() {
$scope.message = ’信息内容’;
console.log（'message='+$scope.message）;
}, 3000）;
}
}）;
在浏览器中预览ch05_12.html，效果和5.3.4小节相同，$interval的使用方法和$timeout类似，这里不再赘述。