什么是 Zone ?

或許你聽說過 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？今天我們單獨寫一篇文章聊聊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 是一個跨多個異步任務(wù)的執(zhí)行上下文。一句話總結(jié)來說，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

下面我們將通過一個示例來展示它的能力，并簡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>

這是一個簡單的 HTML 頁面。頁面加載時會給第一個按鈕添加點擊事件，其點擊事件函數(shù)的功能是給第二個按鈕添加點擊事件，而第二個按鈕的點擊事件函數(shù)功能是拋出一個異常。我們依次點擊第一個按鈕和第二個按鈕，控制臺顯示如下：

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

zone.js啟動

但是如果我們通過zone.js啟動運(yùn)行代碼，控制臺輸出會有什么不同呢，我們先調(diào)整啟動代碼：

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

此時控制臺輸出如下：

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)

通過對比我們知道：不引入zone.js時，我們通過錯誤調(diào)用棧僅僅能夠知道，異常是由按鈕2的點擊函數(shù)拋出。而引入了zone.js后，我們不僅知道異常是由按鈕2的點擊函數(shù)拋出，還知道它的點擊函數(shù)是由按鈕1的點擊函數(shù)綁定的，甚至能夠知道最開始的應(yīng)用啟動是main函數(shù)觸發(fā)。這種能夠持續(xù)追蹤多個異步任務(wù)的能力在大型復(fù)雜項目中異常重要，現(xiàn)在我們來看zone.js是如何做到的吧。

zone.js接管了瀏覽器提供的異步 API，比如點擊事件、計時器等等。也正是因為這樣，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?，F(xiàn)在我們拿點擊事件舉例，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)，另外一個就是為每個點擊函數(shù)安排了一個事件任務(wù)，這也是zone.js對異步 API 有強(qiáng)大介入能力的重要因素。

現(xiàn)在我們再回到本文開頭的示例中，看看控制臺為什么能夠輸出完整的完整的函數(shù)調(diào)用棧。剛剛我們分析過了makeAddListener函數(shù)，其中提到它為每個點擊函數(shù)安排了一個事件任務(wù)，也就是zone.scheduleEventTask函數(shù)的執(zhí)行。這個安排事件任務(wù)函數(shù)最終其實執(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;
}

文章開頭控制臺輸出的完整的函數(shù)調(diào)用棧，存儲在currentTask.data[creationTrace]里面，它是一個由LongStackTrace實例組成的數(shù)組。每次有異步任務(wù)發(fā)生時，onScheduleTask函數(shù)便把當(dāng)前函數(shù)調(diào)用棧存儲記錄下來，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調(diào)用棧是如何得來的了。

本文分析的只是zone.js能力的一個示例，如果你希望了解更多功能可以參閱官方文檔。通過這個示例，希望讀者能對zone.js有一個大概的認(rèn)識，因為它也是 Angular 變更檢測不可或缺的基石，更多關(guān)于Angular異步執(zhí)行zone的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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