angularjs源码分析之：angularjs执行流程

angularjs用了快一个月了，最难的不是代码本身，而是学会怎么用angular的思路思考问题。其中涉及到很多概念，比如：directive，controller，service，compile，link，scope，isolate scope，双向绑定，mvvm等。最近准备把这些都慢慢搞懂，分析源码并贴到博客园，如有分析不对的地方，还望各位包容并指正。

angularjs源码分析之：angularjs执行流程

先上个大图，有个大概印象,注：angularjs的版本为：1.2.1，通过bower install angularjs安装的。

几个重要方法

  bindJQuery();

  publishExternalAPI(angular);

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

20121行，bindJQuery，尝试绑定jQuery对象，如果没有则采用内置的jqLite

20123行，publishExternalAPI，初始化angular环境。

1820-1848行，把一些基础api挂载到angular上，如：extend，forEach，isFunction等。

1850行，angularModule = setupModuleLoader(window);  此方法为模块加载器，在angular上添加了module方法，最后返回的实质上是：

angular.module = function module(name,require,configFn);

当我们angular.module('myApp'),只传一个参数，为getter操作,返回moduleInstance

当我们angular.module('myApp',[]) 时返回对象moduleInstance

var moduleInstance = {
          // Private state
          _invokeQueue: invokeQueue,
          _runBlocks: runBlocks,
          requires: requires,
          name: name,
          provider: invokeLater('$provide', 'provider'),
          factory: invokeLater('$provide', 'factory'),
          service: invokeLater('$provide', 'service'),
          value: invokeLater('$provide', 'value'),
          constant: invokeLater('$provide', 'constant', 'unshift'),
          animation: invokeLater('$animateProvider', 'register'),
          filter: invokeLater('$filterProvider', 'register'),
          controller: invokeLater('$controllerProvider', 'register'),
          directive: invokeLater('$compileProvider', 'directive'),
          config: config,
          run: function(block) {
            runBlocks.push(block);
            return this;
          }
}

因为这样，我们才可以链式操作 ，如：  .factory().controller().

这里需要重点提到两个函数：ensure 和 invokeLater。

通过ensure(obj,nam,factory)可以实现：先检索obj.name,如果有就是getter操作，否则为setter操作。

此机制完成了在windows对象上声明angular属性，在angular对象上声明module属性。

通过invokeLater可以返回一个闭包，当调用config，provider（即moduleInstance返回的那些api）调用时，实质上就是调用这个闭包，拿

app.provider('myprovider',['$window',function($window){ //code}]) 举例，此api调用后，会将：

('$provide','provider',['$window',function($window){}]) push进invokeQueue数组中，注意此处只是入队操作，并未执行。在后面执行时，实际上市通过 第一个参数调用第二个参数方法名，把第三个参数当变量传入，即：args[0][args[1]].apply(args[0],args[2]);具体后面会分析到。

注意：上面提到api，run比较特殊，只把block放入到runBlock中，并没有放入invokeQueue中。

20125，domready后调用angularInit

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*([\w\d_]+);?)?\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] : []);
  }
}

遍历names，通过document.getElementById(name) 或者是 querySelectorAll(name)检索到 element后存入 elements数组中，最后获取到appElement以及module。举个例子：我们一般会在文档开始的html标签上写 ng-app="myApp".通过以上方法，我们最后可以得到 名为myApp的module，后调用bootstrap(appElement,[module]);

bootstrap中需要重点关注 doBootstrap方法

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);
    }
    //通过上面分析我们知道此时 modules 暂时是这样的： modules = ['myApp'];
    modules = modules || [];
    //添加$provide这个数组
    modules.unshift(['$provide', function($provide) {
      $provide.value('$rootElement', element);
    }]);
    //添加 ng这个 module ,注意：1857行  我们注册过ng 这个module，并在1854行 我们注册过 它的依赖模块'ngLocale'，

    //angularModule('ngLocale', []).provider('$locale', $LocaleProvider); 我们注册过ngLocale这个module

    modules.unshift('ng');
    //调用createInjector(module) 此时：module为：
    //['ng',['$provide',function(){}],'myApp']  两个type为string，一个为array
    var injector = createInjector(modules);
    injector.invoke(['$rootScope', '$rootElement', '$compile', '$injector', '$animate',
       function(scope, element, compile, injector, animate) {
        scope.$apply(function() {
          element.data('$injector', injector);
          compile(element)(scope);
        });
      }]
    );
    return injector;
  };

createInjector是重点，拿出来单独分析

function createInjector(modulesToLoad) {
  var INSTANTIATING = {},
      providerSuffix = 'Provider',
      path = [],
      loadedModules = new HashMap(),
      providerCache = {
        $provide: {
            provider: supportObject(provider),
            factory: supportObject(factory),
            service: supportObject(service),
            value: supportObject(value),
            constant: supportObject(constant),
            decorator: decorator
          }
      },
      providerInjector = (providerCache.$injector =
          createInternalInjector(providerCache, function() {
            throw $injectorMinErr('unpr', "Unknown provider: {0}", path.join(' <- '));
          })),
      instanceCache = {},
      instanceInjector = (instanceCache.$injector =
          createInternalInjector(instanceCache, function(servicename) {
            var provider = providerInjector.get(servicename + providerSuffix);
            return instanceInjector.invoke(provider.$get, provider);
          }));

  forEach(loadModules(modulesToLoad), function(fn) { instanceInjector.invoke(fn || noop); });

  return instanceInjector;
  /**
  ...省略若干
  **/

* 主要是四个变量：

providerCache,providerInjector,instanceCache,instancheInjector

providerCache初始化只有一个对象 providerCache = { $provide:{}} ,紧接着调用createInternalInjector 方法返回一个若干重两级api（annotate，get等）赋值给providerCache.$injector 以及provoderInjector.则结果就变成这样了：

providerCache = {
        $provide: {
            provider: supportObject(provider),
            factory: supportObject(factory),
            service: supportObject(service),
            value: supportObject(value),
            constant: supportObject(constant),
            decorator: decorator
          }
      },
      $injector:{
          get:getService,
          annotate:annotate,
          instantiate:instantiate,
          invoke:invoke,
          has:has
      }
}

而providerInjector变成了这样：

providerInjector：{
      nvoke: invoke,
      instantiate: instantiate,
      get: getService,
      annotate: annotate,
      has: has
}

同样，instanceCache和instanceInjector变成：

instanceCache：{
      $injector:{
          invoke: invoke,
          instantiate: instantiate,
          get: getService,
          annotate: annotate,
          has: has
      }
}

instanceInjector = {
      invoke: invoke,
      instantiate: instantiate,
      get: getService,
      annotate: annotate,
      has: has
}

* 两个重要方法：

loadModules，createInternalInjector

function loadModules(modulesToLoad){
    //刚才说了，modulesToLoad长这样：['ng',['$provider',function(){}], 'myApp']
    forEach(modulesToLoad, function(module) {
        if (isString(module)) {
             // module为字符串时进入此判断。
　　　　　　　moduleFn = angularModule(module);
            //迭代，把所有依赖模块的runBlocks都取出
            runBlocks = runBlocks.concat(loadModules(moduleFn.requires)).concat(moduleFn._runBlocks);
            //前面已经提到，每个module下有个_invokeQueue存了一堆controller，service之类东西，现在就可以遍历拿出来运行啦
            for(invokeQueue = moduleFn._invokeQueue, i = 0, ii = invokeQueue.length; i < ii; i++) {
                //还记得我刚才说了具体怎么调用的把：第一个参数调用名为第二个参数的方法，传入第三个参数
                var invokeArgs = invokeQueue[i],
                    provider = providerInjector.get(invokeArgs[0]);
                provider[invokeArgs[1]].apply(provider, invokeArgs[2]);
            }
        }else if(isFunction(module)){
            //这个我还没找到…………
        }else if(isArray(module)){
             //这里就是第二参数的情形了，用invoke方法执行后将结果存到runBlocks
            runBlocks.push(providerInjector.invoke(module));
        }
    }
    return runBlocks;
}

重量级函数createInternalInjector 闪亮登场,正是因为有这个函数，才能实现那么优雅的DI。

function createInternalInjector (){

    function getService(serviceName) {};

    function invoke(fn, self, locals){};

    function instantiate(Type, locals) {};

    return {
      invoke: invoke,
      instantiate: instantiate,
      get: getService,
      annotate: annotate,
      has: function(name) {
        //
      }
    };
}

这么重要的函数实际上是一个工厂，最后返回五个方法。下面一一分析：

* annotate，只获取依赖注入列表

function annotate(fn) {
  var $inject,
      fnText,
      argDecl,
      last;

  if (typeof fn == 'function') {
    if (!($inject = fn.$inject)) {
      $inject = [];
      if (fn.length) {
        fnText = fn.toString().replace(STRIP_COMMENTS, '');
        argDecl = fnText.match(FN_ARGS);
        forEach(argDecl[1].split(FN_ARG_SPLIT), function(arg){
          arg.replace(FN_ARG, function(all, underscore, name){
            $inject.push(name);
          });
        });
      }
      fn.$inject = $inject;
    }
  } else if (isArray(fn)) {
    last = fn.length - 1;
    assertArgFn(fn[last], 'fn');
    $inject = fn.slice(0, last);
  } else {
    assertArgFn(fn, 'fn', true);
  }
  return $inject;
}

传参有两种形式，1.annotate(fn(injectName)) 以及 2.annotate([injectName,function(){}]).分别进入代码中的两个判断，如果是只传了fn,且fn有参数，则利用

fn.toString返回函数体本身，再通过正则取出injectName数组添加到fn.$inject上。 如果通过第二方式调用，取出所有$inject数组

* invoke,通过annoate取出依赖注入，将依赖注入为参数调用函数体。如：xx.invoke(function($window){});

function invoke(fn, self, locals){
      var args = [],
          $inject = annotate(fn),
          length, i,
          key;

      for(i = 0, length = $inject.length; i < length; i++) {
        key = $inject[i];
        if (typeof key !== 'string') {
          throw $injectorMinErr('itkn',
                  'Incorrect injection token! Expected service name as string, got {0}', key);
        }
        args.push(
          locals && locals.hasOwnProperty(key)
          ? locals[key]
          : getService(key)
        );
    //省略若干
    //switch做了优化处理，罗列了一些常见的参数个数
   switch (self ? -1 : args.length) {
        case  0: return fn();
        //省略若干
}

* instantiate  此函数比较特殊，也比较有用，但一般不直接用，隐藏较深。

我们考虑这样一种情况，一般较创建的写法。

app.provider('myProvider',function(){ 
    //do something
    this.$get = function(){
        return obj;
    }
});

假如我们想要在angular中用一些设计模式，我们换一种写法：

app.provider('myProvider',myProvider);

function myProvider(){
   BaseClass.apply(this,arguments);
}
unit.inherits(BaseClass,myProvider);
extend(myProvider,{
   $get:function(){
        return something
   }
});

这样也可以实现我们需要的，而且可扩展。但如果我们没有了解过instantiate这个方法，你看到此写法会觉得疑惑不解。

instantiate(Type,locals)方法创建了一个空的构造函数，并继承自传入的Type，然后实例化得到instance,最后在调用invoke函数。

万事俱备，只欠东风

做了这么多准备，各种provider也有了，我们需要在页面上展示效果了

injector.invoke(['$rootScope', '$rootElement', '$compile', '$injector', '$animate',
       function(scope, element, compile, injector, animate) {
        scope.$apply(function() {
          element.data('$injector', injector);
          compile(element)(scope);
        });
      }]
    );

通过$apply将作用域转入angular作用域，所谓angular作用域是指：angular采用dirity-check方式进行检测，达到双向绑定。

再利用compile函数编译整个页面文档，识别出directive，按照优先级排序，执行他们的compilie函数，最后返回link function的结合。通过scope与模板连接起来，形成一个即时，双向绑定。这个过程后续再分析。

到此，执行流程也就都出来了。