有关Angular 2.0的一切

Posted 2021-04-26 web前端开发

之前有人留言说，让我们发点关于Angular2.0的相关文章，今天上github上看到了一篇，转过来跟大家分享一下，文章内容讲的很细，大家可以细细品读，看完这篇文章，对Angular2.0有了总体认识了。

是不是对Angular的战略有疑问？来这里就对了。在接下来的这篇文章里，我会解释Angular 2.0的主要特性区域，以及每个变化背后的动机。每个部分之后，我将提供自己在设计过程中的意见和见解，包括我认为仍然需要改进设计的重要部分。

注意：本文所反映是2014年11月6日的状态记录。如果你在较长时间之后读到此文，请检查一下我设计上是否有所变更。

AngularJS 1.3

在开始讨论Angular的未来之前，我们先花点时间看看当前的版本。AngularJS 1.3是迄今为止最优的Angular版本，它是几周之前发布的。它提供了大量的bug修复，功能增强和性能提升。如果你正在使用Angular，会有升级的愿望。如果将要开始用Angular做新的项目，这也会是你想要使用的版本。这是一个强大而成熟的框架，已经摆在我们面前了。

评注

可能你现在会对AngularJS的未来有很多疑问。什么时候2.0会出来？1.x怎么办？会有从1.x到2.0的升级路径吗？AngularJS团队在回答这些问题上，可以做得更好一些，你应当鼓励他们这么做。我可以告诉你们的是，在Google内部，有1600个应用是基于Angular 1.2或者1.3构建的。所以，看起来Google对当前版本是会有很大兴趣的，也会需要支持它们一段时间。在中，Brad Green说在Angular 2.0的RTM版本发布之后，对Angular 1.3的支持会持续至少1.5-2年。我们也刚针对Angular 1.3的支持作了一些团队结构和领导的变更，即使是正在为Angular 2.0而努力，我们仍然保持了一个专有团队全职处理Angular 1.3。这个团队是由Pete Bacon Darwin领导的，我敢肯定你一定知道他在AngularJS上的丰富经验。我想要鼓励你们向Angular的引领者询问这些变化，并且一起设法完善官方的支持。

当2.0可用时，如果有人想要把Angular1.x的应用迁移到2.0，目前也没有什么可行的计划。我认为我们可以在这一块做些事。如果这对你来说也很重要，请大声说出来，当然要友善一点，但要让Angular团队知道这对你而言很重要，他们应当对此有所考虑，并且也有所规划。

Angular 2.0的动机

那么，你可能会想知道，为什么要做Angular 2.0呢？为什么一步跨到2.0，并且作了这么多不兼容变更？这一切都是很随意的吗？我能够处理少量变更，但我所听到的消息，在2.0中有很多较大的变更，它们真的合理吗？值得吗？

在深入特性细节之前，我很乐意花点时间来探讨一些较高层次的动机，关于2.0所带来的变化。我希望这能够对后续细节建立一个基本的认识，在此基础上可以作一些有意义的批评（其中有些我打算自己提供）。

性能

差不多五年前，当AngularJS刚创建出来的时候，它并不是给开发人员用的。它是一个工具，更倾向于给需要快速创建持久化html表单的设计人员用。随着时间推移，它作了改变以适应各种场景，开发人员也用它建造更多、更复杂的应用程序。Angular 1.x团队多年来一直努力增量化地改进设计，允许它适应现代Web应用程序需求的变更。然而，在所能做到的改进上，是有很大局限的，根源在于原始设计中的一些潜规则。很多这种限制，导致了当前的绑定与模板基础架构的性能问题。为了解决这些问题，需要新的策略。

变化的Web

从最初设想Angular所开始的五年中，Web有了明显的改变。比如说，5年前没有jQuery之类框架的帮助，是基本不可能建立一个合适的跨浏览器网站的。但是，当今的浏览器DOM实现不仅更加一致，而且这些实现更快了，也提供了与应用程序框架相关的新特性。

而且web还在继续变化……

虽然在过去几年中，发生了巨大的变化，但与未来1-3年相比，这些变化还是显得微不足道。在几个月内，ES6规范将定稿。如果我们觉得在2015年就能看到完全实现此规范的浏览器，并非不可能。今天的浏览器已经支持其中一些特性了，并且正在实现其他剩余部分。这意味着浏览器支持像module、class、lambda、generator之类东西。这些特性从根本上改变javascript的编程体验。但是，大的变化并不是只体现在JavaScript上，Web Components也喷薄欲出。术语Web Components通常是指四个相关的W3C规范：

• 自定义元素，允许通过自定义标签来扩展HTML

• HTML Imports，允许对各种资源的打包（HTML，CSS，JS等等）

• 模板元素，允许在一个文档中包含inert HTML

• Shadow DOM，允许对DOM和CSS的封装

通过组合这四种能力，web开发人员可以创建声明式的组件（自定义元素），并且是完全封装的（Shadow DOM）。这些组件可以描述它们自己的视图（模板元素），并且能很容易打包发布给其他开发人员（HTML Imports）。当这些规范在所有主流浏览器都可用的时候，我们就可能会看到开发人员的创造力爆发，作很多努力来创建可复用的组件，以解决常见问题，或者是弥补标准的HTML工具集所存在的不足（摘自）。今天，这已经变得可能，在Chrome和其他浏览器里，这些标准中有些已经实现，有些正在实现。未来显得很美好，对不对？只剩下一个问题了：当今的多数数据绑定框架尚未准备好应对这些。多数框架，包括Angular 1.x，包含一个数据绑定系统，它构建在一小部分已知的HTML元素和常用事件、行为的基础上。为了能让Angular开发人员享有Web Components，很需要有一个全新的数据绑定实现。

移动端

想想5年前……噢，计算的情景已经有了多么大的改变！现在到处都是手机和平板了！虽然Angular可以被用于创建移动应用，但它的理念并非为它们设计的。这包括了所有的东西，从我刚提到过的基本的性能问题，到它的路由的能力缺失，以及不能缓存预编译视图，甚至是过于普通的触摸支持。其中有些东西可以借助Angular 1.3来实现（比如说路由），但其余的需要根本的变更来修复。

易用性

老实说……AngularJS不是太容易学。是的，你选择了它，内心想着“这太美好，很简单，很魔幻！！！”然后开始建立自己的应用，发觉变成“TMD这什么啊！！？？我不懂！！！”这种事我听得多了，甚至还有个用来描述它。如此种种，还是回头看看这个库最初的设计意图吧。比如，最开始是没有自定义指令的，它们都是硬编码的，然后，就有了一个用于添加指令的API。最开始是没有控制器的，然后……你懂的。这种绑死的特性，很多成为了现在的核心理念，导致了API的不优雅。如果Angular真想变的易学易用，那么，从一开始，它就必须对自己的核心特性有清晰的认识。对一个框架而言，如果把指令和控制器当作初始设计的一部分，肯定要比后面逐步拼凑起来要好几个数量级。

小结

了解了Angular的设计起源，以及Web和通用计算情景的逐步变化，很明显需要作一些变更了。事实上，如果不开始解决这些问题，Angular很可能在一年内就有被淘汰的风险。一个框架，如果没法跟Web Components协作，在移动端上一塌糊涂，还继续推进自己的非标准的module和class API，离死也不远了。Angular团队对这些问题的回答是一个新版本：Angular 2.0。它本质上是为了现代Web而对AngularJS的重新想象，并且融合过去五年所得到的各种认识。

评注

尽管我尚未涉及详细的部分，你已经可以发现AngularJS 2.0是与1.x大为不同的了。可能有人会问，这还是不是同一个框架了？我觉得这是个好问题。我之前提到，我认为Angular团队需要提供对1.x支持的具体时间表，到2.0的迁移路径，以及给企业一些指引，供当前决策或者是想要升级为2.0的计划用。对于充满技术思维的Angular团队来说，这可能是很无趣的任务，但我认为它们对社区而言，是有必要的，有帮助的，也是一种尊重。

Angular 2.0的特性与设计

现在，你已经对创建Angular 2.0的动机有了一点相关背景了，我们来看看一些关键的特性区域。

AtScript

AtScript是一门语言，它是ES6的超集，被用来编写Angular 2.0。它使用TypeScript的类型语法来表达可选类型，这可以用来做运行时的类型推断，而不是编译时的检测。它也使用了元数据注解来扩展语言。这里有一个示例，有些AtScript代码就长这样：

import {Component} from 'angular';import {Server} from './server';

@Component({selector: 'foo'})export class MyComponent {  constructor(server:Server) {      this.server = server;
  }
}

在这里，我们在基线ES6代码上添加了一些AtScript附属物。示例顶部的import语句和class语法是直接从ES6里来的，没什么特别的，但是，看一下构造函数，注意server参数指定了一个类型。在AtScript中，这个类型是用于生成运行时类型推断的，引用也会存在于已知的位置，这样，一个框架，比如说依赖注入框架，可以定位到类型信息，并且使用它。也注意一下class定义上面的语法，这是一个元数据注解。组件是一个普通的类，跟其他的一样。当你使用注解来装饰一个东西的时候，编译器会生成代码，初始化注解，并且储存在一个具体的位置，这样它可以被像Angular这样的框架访问到。考虑到这一点，这就是上面的代码转译成ES6语法之后的结果：

import * as rtts from 'rtts';import {Component} from 'angular';import {Server} from './server';export class MyComponent {  constructor(server) {      rtts.types(server, Server);      this.server = server;
  }
}MyComponent.parameters = [{is:Server}];MyComponent.annotate = [  new Component({selector: 'foo'})
];

RTTS的意思是运行时类型系统（RunTime Type System），这是一个小型的关于运行时类型检测的推断库。在此，编译器插入一些代码，以便把server变量推断为类型Server。你也可以编写自定义的类型推断以使用结构化类型，或者使用临时的类型规则。当部署到生产的时候，编译器可以省略这些推断以提高性能。

一个好的事情是，与类型推断相独立，类型注解和元数据注解是能够被跟踪到的。所有这些注解会被翻译成非常简单的ES5兼容数据结构，存储在MyComponent函数自身上。这使得任意框架或者库都能很容易发现这些元数据并且使用它们。多年来，这已经在像.NET和Java这样的平台上被证明是很方便的工具。它也和Ruby的元编程功能有一些相似之处。实际上，当跟一个库组合的时候，注解可以被用于做元编程，Angular 2.0就是借此简化指令的创建的。稍后将进行更详细的讨论。

评注

我个人是喜欢AtScript的，但我已经是一个TypeScript的爱好者了，所以你可能会说我是有前提条件的。我知道有些开发人员抵制在JavaScript中加入类型，我没法责怪他们。我自己已经在类型系统上有过相当广泛的经验了，有些是好的，有些不好。AtScript有个有意思的地方，你可以只把类型语法当成向其他库提供元数据的某种简单方式，而完全不用它来作类型检测。我觉得AtScript最强大的特性之一是，在运行时拥有类型和元数据信息，可供框架利用，或者是在自己的元编程中使用。如果也加上这种特性的话，我是不会感到惊讶的。

也就是说，我持有保留意见。

我很乐于看到AtScript变得更正式些，我意思是说，我认为它应当从Angular团队自身中释放出来，它应当有自己的发言权，Angular作为它的一个重要客户。应当至少有几个开发人员全职围绕AtScript工作，实现功能，修复bug，提升代码生成，构建工具等等，同时也应当有一个长期支持计划。当一个开发人员或者团队选择一种语言来编写他们应用的时候，他们所作出的是一种重大投资。我乐于看到Google能够为了未来，在AtScript上作出相当的投资。

关于AtScript，还有另外个问题，是跟Dart相关的。Dart是Google开发的另一种语言。它跟某种简单的解释性语言有所不同，是因为它有自己的运行时和基础类库。结果就是，Dart拥有自己的API，用于DOM处理，集合，事件，正则表达式等等。这些API在它们自己的领域中都很优秀，但跟已有的JavaScript代码不兼容。由于这种阻抗不匹配，Dart和外界的任何通讯都必须通过一个特殊的编组API来完成。所以，虽然从技术上可以调用现有的JavaScript库，一般来说不太实用。对AngularJS来说，性能上的损耗将是不可接受的。所以，Google创建了Angular Dart，一种用Dart重新思考过的AngularJS版本。

问题解决了……好吧，可能没有。

现在，就有了两个Angular的版本，要在里面修改bug，实现新特性，发布，等等，使用不同的语言编写，由不同的团队维护。所以，解决了一个问题，却带来了更多问题。

现在你可能有疑问了：这跟AtScript有什么关系呢？

Angular 2.0的想法是把Angular和Angular Dart统一起来。一个团队在一个代码库上工作，要比两个团队在两个代码库上工作好多了。AtScript能在这个事情上起作用，因为它是在上面实现的，这个东西可扩展性很好。所以，Angular团队能够用AtScript编译出JavaScript和Dart两个版本。

太棒了！那么，问题在哪里呢？

记得我提到过Dart在DOM之类的东西上有不同的对象模型，这些东西就不是简单转译代码所能解决的了。因此，Angular 2.0的构建过程实际上就会复杂一些了。当开发Angular的时候，必须创建不同的门面（facade）以屏蔽JavaScript和Dart之间的API差异。然后编译器使用对应的门面来编译成每种指定的语言。这个事情在技术上肯定是令人印象深刻了，但是，却大大提高了想要转向Angular 2.0的准入门槛。值得注意的是，这方面的发展还处于试验阶段，这个问题可能会有其他的解决方案。我知道你们中的很多人已经转向了Angular，并且很珍惜这种经验。Angular团队也很珍惜它们，我们正在深度思考如何去改进这些，不过，到目前为止，还不是很理想。

注意：Angular 2.0是使用AtScript编写的，但这并不意味着你就需要用AtScript编写你的应用，或者为了使用Angular 2.0，要学AtScript的什么东西。你可以很轻松地使用TypeScript，ES6，ES5，CoffeeScript……随便什么喜欢的东西来写。目前来说，如果利用AtScript的话，能够获得最佳的Angular体验，因为它能够从语言原语自动生成元数据，不过，最终它还是会翻译成简单的ES5。最终的ES5在概念上某种程度类似于Angular 1.x里面的DDO对象，但在此情况下，它是被生成给任意JavaScript函数使用的，而不是某种指令相关的技术，需要用特殊的注册API来编写。

依赖注入

Angular 1.x的核心特性之一是依赖注入（DI，Dependency Injection）。通过DI，你可以很容易地在软件开发过程中遵循“分而治之”的实践。复杂的问题可以根据其角色和职责进行概念化，然后表示成对象，共同协作以完成最终目标。使用这种方式解构的大型（或者小型）系统可以通过使用DI框架在运行时进行组装。这种系统通常是容易测试的，因为结果的设计更加模块化，也允许了更容易的组件隔离。当然，这一切在Angular 1.x中都是可以的，不过有一些问题。

困扰1.x DI实现的第一个问题是由压缩（minification）引起的。鉴于DI依赖于从函数解析参数名，本质上是把它们当作字符串令牌，而在压缩过程中，这些名称会被改变，就不再匹配于注册的服务、控制器和其他组件了。结果就是应用挂了。为了使得DI对压缩友好，添加了一个API，但它缺乏原始的优雅。在.NET和Java的世界中，先进的服务端DI框架里存在更多特性，1.x的实现主要就缺乏这些东西。欠缺的特性导致开发人员受到约束，两个大的例子是：生命周期/作用域的控制，以及子注射器。

注解

通过AtScript，我们引入了一种广义的将元数据附加到任意函数的机制。同时，AtScript元数据格式是不怕压缩的，也容易使用ES5手工编写。这使得它能够出色地支撑一个DI库，提供其所需要用于构造对象实例的信息。不必见怪，这就是新DI的运作方式。

当DI需要实例化一个类（或者调用一个函数）的时候，会检测一下，看看它上面有没有带附属的元数据。回顾一下上面从AtScript转译出来的代码：

MyComponent.parameters = [{is:Server}];

如果新DI发现了parameters值，会用它来判断将要尝试调用的函数的依赖项。在本例中，它可以得知仅有一个类型为Server的参数。所以它会获取一个Server的实例，并且在调用这个函数之前传进去。你也可以显式提供一个特定的Inject注解给DI用，这会覆盖parameter数据。如果你在使用一种不能自动生成parameter元数据的语言，也很容易支持，下面就是用原生ES5代码写的样子：

MyComponent.annotate = [new Inject(Server)];

这个的运行时效果跟parameter数据是一样的。值得注意的是，你可以使用任意东西当作注入令牌，所以可以这样：

MyComponent.annotate = [new Inject('my-string-token')];

只要你在DI上配置过能映射到'my-string-token'的东西，它就能运行。也就是说，推荐的使用方式是通过构造函数的实例，正如我之前所有的例子所示。

实例作用域

在Angular 1.x中，DI容器中的所有实例都是单例。在Angular 2.0中，默认也是这样。为了获得不同的行为，你需要使用Service，Provider，Constant等等。那都挺容易让人迷惑的。幸运的是，新DI拥有一个新的，更通用，更强大的特性。它现在有实例作用域控制了。所以，如果你希望每次请求的时候，DI都创建一个类的新实例，可以这么做：

@TransientScopeexport class MyClass { ... }

当你组合子注射器来创建自己的作用域标识符的时候，这会更加强大……

子注射器

子注射器是一个主要的新特性。子注射器从其父项那里继承到所有父项的服务，但能够在子级别上覆盖它们。当它与作用域标识符组合使用的时候，你可以很轻松地在系统中调用到特定类型的对象，这些对象应当在不同作用域中被覆盖，这非常强大。新的路由有一个“子路由”的功能，就是使用它的一个例子。在内部，每个子路由创建自己的子注射器，这使得路由的每个部分能够从父路由继承服务，或者在不同的导航场景中覆盖这些服务。

注意：自定义作用域和子注射器会被认为是对注射器的中高级用法。我不希望太多的应用代码用到它。但是，既然它在Angular的内部被使用到了，如果你需要类似功能，也可以用。

更多……

在新DI中，还有一些其他特性，比如provider（自定义函数，用于提供一个注入值），懒注入（指定你所期望注入的东西，但又不立即需要，稍后才要），还有基于promise的异步注入（注入一个promise，可以从中获取异步的依赖项）。

评注

从个人角度，我非常喜欢新DI。我又有偏见了，因为我用DI好多年了，在我创建的其他UI框架中，它也是核心组件。新DI在Angular 2.0中扮演了很重要的角色，像子注射器等功能带来了巨大的变更。现在这个功能有了，它能够被模板引擎和路由利用，这两者都有创建作用域和隔离不同服务的需求。

然后我们就来到了一个从Angular中移除的重要特性：$scope。不过，虽然$scope自身被移除了，它的有些特性还在。这些特性被作为此设计的一个部分，重新换了个位置，也有所提升。你可能会被$scope的缺失搞得措手不及，但新的设计既简化了Angular内部的东西，也简化了提供给你，开发人员的东西。我提到这些，是因为DI的有些新功能，比如说子注射器，与$scope中之前的一些功能重叠了。在这个情况下，我认为新DI系统拿出来的是一个更好的解决方案。它更加通用，所以不但能解决Angular的内部需求，还给你们开放了很多种可能性。

不幸的是，玫瑰带着刺。我们来讨论下一些其他问题。在Angular 1.x中，还有个相关功能我没有提到：module，你可能想知道它的位置在哪。Angular 2.0的方案是吸收ES6中关于module的标准。在Angular的之前版本中，处理模块的方式是Angular特有的方式。五年前，当Angular刚开始构思时，并没有用于完成此事的标准方式。今天，事情不同了，已经有了一个明确路径。这当然是一种不兼容升级，如果有人要作迁移的话，需要对代码重新作点调整。要作这么一种不兼容变更，是很恶心，但这就是Web的变化影响框架的一个实例，如果这事现在不解决，2.0将面临被边缘化的风险。

关于DI，还有另外一个坑，特别是如果你在用ES5写代码的话。Angular 2.0依托作为元数据的注解，支持了基于类的设计。类和注解的语法在ES5中并不太好，事实上，ES5压根就没这些语法。你可以使用原型之类来表示一切，但就没有AtScript甚至ES6或者TypeScript那么清晰了，它们可是有类和静态的类成员的。我想知道能不能为不准备迁移到ES6的开发人员做点什么，也许是一个简单的可选降级库，给出一种简单的方式来创建带元数据的类？可能会类似于Angular 1.x中的DDO对象，但是更通用，这样能创建任意的类和元数据。我很想听听你对这个想法的意见，或者其他可能会解决ES5开发问题或对迁移能有所提升的主意。

未完~