Angular 4官方文档(一)【架构】

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初识 Angular 之(一)架构

Angular 是一个构建客户端应用的框架。它使用 HTML 和 JavaScript 或者可以被编译成 JavaScript(比如 TypeScript) 的语言。

Angular 框架由多个库文件(libraries)组成。其中, 有些是核心库,有些则是可选的。

Angular 应用是这样写的:编写有 Augular 的指令的 HTML 模板(templates),编写组件类(component classes)来管理这些模板,在服务(services)中添加应用逻辑, 再把这些组件和服务封装在模块(modules)中。

然后,通过引导 根模块(root module) 来启动这个应用。Angular 接管应用程序,在浏览器中展示应用的内容,同时根据提供的指令来响应用户的交互行为。

当然,Angular 框架远不止上面提到的内容。 你将在后面学到更多细节。现在,先关注框架的整体的架构。

1.Modules 模块

Angular 应用是模块化的,并且 Angular 有自己的模块化系统,叫做 NgModules.

Angular模块(NgModules) 很重要。这里会介绍模块(Modules),在 NgModules 章节会深入讲解模块与Angular模块(NgModules)。

每一个 Angular 应用至少有一个 NgModules 类,即根模块( root module),通常命名为 AppModule.

小的应用也许只有根模块这一个模块。大部分应用有许多 特性模块(feature modules)。每一个特性模块都是一段紧密结合的代码块,专注于一个应用领域,工作流程或者一组密切关联的功能。

一个 NgModule, 无论是根模块还是特性模块,都是一个带有 @NgModule 装饰器( decorator)的类。

装饰器是一种函数,它能够修改 JavaScript 类。Angular 有许多装饰器。它们把元数据(metadata)附加到类中,这样 Angular 就知道这些类有什么含义 以及它们应该如何工作。

@NgModule 是一个装饰器函数,它有一个元数据(metadata)对象。这个对象的属性(properties)用于修饰这个模块。主要属性有以下这5个:

1) declarations: 从属于这个模块的视图类( view classes)。Angular 有3种视图类:组件(components), 指令(directives) 以及管道(pipes)

2) exports: declarations 的子集,在其他模块的组件模板中可见以及可用的视图类(即暴露给其他模块用的视图类)。

3) imports: 在这个模块的组件模板中需要使用到的类所在的其它模块(即依赖的其他模块)。

4) providers: 服务(service)的创建者,这个模块将这些服务添加到整个全局服务集合中。这些服务在整个应用中可用。

5) bootstrap: 应用的主视图,称作根组件(root component), 存储着应用其他的视图。只有根模块(root modul)需要设置这个属性。

以下是一个根模块示例:

src/app/app.module.ts

import { NgModule } from '@angular/core';
import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';
@NgModule({
  imports:      [ BrowserModule ],
  providers:    [ Logger ],
  declarations: [ AppComponent ],
  exports:      [ AppComponent ],
  bootstrap:    [ AppComponent ]
})
export class AppModule { }

这里导出 AppComponent 只是为了演示如何导出的,在这个例子中不是必须的。根模块不需要导出任何东西,因为其他组件不需要导入这个根模块。

通过引导根模块来启动一个应用程序。在开发期间中,你很可能在 main.ts 文件中像这样引导 AppModule:

src/main.ts

import { platformBrowserDynamic } from '@angular/platform-browser-dynamic';
import { AppModule } from './app/app.module';

platformBrowserDynamic().bootstrapModule(AppModule);

1.1 Angular模块(NgModules) vs. JavaScript 模块

Angular模块(NgModule) 是由 @NgModule 修饰的类,它是 Angular 的基本特性。

JavaScript 也有自己的用于管理 JavaScript 对象集合的模块系统。它与 NgModule 模块系统完全不同且毫不相关。

在 JavaScript 中,每个文件都是一个模块,所有定义在这个文件中的对象都从属于这个模块。模块使用关键字 export 把它的某些对象声明为公开的对象。JavaScript 模块使用 import 声明语句 从其他模块中引用这些公开的对象。

这是两种不同但互补的模块系统,在你的应用中都将会使用到。

1.2 Angular 库(Angular libraries)

Angular 以 一系列的JavaScript 模块的形式推出市场。你可以把他们当做库模块。

每一个 Angular 库的名字都带有 @angular 前缀。

通过 npm 包管理工具安装这些库,通过 JavaScript 的 import 声明语句来导入他们中的部分内容。

比如,从 @angular/core 库模块中导入 Angular 的 Component 装饰器:

import { Component } from '@angular/core';

也可以使用 JavaScript 的 import 声明语句 来从 Angular 库模块中导入Angular模块(NgModules):

import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';

在之前的 根模块示例中,应用的模块需要使用 BrowserModule 里的素材。为了访问到这些素材,需要把 BrowserModule 添加到 @NgModule 的元数据中:

imports: [ BrowserModule ]

这样,同时使用了 Angular和 JavaScript 的模块系统。

因为它们使用相同的单词如 imports exports, 很容易搞混淆这两种模块系统。

2.组件 Components

一个组件控制着屏幕上的一块区域(即视图)。

我们在类里定义组件的应用逻辑。这个类通过 API 的属性和方法与视图交互。

例如,HeroListComponent 组件类有一个 hero 属性返回一个从服务(service)中获取的 heroes 数组。 HeroListComponent 还有一个 selectHero() 方法。当用户从列表中点击选中一个 hero 时,这个方法设置 selectedHero 属性。

export class HeroListComponent implements OnInit {
  heroes: Hero[];
  selectedHero: Hero;

  constructor(private service: HeroService) { }

  ngOnInit() {
    this.heroes = this.service.getHeroes();
  }

  selectHero(hero: Hero) { this.selectedHero = hero; }
}

在用户使用应用程序的过程中,Angular 会创建、更新、销毁组件。在应用程序的生命周期的任意时刻,它都可以通过可选的生命周期钩子(lifecycle hooks)来作出响应,比如 上面声明的 ngOnInit() 钩子。

3.模板 Templates

我们在组件自带的模板中定义组件的视图。 模板以 HTML 形式存在,它告诉 Angular 如何去渲染组件。

除了有一点点差别,模板看起来像是普通的 HTML。

<h2>Hero List</h2>
<p><i>Pick a hero from the list</i></p>
<ul>
    <li *ngFor="let hero of heroes" (click)="selectHero(hero)">
    {{hero.name}}
    </li>
</ul>
<hero-detail *ngIf="selectedHero" [hero]="selectedHero"></hero-detail>

虽然这个模板使用典型的 HTML 元素 比如 <h2><p>, 它有些差异。
*ngFor, {{hero.name}}, (click),[hero] 以及 <hero-detail> 这些代码,它们使用的是 Angular的模板语法。

这个模板最后一行,<hero-detail> 标签 是一个自定义的元素,用来展示一个新的组件,即 HeroDetailComponent.

HeroDetailComponent 与 HeroListComponent 组件不同,它用于展示关于某个特定 hero 的事实。
这个 hero 是用户从 HeroListComponent 的列表中选择的。HeroDetailComponent 是 HeroListComponent 的子组件。

注意 <hero-detail> 与原生的 HTML 元素 融洽地放置在一起。 在同一个布局中,自定义组件与原生 HTML 完美地混合在一起。

4.元数据 Metadata

元数据告诉 Angular 如何处理一个类。

返回去看 HeroListComponent 的代码, 它仅仅是一个类。完全看不到没有框架的痕迹,里面没有 Angular。

事实上,HeroListComponent 真的是仅仅是一个类,直到我们告诉 Angular 它是一个组件。

告诉 Angular HeroListComponent 是一个组件, 把元数据附加到这个类上。

在 TypeScript 中,我们通过 装饰器(decorator)来添加元数据。 以下代码是组件 HeroListComponent 的一些元数据:

@Component({
    selector:    'hero-list',
    templateUrl: './hero-list.component.html',
    providers:  [ HeroService ]
})
export class HeroListComponent implements OnInit {
    /* . . . */
}

装饰器 @Component 把紧挨着它的类指定为一个组件类。

装饰器 @Component 必须接收一个配置对象作为参数,它包含 Angular 创建并展示这个组件及其视图所需要的信息。

以下是一些最有用的 @Component 的配置选项:

1)selector: CSS 选择器。告诉 Angular 创建这个组件的实例并将这个实例插入到 CSS 选择器(<hero-list>标签) 所在的父级 HTML 上。如果一个 app 的 HTML 包含 标签, Angular 会将组件 HeroListComponent 视图的实例插入到这个标签之间。

2)templateUlr: 这个组件的 HTML 模板所在的相对位置。

3)providers: 组件所需要的服务的依赖注入提供商数组。它告知 Angular 这个组件的构造函数需要 HeroService 服务,以便获取一个 heroes 的列表来展示。

@Component 装饰器里的元数据 告知 Angular 从哪里去获取我们为这个组件指定的构建单元。

模板、元数据和组件一起描绘视图。

我们以相似的方式使用其他元数据装饰器来指导 Angular 的行为。@Injectable 、@Input 和 @Output 是几个比较常用的装饰器。

我们必须在代码中添加元数据,这样 Angular 才知道该做什么。

5. 数据绑定 Data binding

不用框架时,我们需要自己把数据传递到 HTML 控件、响应用户的行为并更新数据。自己写这些推送/拉取逻辑的代码枯燥的、易错的,这样的代码读起来像噩梦。任何有经验的 jQuery 程序员都能够作证。

Angular 支持数据绑定,一种使模板各部分与组件各部分相互配合的机制。在模板的 HTML 中添加绑定的标记来告诉 Angular 如何连接这两部分。

这里写图片描述

正如这张图片所示,Angular 有4种数据绑定的方式。每种方式都有(数据流动的)方向:可能是从 DOM 到组件,也可能是从 组件到 DOM, 也可能是双向的。

组件 HeroListComponent 的示例模板中 有三种形式:

<li>{{hero.name}}</li>
<hero-detail [hero]="selectedHero"></hero-detail>
<li (click)="selectHero(hero)"></li>

1)插值表达式(interpolation):插值表达式 {{ hero.name }}<li>元素之间展示组件的 hero.name 属性值。

2)属性绑定(property binding):属性绑定 [hero] 将父组件 HeroListComponent 的 selectedHero 的值传递给向子组件 的 hero 属性。

3)事件绑定(event binding): 当用户点击一个 hero 的名字是,(click) 事件绑定调用了组件的 selectHero 方法。

双向绑定是第四种重要的绑定方法。它使用 [(ngModel)] 指令,在一个表达式中同时绑定属性和事件。

<input [(ngModel)]="hero.name">

在双向绑定中,数据的属性值像属性绑定一样,从组件流向 input 输入框。用户输入值改变,数据从 input 输入框流回到组件,将最后的值重置为组件里的属性的值,正如事件绑定一样。

每次 JavaScript 事件循环,Angular 都会处理所有的数据绑定,从应用组件的根部到所有的子组件。

数据绑定在组件与其模板的通讯中起着重要的作用。

这里写图片描述

数据绑定在父、子组件的通讯中也起着重要的作用。

这里写图片描述

6. 指令 Directives

Angular 模板是动态的。当 Angular 渲染模板时,它会根据指令(directives)给的指示去动态地改变 DOM.

指令是带有 @Directive 装饰器的类。组件是带有模板的指令。 @Component 装饰器实际上是 拓展了模板化功能的 @Directive 装饰器。

虽然从技术上来说,组件是指令,但组件对于 Angular 应用来说非常地特别和重要,所以这个架构速览 把组件和指令分开来论述。

还有两种指令:结构指令和属性指令。

它们在元素标签中看起来像属性(attribute)那样工作。有时指令仅仅是以名字形式存在,更多地时候是作为赋值或者绑定的目标。

结构指令可以通过增加、移除、替换 DOM 元素来改变布局。

以下示例代码使用两种内置的结构指令:

src/app/hero-list.component.html (structural)

<li *ngFor="let hero of heroes"></li>
<hero-detail *ngIf="selectedHero"></hero-detail>

*ngFor告知 Angular 在每一个 <li> 标签中展示 heroes 列表中的 hero.

只有当 selectedHero 存在时,*ngIf 才会把 HeroDetail 组件包含进来。

属性指令(Attribute directives)改变已存在元素的外观或行为。在模板中,它们看起来像是普通的 HTML 属性,故得名属性指令。

ngModel 指令使用双向的数据绑定。它是典型的属性指令。 通过设置元素显示的值以及响应 change 事件,ngModel指令改变已存在元素(尤其是 input)的行为。

src/app/hero-detail.component.html (ngModel)

<input [(ngModel)]="hero.name">

Angular 还有许多指令。有些可以改变布局结构(比如 ngSwitch),有些则可以改变 DOM 元素和组件的外观(比如 ngStyle、ngClass)。

当然,我们还可以编写自定义的指令。像 HeroListComponent 的组件,可以看做是一种自定义指令。

7. 服务 Services

服务(Service)是一个很宽泛的类别,包括应用需要的任何值、函数、或者功能。

几乎任何东西都可以是服务。服务是一个典型的类,它作用有限且定义明确。它应该很好地完成特定的任务。

例如:

  • logging service 日志服务
  • data service 数据服务
  • message bus 消息总线
  • tax calculator 税收计算器
  • application configuration 应用配置

关于服务,没有什么Angular特性。没有关于服务的定义,没有服务的基类,也没有地方注册服务。

然而,服务对于任何 Angular 应用都是至关重要的。组件是服务的主要使用者。

以下是一个在浏览器控制台打印日志的服务类的示例代码:

src/app/logger.service.ts (class)

content_copyexport class Logger {
  log(msg: any)   { console.log(msg); }
  error(msg: any) { console.error(msg); }
  warn(msg: any)  { console.warn(msg); }
}

这个 HeroService 使用 Promise 来获取 heroes 数据。它基于 Logger 服务和另外一个处理服务器通讯的枯燥工作的 BackendService 服务。

src/app/hero.service.ts (class)

content_copyexport class HeroService {
  private heroes: Hero[] = [];

  constructor(
    private backend: BackendService,
    private logger: Logger) { }

  getHeroes() {
    this.backend.getAll(Hero).then( (heroes: Hero[]) => {
      this.logger.log(`Fetched ${heroes.length} heroes.`);
      this.heroes.push(...heroes); // fill cache
    });
    return this.heroes;
  }
}

到处都有服务。

组件类应该是精简的。它们不从服务器中获取数据,不验证用户的输入或者直接在控制台打印日志。它们授权服务来处理这些任务。

组件的工作只是实现用户体验,不做其他的事情。它周旋于视图(由模板渲染)和应用逻辑(通常包含一些模型的概念)。 好的组件展示数据绑定的属性和方法。它授权服务处理其他重要的事情。

Angular 并不强制要求执行这些原则。它不会抱怨你用 3000 行代码写一个 kitchen sink 组件。

Angular 帮我们遵循这些原则,它使得在服务中考虑应用逻辑很容易,并且通过依赖注入(dependency injection)使得服务在组件中可用。

8. 依赖注入 Dependency injection

依赖注入 是提供类的新的实例的一种方式,这个实例有它所需的所有依赖。大多数依赖都是服务。 Angular 使用依赖注入来为新的组件提供它们所需要的服务。

Angular 通过查看组件构造函数的参数的类型来识别组件所需要的服务。例如,HeroListComponent 的构造函数需要一个 HeroService 类型的参数。

src/app/hero-list.component.ts (constructor)

content_copyconstructor(private service: HeroService) { }

当 Angular 创建组件时,它会先向注入器( injector) 请求组件所需要的服务。

注入器维护着一个之前创建的服务实例的容器。如果被请求的服务实例不在这个容器中,注入器在返回服务给 Angular 之前,会创建这个服务的实例并把它添加到容器中。当所有请求的服务都被解决并返回后,Angular 会调用组件的构造函数并把这些服务作为参数传入。这就是依赖注入。

HeroService 注入的过程看起来像这样:

这里写图片描述

如果注入器没有 HeroService,它怎么知道如何创建一个HeroService呢?

简单地说,我们必须在之前就已经注册过了HeroService的提供商( provider)。 提供商能够创建并返回服务,通常它就是服务类本身。

我们可以在模块或组件中注册providers.

通常,我们在根模块中添加providers, 这样服务的同一个实例在应用的每个地方都可用。

src/app/app.module.ts (module providers)

content_copyproviders: [
  BackendService,
  HeroService,
  Logger
],

或者,添加在@Component的元数据中的providers属性中,注册在组件层级。

src/app/hero-list.component.ts (component providers)

content_copy@Component({
  selector:    'hero-list',
  templateUrl: './hero-list.component.html',
  providers:  [ HeroService ]
})

注册在组件层级意味着在这个组件的每一个新的实例中,我们都会获得这个服务的新的实例。

关于依赖注入需要记住的几个要点:

  • 依赖注入缠绕在 Angular 框架中,被到处使用。
  • 注入器是主要的机制。
    • 注入器维持一个存放它所创建的服务实例的容器。
    • 注入器从 提供商(provider)中创建一个新的服务实例。
  • 提供商是一个创建服务的配方。
  • 用 注入器注册提供商。

结语:

我们已经学习了一个 Angular 应用的八个主要构建单元的基础知识:

  • Modules 模块
  • Components 组件
  • Templates 模板
  • Metadata 元数据
  • Data binding 数据绑定
  • Directives 指令
  • Services 服务
  • Dependency injection 依赖注入

这是 Angular 应用中其他一切的基础,有了这些基础就足以继续开发。但这没有包含我们所需要知道的所有内容。

以下是其他重要的 Angular 特性和服务。 大部分将涵盖在这份文档中。

  • Animations 动画: 不需要深入了解动画技术或者CSS,使用 Angular 动画库给组件添加动画效果。
  • Change detection 变化检测: 变化检测文档将会涵盖 Angular 如何决定组件属性值是否已改变,何时更新视图,如何使用zones拦截异步活动,以及运行变化检测策略的。
  • Events 事件: 事件文档将涵盖通过订阅和发布事件的机制,如何使用组件和服务来唤起事件。
  • Forms 表单: 使用 基于HTML的验证和脏检查机制,支持复杂的数据输入情形。
  • HTTP: 通过 HTTP 客户端与服务端通讯以获取数据、保存数据以及来唤起 服务端的响应。
  • Lifecycle hooks 生命周期钩子: 利用组件的生命周期的关键时刻,从创建到销毁,应用生命周期钩子接口。
  • Pipes 管道: 使用模板中的管道来改变展示的值,从而改善用户体验。比如 currency这个管道表达式:

price | currency:'USD':true

它将 42.33 的价格显示为 $42.33

  • Router 路由: 在客户端应用中,从一个页面导航到另一个页面,从不离开浏览器。

  • Testing 测试: 使用 Angular Testing Platform,当应用的各个部分与 Angular 框架交互时,进行单元测试。


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