Angular Renderer (渲染器)的具体使用

Angular Renderer (渲染器)的具体使用

Angular 其中的一个设计目标是使浏览器与 DOM 独立。DOM 是复杂的，因此使组件与它分离，会让我们的应用程序，更容易测试与重构。另外的好处是，由于这种解耦，使得我们的应用能够运行在其它平台 (比如：Node.js、WebWorkers、NativeScript 等)。

为了能够支持跨平台，Angular 通过抽象层封装了不同平台的差异。比如定义了抽象类 Renderer、Renderer2 、抽象类 RootRenderer 等。此外还定义了以下引用类型：ElementRef、TemplateRef、ViewRef 、ComponentRef 和 ViewContainerRef 等。

本文的主要内容是分析 Angular 中 Renderer (渲染vXtLJTep器)，不过在进行具体分析前，我们先来介绍一下平台的概念。

平台

什么是平台

平台是应用程序运行的环境。它是一组服务，可以用来访问你的应用程序和 Angular 框架本身的内置功能。由于Angular 主要是一个 UI 框架，平台提供的最重要的功能之一就是页面渲染。

平台和引导应用程序

在我们开始构建一个自定义渲染器之前，我们来看一下如何设置平台，以及引导应用程序。

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

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

@NgModule({

imports: [BrowserModule],

bootstrap: [AppCmp]

})

class AppModule {}

platformBrowserDynamic().bootstrapModule(AppModule);

如你所见，引导过程由两部分组成：创建平台和引导模块。在这个例子中，我们导入 BrowserModule 模块，它是浏览器平台的一部分。应用中只能有一个激活的平台，但是我们可以利用它来引导多个模块，如下所示：

const platformRef: PlatformRef = platformBrowserDynamic();

platformRef.bootstrapModule(AppModule1);

platformRef.bootstrapModule(AppModule2);

由于应用中只能有一个激活的平台，单例的服务必须在该平台中注册。比如，浏览器只有一个地址栏，对应的服务对象就是单例。此外如何让我们自定义的 UI 界面，能够在浏览器中显示出来呢，这就需要使用 Angular 为我们提供的渲染器。

渲染器

什么是渲染器

渲染器是 Angular 为我们提供的一种内置服务，用于执行 UI 渲染操作。在浏览器中，渲染是将模型映射到视图的过程。模型的值可以是 javascript 中的原始数据类型、对象、数组或其它的数据对象。然而视图可以是页面中的段落、表单、按钮等其他元素，这些页面元素内部使用 DOM (Document Object Model) 来表示。

Angular Renderer

RootRenderer

export abstract class RootRenderer {

abstract renderComponent(componentType: RenderComponentType): Renderer;

}

Renderer

/**

* @deprecated Use the `Renderer2` instead.

*/

export abstract class Renderer {

abstract createElement(parentElement: any, name: string,

debugInfo?: RenderDebugInfo): any;

abstract createText(parentElement: any, value: string,

debugInfo?: RenderDebugInfo): any;

abstract listen(renderElement: any, name: string, callback: Function): Function;

abstract listenGlobal(target: string, name: string, callback: Function): Function;

abstract setElementProperty(renderElement: any, propertyName: string, propertyValue:

any): void;

abstract setElementAttribute(renderElement: any, attributeName: string,

attributeValue: string): void;

// ...

}

Renderer2

export abstract class Renderer2 {

abstract createElement(name: string, namespace?: string|null): any;

abstract createComment(value: string): any;

abstract createText(value: string): any;

abstract setAttribute(el: any, name: string, value: string,

namespace?: string|null): void;

abstract removeAttribute(el: any, name: string, namespace?: string|null): void;

abstract addClass(el: any, name: string): void;

abstract removeClass(el: any, name: string): void;

abstract setStyle(el: any, style: string, value: any,

flags?: RendererStyleFlags2): void;

abstract removeStyle(el: any, style: string, flags?: RendererStyleFlags2): void;

abstract setProperty(el: any, name: string, value: any): void;

abstract setValue(node: any, value: string): void;

abstract listen(

target: 'window'|'document'|'body'|any, eventName: string,

callback: (event: any) => boolean | void): () => void;

}

需要注意的是在 Angular 4.x+ 版本，我们使用 Renderer2 替代 Renderer。通过观察 Renderer 相关的抽象类 (Renderer、Renderer2)，我们发现抽象类中定义了很多抽象方法，用来创建元素、文本、设置属性、添加样式和设置事件监听等。

渲染器如何工作

在实例化一个组件时，Angular 会调用 renderComponent() 方法并将其获取的渲染器与该组件实例相关联。Angular 将会在渲染组件时通过渲染器执行对应相关的操作，比如，创建元素、设置属性、添加样式和订阅事件等。

使用 Renderer

@Component({

selector: 'exe-cmp',

template: `

`

})

export class ExeComponent {

constructor(private renderer: Renderer2, elRef: ElementRef) {

this.renderer.setProperty(elRef.nativeElement, 'author', 'semlinker');

}

}

以上代码中，我们利用构造注入的方式，注入 Renderer2 和 ElementRef 实例。有些读者可能会问，注入的实例对象是怎么生成的。这里我们只是稍微介绍一下相关知识，并不会详细展开。具体代码如下：

TokenKey

// packages/core/src/view/util.ts

const _tokenKeyCache = new Map();

export function tokenKey(token: any): string {

let key = _tokenKeyCache.get(token);

if (!key) {

key = stringify(token) + '_' + _tokenKeyCache.size;

_tokenKeyCache.set(token, key);

}

return key;

}

// packages/core/src/view/provider.ts

const RendererV1TokenKey = tokenKey(RendererV1);

const Renderer2TokenKey = tokenKey(Renderer2);

const ElementRefTokenKey = tokenKey(ElementRef);

const ViewContainerRefTokenKey = tokenKey(ViewContainerRef);

const TemplateRefTokenKey = tokenKey(TemplateRef);

const ChangeDetectorRefTokenKey = tokenKey(ChangeDetectorRef);

const InjectorRefTokenKey = tokenKey(Injector);

resolveDep()

export function resolveDep(

view: ViewData, elDef: NodeDef,

allowPrivateServices: boolean, depDef: DepDef,

notFoundValue: any = Injector.THROW_IF_NOT_FOUND): any {

const tokenKey = depDef.tokenKey;

// ...

while (view) {

if (elDef) {

switch (tokenKey) {

case RendererV1TokenKey: { // tokenKey(RendererV1)

const compView = findCompView(view, elDef, allowPrivateServices);

return createRendererV1(compView);

}

case Renderer2TokenKey: { // tokenKey(Renderer2)

const compView = findCompView(view, elDef, allowPrivateServices);

return compView.renderer;

}

case ElementRefTokenKey: // tokenKey(ElementRef)

return new ElementRef(asElementData(view, elDef.index).renderElement);

// ... 此外还包括：ViewContainerRefTokenKey、TemplateRefTokenKey、

// ChangeDetectorRefTokenKey 等

}

}

}

// ...

}

通过以上代码，我们发现当我们在组件类的构造函数中声明相应的依赖对象时，如 Renderer2 和 ElementRef，Angular 内部会调用 resolveDep() 方法，实例化 Token 对应依赖对象。

在大多数情况下，我们开发的 Angular 应用程序是运行在浏览器平台，接下来我们来了解一下该平台下的默认渲染器 - DefaultDomRenderer2。

DefaultDomRenderer2

在浏览器平台下，我们可以通过调用 DomRendererFactory2 工厂，根据不同的视图封装方案，创http://建对应渲染器。

DomRendererFactory2

// packages/platform-browser/src/dom/dom_renderer.ts

@Injectable()

export class DomRendererFactory2 implements RendererFactory2 {

private rendererByCompId = new Map();

private defaultRenderer: Renderer2;

constructor(

private eventManager: EventManager,

private sharedStylesHost: DomSharedStylesHost) {

// 创建默认的DOM渲染器

this.defaultRenderer = new DefaultDomRenderer2(eventManager);

};

createRenderer(element: any, type: RendererType2|null): Renderer2 {

if (!element || !type) {

return this.defaultRenderer;

}

// 根据不同的视图封装方案，创建不同的渲染器

switch (type.encapsulation) {

// 无 Shadow DOM，但是通过 Angular 提供的样式包装机制来封装组件，

// 使得组件的样式不受外部影响，这是 Angular 的默认设置。

case ViewEncapsulation.Emulated: {

let renderer = this.rendererByCompId.get(type.id);

if (!renderer) {

renderer =

new EmulatedEncapsulationDomRenderer2(this.eventManager,

this.sharedStylesHost, type);

this.rendererByCompId.set(type.id, renderer);

}

(renderer).applyToHost(element);

return renderer;

}

// 使用原生的 Shadow DOM 特性

case ViewEncapsulation.Native:

return new ShadowDomRenderer(this.eventManager,

this.sharedStylesHost, element, type);

// 无 Shadow DOM，并且也无样式包装

default: {

// ...

return this.defaultRenderer;

}

}

}

}

上面代码中的 EmulatedEncapsulationDomRenderer2 和 ShadowDomRenderer 类都继承于 DefaultDomRenderer2 类，接下来我们再来看一下 DefaultDomRenderer2 类的内部实现：

class DefaultDomRenderer2 implements Renderer2 {

constructor(private eventManager: EventManager) {}

// 省略 Renderer2 抽象类中定义的其它方法

createElement(name: string, namespace?: string): any {

if (namespace) {

return document.createElementNS(NAMESPACE_URIS[namespace], name);

}

return document.createElement(name);

}

createComment(value: string): any { return document.createComment(value); }

createText(value: string): any { return document.createTextNode(value); }

addClass(el: any, name: string): void { el.classList.add(name); }

setStyle(el: any, style: string, value: any, flags: RendererStyleFlags2): void {

if (flags & RendererStyleFlags2.DashCase) {

el.style.setProperty(

style, value, !!(flags & RendererStyleFlags2.Important) ? 'important' : '');

} else {

el.style[style] = value;

}

}

listen(

target: 'window'|'document'|'body'|any,

event: string,

callback: (event: any) => boolean):

() => void {

checkNoSyntheticProp(event, 'listener');

if (typeof target === 'string') {

return <() => void>this.eventManager.addGlobalEventListener(

target, event, decoratePreventDefault(callback));

}

return <() => void>this.eventManager.addEventListener(

target, event, decoratePreventDefault(callback)) as() => void;

}

}

介绍完 DomRendererFactory2 和 DefaultDomRenderer2 类，最后我们来看一下 Angular 内部如何利用它们。

DomRendererFactory2 内部应用

BrowserModule

// packages/platform-browser/src/browser.ts

@NgModule({

providers: [

// 配置 DomRendererFactory2 和 RendererFactory2 provider

DomRendererFactory2,

{provide: RendererFactory2, useExisting: DomRendererFactory2},

// ...

],

exports: [CommonModule, ApplicationModule]

})

export class BrowserModule {

constructor(@Optional() @SkipSelf() parentModule: BrowserModule) {

// 用于判断应用中是否已经导入BrowserModule模块

if (parentModule) {

throw new Error(

`BrowserModule has already been loaded. If you need access to common

directives such as NgIf and NgFor from a lazy loaded module,

import CommonModule instead.`);

}

}

}

createComponentView()

// packages/core/src/view/view.ts

export function createComponentView(

parentView: ViewData,

nodeDef: NodeDef,

viewDef: ViewDefinition,

hostElement: any): ViewData {

const rendererType = nodeDef.element !.componentRendererType; // 步骤一

let compRenderer: Renderer2;

if (!rendererType) { // 步骤二

compRenderer = parentView.root.renderer;

} else {

compRenderer = parentView.root.rendererFactory

.createRenderer(hostElement, rendererType);

}

return createView(

parentView.root, compRenderer, parentView,

nodeDef.element !.componentProvider, viewDef);

}

步骤一

当 Angular 在创建组件视图时，会根据 nodeDef.element 对象的 componentRendererType 属性值，来创建组件的渲染器。接下来我们先来看一下 NodeDef 、 ElementDef 和 RendererType2 接口定义：

// packages/core/src/view/types.ts

// 视图中节点的定义

export interface NodeDef {

bindingIndex: number;

bindings: BindingDef[];

bindingFlags: BindingFlags;

outputs: OutputDef[];

element: ElementDef|null; // nodeDef.element

provider: ProviderDef|null;

// ...

}

// 元素的定义

export interface ElementDef {

name: string|null;

attrs: [string, string, string][]|null;

template: ViewDefinition|null;

componentProvider: NodeDef|null;

// 设置组件渲染器的类型

componentRendererType: RendererType2|null; // nodeDef.element.componentRendererType

componentView: ViewDefinitionFactory|null;

handleEvent: ElementHandleEventFn|null;

// ...

}

// packages/core/src/render/api.ts

// RendererType2 接口定义

export interface RendererType2 {

id: string;

encapsulation: ViewEncapsulation; // Emulated、Native、None

styles: (string|any[])[];

data: {[kind: string]: any};

}

步骤二

获取 componentRendererType 的属性值后，如果该值为 null 的话，则直接使用 parentView.root 属性值对应的 renderer 对象。若该值不为空，则调用 parentView.root 对象的 rendererFactory() 方法创建 renderer 对象。

通过上面分析，我们发现不管走哪条分支，我们都需要使用 parentView.root 对象，然而该对象是什么特殊对象？我们发现 parentView 的数据类型是 ViewData ，该数据接口定义如下：

// packages/core/src/view/types.ts

export interface ViewData {

def: ViewDefinition;

root: RootData;

renderer: Renderer2;

nodes: {[key: number]: NodeData};

state: ViewState;

oldValues: any[];

disposables: DisposableFn[]|null;

// ...

}

通过 ViewData 的接口定义，我们终于发现了 parentView.root 的属性类型，即 RootData：

// packages/core/src/view/types.ts

export interface RootData {

injector: Injector;

ngModule: NgModuleRef;

projectableNodes: any[][];

selectorOrNode: any;

renderer: Renderer2;

rendererFactory: RendererFactory2;

errorHandler: ErrorHandler;

sanitizer: Sanitizer;

}

那好，现在问题来了：

什么时候创建 RootData 对象？

怎么创建 RootData 对象？

什么时候创建 RootData 对象？

当创建根视图的时候会创建 RootData，在开发环境会调用 debugCreateRootView() 方法创建 RootView，而在生产环境会调用 createProdRootView() 方法创建 RootView。简单起见，我们只分析 createProdRootView() 方法：

function createProdRootView(

elInjector: Injector,

projectableNodes: any[][],

rootSelectorOrNode: string | any,

def: ViewDefinition,

ngModule: NgModuleRef,

context?: any): ViewData {

/** RendererFactory2 Provider 配置

* DomRendererFactory2,

* {provide: RendererFactory2, useExisting: DomRendererFactory2},

*/

const rendererFactory: RendererFactory2 = ngModule.injector.get(RendererFactory2);

return createRootView(

createRootData(elInjector, ngModule, rendererFactory,

projectableNodes, rootSelectorOrNode),

def, context);

}

// 创建根视图

export function createRootView(root: RootData, def: ViewDefinition,

context?: any): ViewData {

// 创建ViewData对象

const view = createView(root, root.renderer, null, null, def);

initView(view, context, context);

createViewNodes(view);

return view;

}

上面代码中，当创建 RootView 的时候，会调用 createRootData() 方法创建 RootData 对象。最后一步就是分析 createRootData() 方法。

怎么创建 RootData 对象？

通过上面分析，我们知道通过 createRootData() 方法，来创建 RootData 对象。createRootData() 方法具体实现如下：

function createRootData(

elInjector: Injector,

ngModule: NgModuleRef,

rendererFactory: RendererFactory2,

projectableNodes: any[][],

rootSelectorOrNode: any): RootData {

const sanitizer = ngModule.injector.get(Sanitizer);

const errorHandler = ngModule.injector.get(ErrorHandler);

// 创建RootRenderer

const renderer = rendererFactory.createRenderer(null, null);

return {

ngModule,

injector: elInjector,

projectableNodes,

selectorOrNode: rootSelectorOrNode,

sanitizer,

rendererFactory,

renderer,

errorHandler

};

}

此时浏览器平台下， Renderer 渲染器的相关基础知识已介绍完毕。接下来，我们做一个简单总结：

Angular 应用程序启动时会创建 RootView (生产环境下通过调用 createProdRootView() 方法)

创建 RootView 的过程中，会创建 RootData 对象，该对象可以通过 ViewData 的 root 属性访问到。基于 RootData 对象，我们可以通过 renderer 访问到默认的渲染器，即 DefaultDomRenderer2 实例，此外也可以通过 rendererFactory 访问到 RendererFactory2 实例。

在创建组件视图 (ViewData) 时，会根据 componentRendererType 的属性值，来设置组件关联的 renderer 渲染器。

当渲染组件视图的时候，Angular 会利用该组件关联的 renderer 提供的 API，创建该视图中的节点或执行视图的相关操作，比如创建元素 (createElement)、创建文本 (createText)、设置样式 (setStyle) 和 设置事件监听 (listen) 等。

后面如果有时间的话，我们会介绍如何自定义渲染器，有兴趣的读者，可以先查阅 "参考资源" 中的链接。

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