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: ` <h3>exe component</h3> ` }) 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<any, string>(); 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<string, renderer2>(); 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); } (<emulatedencapsulationdomrenderer2>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<any>; 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<any>, 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<any>, 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。
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