vue源码分析-v-model的本质

双向数据绑定这个概念或者大家并不陌生，视图影响数据，数据同样影响视图，两者间有双向依赖的关系。在响应式系统构建的上，中，下篇我已经对数据影响视图的原理详细阐述清楚了。而如何完成视图影响数据这一关联？这就是本节讨论的重点：指令v-model。

由于v-model和前面介绍的插槽，事件一致，都属于vue提供的指令，所以我们对v-model的分析方式和以往大同小异。分析会围绕模板的编译，render函数的生成，到最后真实节点的挂载顺序执行。最终我们依然会得到一个结论，v-model无论什么使用场景，本质上都是一个语法糖。

11.1 表单绑定

11.1.1 基础使用

v-model和表单脱离不了关系，之所以视图能影响数据，本质上这个视图需要可交互的，因此表单是实现这一交互的前提。表单的使用以<input > <textarea> <select>为核心，更细的划分结合v-model的使用如下：

// 普通输入框
<input type="text" v-model="value1">

// 多行文本框
<textarea v-model="value2" cols="30" rows="10"></textarea>

// 单选框
<div class="group">
  <input type="radio" value="one" v-model="value3"> one
  <input type="radio" value="two" v-model="value3"> two
</div> 

// 原生单选框的写法 注：原生单选框的写法需要通过name绑定一组单选，两个radio的name属性相同，才能表现为互斥
<div class="group">
  <input type="radio" name="number" value="one">one
  <input type="radio" name="number" value="two">two
</div>


// 多选框  (原始值： value4: [])
<div class="group">
  <input type="checkbox" value="jack" v-model="value4">jack
  <input type="checkbox" value="lili" v-model="value4">lili
</div>

// 下拉选项
<select name="" id="" v-model="value5">
  <option value="apple">apple</option>
  <option value="banana">banana</option>
  <option value="bear">bear</option>
</select>

接下来的分析，我们以普通输入框为例

<div id="app">
  <input type="text" v-model="value1">
</div>

new Vue({
  el: '#app',
  data() {
    return {
      value1: ''
    }
  }
})

进入正文前先回顾一下模板到真实节点的过程。

1. 模板解析成AST树;
1. AST树生成可执行的render函数;
1. render函数转换为Vnode对象;
1. 根据Vnode对象生成真实的Dom节点。

接下来，我们先看看模板解析为AST树的过程。

11.1.2 AST树的解析

模板的编译阶段，会调用var ast = parse(template.trim(), options)生成AST树，parse函数的其他细节这里不展开分析，前面的文章或多或少都涉及过，我们还是把关注点放在模板属性上的解析，也就是processAttrs函数上。

使用过vue写模板的都知道，vue模板属性由两部分组成，一部分是指令，另一部分是普通html标签属性。z这也是属性处理的两大分支。而在指令的细分领域，又将v-on，v-bind做特殊的处理，其他的普通分支会执行addDirective过程。

// 处理模板属性
function processAttrs(el) {
  var list = el.attrsList;
  var i, l, name, rawName, value, modifiers, syncGen, isDynamic;
  for (i = 0, l = list.length; i < l; i++) {
    name = rawName = list[i].name; // v-on:click
    value = list[i].value; // doThis
    if (dirRE.test(name)) { // 1.针对指令的属性处理
      ···
      if (bindRE.test(name)) { // v-bind分支
        ···
      } else if(onRE.test(name)) { // v-on分支
        ···
      } else { // 除了v-bind，v-on之外的普通指令
        ···
        // 普通指令会在AST树上添加directives属性
        addDirective(el, name, rawName, value, arg, isDynamic, modifiers, list[i]);
        if (name === 'model') {
          checkForAliasModel(el, value);
        }
      }
    } else {
      // 2. 普通html标签属性
    }

  }
}

在深入剖析Vue源码 - 揭秘Vue的事件机制这一节，我们介绍了AST产生阶段对事件指令v-on的处理是为AST树添加events属性。类似的，普通指令会在AST树上添加directives属性，具体看addDirective函数。

// 添加directives属性
function addDirective (el,name,rawName,value,arg,isDynamicArg,modifiers,range) {
    (el.directives || (el.directives = [])).push(rangeSetItem({
      name: name,
      rawName: rawName,
      value: value,
      arg: arg,
      isDynamicArg: isDynamicArg,
      modifiers: modifiers
    }, range));
    el.plain = false;
  }

参考 Vue面试题详细解答

最终AST树多了一个属性对象，其中modifiers代表模板中添加的修饰符，如：.lazy, .number, .trim。

// AST
{
  directives: {
    {
      rawName: 'v-model',
      value: 'value',
      name: 'v-model',
      modifiers: undefined
    }
  }
}

11.1.3 render函数生成

render函数生成阶段，也就是前面分析了数次的generate逻辑，其中genData会对模板的诸多属性进行处理,最终返回拼接好的字符串模板，而对指令的处理会进入genDirectives流程。

function genData(el, state) {
  var data = '{';
  // 指令的处理
  var dirs = genDirectives(el, state);
  ··· // 其他属性，指令的处理
  // 针对组件的v-model处理，放到后面分析
  if (el.model) {
    data += "model:{value:" + (el.model.value) + ",callback:" + (el.model.callback) + ",expression:" + (el.model.expression) + "},";
  }
  return data
}

genDirectives逻辑并不复杂,他会拿到之前AST树中保留的directives对象，并遍历解析指令对象，最终以'directives:['包裹的字符串返回。

// directives render字符串的生成
  function genDirectives (el, state) {
    // 拿到指令对象
    var dirs = el.directives;
    if (!dirs) { return }
    // 字符串拼接
    var res = 'directives:[';
    var hasRuntime = false;
    var i, l, dir, needRuntime;
    for (i = 0, l = dirs.length; i < l; i++) {
      dir = dirs[i];
      needRuntime = true;
      // 对指令ast树的重新处理
      var gen = state.directives[dir.name];
      if (gen) {
        // compile-time directive that manipulates AST.
        // returns true if it also needs a runtime counterpart.
        needRuntime = !!gen(el, dir, state.warn);
      }
      if (needRuntime) {
        hasRuntime = true;
        res += "{name:\"" + (dir.name) + "\",rawName:\"" + (dir.rawName) + "\"" + (dir.value ? (",value:(" + (dir.value) + "),expression:" + (JSON.stringify(dir.value))) : '') + (dir.arg ? (",arg:" + (dir.isDynamicArg ? dir.arg : ("\"" + (dir.arg) + "\""))) : '') + (dir.modifiers ? (",modifiers:" + (JSON.stringify(dir.modifiers))) : '') + "},";
      }
    }
    if (hasRuntime) {
      return res.slice(0, -1) + ']'
    }
  }

这里有一句关键的代码var gen = state.directives[dir.name],为了了解其来龙去脉，我们回到Vue源码中的编译流程，在以往的文章中，我们完整的介绍过template模板的编译流程,这一部分的设计是非常复杂且巧妙的，其中大量运用了偏函数的思想，即分离了不同平台不同的编译过程，也为同一个平台每次提供相同的配置选项进行了合并处理，并很好的将配置进行了缓存。其中针对浏览器端有三个重要的指令选项。

var directive$1 = {
  model: model,
  text: text,
  html, html
}
var baseOptions = {
  ···
  // 指令选项
  directives: directives$1,
};
// 编译时传入选项配置
createCompiler(baseOptions)

而这个state.directives['model']也就是对应的model函数，所以我们先把焦点聚焦在model函数的逻辑。

function model (el,dir,_warn) {
    warn$1 = _warn;
    // 绑定的值
    var value = dir.value;
    var modifiers = dir.modifiers;
    var tag = el.tag;
    var type = el.attrsMap.type;
    {
      // 这里遇到type是file的html，如果还使用双向绑定会报出警告。
      // 因为File inputs是只读的
      if (tag === 'input' && type === 'file') {
        warn$1(
          "<" + (el.tag) + " v-model=\"" + value + "\" type=\"file\">:\n" +
          "File inputs are read only. Use a v-on:change listener instead.",
          el.rawAttrsMap['v-model']
        );
      }
    }
    //组件上v-model的处理
    if (el.component) {
      genComponentModel(el, value, modifiers);
      // component v-model doesn't need extra runtime
      return false
    } else if (tag === 'select') {
      // select表单
      genSelect(el, value, modifiers);
    } else if (tag === 'input' && type === 'checkbox') {
      // checkbox表单
      genCheckboxModel(el, value, modifiers);
    } else if (tag === 'input' && type === 'radio') {
      // radio表单
      genRadioModel(el, value, modifiers);
    } else if (tag === 'input' || tag === 'textarea') {
      // 普通input，如 text, textarea
      genDefaultModel(el, value, modifiers);
    } else if (!config.isReservedTag(tag)) {
      genComponentModel(el, value, modifiers);
      // component v-model doesn't need extra runtime
      return false
    } else {
      // 如果不是表单使用v-model，同样会报出警告，双向绑定只针对表单控件。
      warn$1(
        "<" + (el.tag) + " v-model=\"" + value + "\">: " +
        "v-model is not supported on this element type. " +
        'If you are working with contenteditable, it\'s recommended to ' +
        'wrap a library dedicated for that purpose inside a custom component.',
        el.rawAttrsMap['v-model']
      );
    }
    // ensure runtime directive metadata
    // 
    return true
  }

显然，model会对表单控件的AST树做进一步的处理，在上面的基础用法中，我们知道表单有不同的类型，每种类型对应的事件处理响应机制也不同。因此我们需要针对不同的表单控件生成不同的render函数，因此需要产生不同的AST属性。model针对不同类型的表单控件有不同的处理分支。我们重点分析普通input标签的处理，genDefaultModel分支，其他类型的分支，可以仿照下面的分析过程。

function genDefaultModel (el,value,modifiers) {
    var type = el.attrsMap.type;

    // v-model和v-bind值相同值，有冲突会报错
    {
      var value$1 = el.attrsMap['v-bind:value'] || el.attrsMap[':value'];
      var typeBinding = el.attrsMap['v-bind:type'] || el.attrsMap[':type'];
      if (value$1 && !typeBinding) {
        var binding = el.attrsMap['v-bind:value'] ? 'v-bind:value' : ':value';
        warn$1(
          binding + "=\"" + value$1 + "\" conflicts with v-model on the same element " +
          'because the latter already expands to a value binding internally',
          el.rawAttrsMap[binding]
        );
      }
    }
    // modifiers存贮的是v-model的修饰符。
    var ref = modifiers || {};
    // lazy,trim,number是可供v-model使用的修饰符
    var lazy = ref.lazy;
    var number = ref.number;
    var trim = ref.trim;
    var needCompositionGuard = !lazy && type !== 'range';
    // lazy修饰符将触发同步的事件从input改为change
    var event = lazy ? 'change' : type === 'range' ? RANGE_TOKEN : 'input';

    var valueExpression = '$event.target.value';
    // 过滤用户输入的首尾空白符
    if (trim) {
      valueExpression = "$event.target.value.trim()";
    }
    // 将用户输入转为数值类型
    if (number) {
      valueExpression = "_n(" + valueExpression + ")";
    }
    // genAssignmentCode函数是为了处理v-model的格式，允许使用以下的形式： v-model="a.b" v-model="a[b]"
    var code = genAssignmentCode(value, valueExpression);
    if (needCompositionGuard) {
      //  保证了不会在输入法组合文字过程中得到更新
      code = "if($event.target.composing)return;" + code;
    }
    //  添加value属性
    addProp(el, 'value', ("(" + value + ")"));
    // 绑定事件
    addHandler(el, event, code, null, true);
    if (trim || number) {
      addHandler(el, 'blur', '$forceUpdate()');
    }
  }

function genAssignmentCode (value,assignment) {
  // 处理v-model的格式，v-model="a.b" v-model="a[b]"
  var res = parseModel(value);
  if (res.key === null) {
    // 普通情形
    return (value + "=" + assignment)
  } else {
    // 对象形式
    return ("$set(" + (res.exp) + ", " + (res.key) + ", " + assignment + ")")
  }
}

genDefaultModel的逻辑有两部分，一部分是针对修饰符产生不同的事件处理字符串，二是为v-model产生的AST树添加属性和事件相关的属性。其中最重要的两行代码是

//  添加value属性
addProp(el, 'value', ("(" + value + ")"));
// 绑定事件属性
addHandler(el, event, code, null, true);

addHandler在之前介绍事件时分析过，他会为AST树添加事件相关的属性,同样的addProp也会为AST树添加props属性。最终AST树新增了两个属性：

回到genData,通过genDirectives处理后，原先的AST树新增了两个属性，因此在字符串生成阶段同样需要处理props和events的分支。

function genData$2 (el, state) {
  var data = '{';
  // 已经分析过的genDirectives
  var dirs = genDirectives(el, state);
  // 处理props
  if (el.props) {
    data += "domProps:" + (genProps(el.props)) + ",";
  }
  // 处理事件
  if (el.events) {
    data += (genHandlers(el.events, false)) + ",";
  }
}

最终render函数的结果为：

"_c('input',{directives:[{name:"model",rawName:"v-model",value:(message),expression:"message"}],attrs:{"type":"text"},domProps:{"value":(message)},on:{"input":function($event){if($event.target.composing)return;message=$event.target.value}}})"

<input type="text" v-model="value"> 如果觉得上面的流程分析啰嗦，可以直接看下面的结论，对比模板和生成的render函数,我们可以得到：

1. input标签所有属性，包括指令相关的内容都是以data属性的形式作为参数的整体传入_c(即：createElement)函数。
1. input type的类型，在data属性中，以attrs键值对存在。
1. v-model会有对应的directives属性描述指令的相关信息。
1. 为什么说v-model是一个语法糖，从render函数的最终结果可以看出，它最终以两部分形式存在于input标签中，一个是将value1以props的形式存在(domProps)中，另一个是以事件的形式存储input事件，并保留在on属性中。
1. 重要的一个关键，事件用$event.target.composing属性来保证不会在输入法组合文字过程中更新数据,这点我们后面会再次提到。

11.1.4 patch真实节点

在patch之前还有一个生成vnode的过程，这个过程没有什么特别之处，所有的包括指令，属性会以data属性的形式传递到构造函数Vnode中，最终的Vnode拥有directives,domProps,on属性：

有了Vnode之后紧接着会执行patchVnode,patchVnode过程是一个真实节点创建的过程，其中的关键是createElm方法，这个方法我们在不同的场合也分析过，前面的源码得到指令相关的信息也会保留在vnode的data属性里，所以对属性的处理也会走invokeCreateHooks逻辑。

function createElm() {
  ···
  // 针对指令的处理
   if (isDef(data)) {
      invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue);
    }
}

invokeCreateHooks会调用定义好的钩子函数，对vnode上定义的属性，指令，事件等进行真实DOM的处理，步骤包括以下(不包含全部)：

1. updateDOMProps会利用vnode data上的domProps更新input标签的value值;
1. updateAttrs会利用vnode data上的attrs属性更新节点的属性值;
1. updateDomListeners利用vnode data上的on属性添加事件监听。

因此v-model语法糖最终反应的结果，是通过监听表单控件自身的input事件(其他类型有不同的监听事件类型)，去影响自身的value值。如果没有v-model的语法糖，我们可以这样写： <input type="text" :value="message" @input="(e) => { this.message = e.target.value }" >

11.1.5 语法糖的背后

然而v-model仅仅是起到合并语法，创建一个新的语法糖的意义吗？ **显然答案是否定的，对于需要使用输入法 (如中文、日文、韩文等) 的语言，你会发现 v-model 不会在输入法组合文字过程中得到更新。**这就是v-model的一个重要的特点。它会在事件处理这一层添加新的事件监听compositionstart,compositionend，他们会分别在语言输入的开始和结束时监听到变化，只要借助$event.target.composing，就可以设计出只会在输入法组合文字的结束阶段才更新数据，这有利于提高用户的使用体验。这一部分我想借助脱离框架的表单来帮助理解。

脱离框架的一个视图响应数据的实现（效果类似于v-model）：

// html
<input type="text" id="inputValue">
<span id="showValue"></span>

// js

<script>
    let input = document.getElementById('inputValue');
    let show = document.getElementById('showValue');
    input.value = 123;
    show.innerText = input.value

    function onCompositionStart(e) {
      e.target.composing = true;
    }

    function onCompositionEnd(e) {
      if (!e.target.composing) {
        return
      }
      e.target.composing = false;
      show.innerText = e.target.value
    }
    function onInputChange(e) {
      // e.target.composing表示是否还在输入中
      if(e.target.composing)return;
      show.innerText = e.target.value
    }
    input.addEventListener('input', onInputChange)
    input.addEventListener('compositionstart', onCompositionStart)// 组合输入开始
    input.addEventListener('compositionend', onCompositionEnd) // 组合输入结束
</script>

11.2 组件使用`v-model`

最后我们简单说说在父组件中使用v-model,可以先看结论，组件上使用v-model本质上是子父组件通信的语法糖。先看一个简单的使用例子。

 var child = {
    template: '<div><input type="text" :value="value" @input="emitEvent">{{value}}</div>',    methods: {      emitEvent(e) {        this.$emit('input', e.target.value)      }    },    props: ['value']  } new Vue({   data() {     return {       message: 'test'     }   },   components: {     child   },   template: '<div id="app"><child v-model="message"></child></div>',   el: '#app'
 })

父组件上使用v-model, 子组件默认会利用名为 value 的 prop 和名为 input 的事件，当然像select表单会以其他默认事件的形式存在。分析源码的过程也大致类似，这里只列举几个特别的地方。

AST生成阶段和普通表单控件的区别在于，当遇到child时，由于不是普通的html标签，会执行getComponentModel的过程,而getComponentModel的结果是在AST树上添加model的属性。

function model() {
  if (!config.isReservedTag(tag)) {
    genComponentModel(el, value, modifiers);
  }
}

function genComponentModel (el,value,modifiers) {
    var ref = modifiers || {};
    var number = ref.number;
    var trim = ref.trim;

    var baseValueExpression = '?v';
    var valueExpression = baseValueExpression;
    if (trim) {
      valueExpression =
        "(typeof " + baseValueExpression + " === 'string'" +        "? " + baseValueExpression + ".trim()" +        ": " + baseValueExpression + ")";    }    if (number) {      valueExpression = "_n(" + valueExpression + ")";    }    var assignment = genAssignmentCode(value, valueExpression);    // 在ast树上添加model属性，其中有value，expression，callback属性    el.model = {      value: ("(" + value + ")"),      expression: JSON.stringify(value),      callback: ("function (" + baseValueExpression + ") {" + assignment + "}")    };  }

最终AST树的结果：

{
  model: {
    callback: "function ($$v) {message=$$v}"
    expression: ""message""
    value: "(message)"
  }
}

经过对AST树的处理后，回到genData$2的流程，由于有了model属性，父组件拼接的字符串会做进一步处理。

function genData$2 (el, state) { 
  var data = '{';
  var dirs = genDirectives(el, state);
  ···
  // v-model组件的render函数处理
  if (el.model) {
    data += "model:{value:" + (el.model.value) + ",callback:" + (el.model.callback) + ",expression:" + (el.model.expression) + "},";
  }
  ···
  return data
}

因此，父组件最终的render函数表现为： "_c('child',{model:{value:(message),callback:function (?v) {message=?v},expression:"message"}})"

子组件的创建阶段照例会执行createComponent，其中针对model的逻辑需要特别说明。

function createComponent() {
  // transform component v-model data into props & events
  if (isDef(data.model)) {
    // 处理父组件的v-model指令对象
    transformModel(Ctor.options, data);
  }
}

function transformModel (options, data) {
  // prop默认取的是value，除非配置上有model的选项
  var prop = (options.model && options.model.prop) || 'value';

  // event默认取的是input，除非配置上有model的选项
  var event = (options.model && options.model.event) || 'input'
  // vnode上新增props的属性，值为value
  ;(data.attrs || (data.attrs = {}))[prop] = data.model.value;

  // vnode上新增on属性，标记事件
  var on = data.on || (data.on = {});
  var existing = on[event];
  var callback = data.model.callback;
  if (isDef(existing)) {
    if (
      Array.isArray(existing)
        ? existing.indexOf(callback) === -1
        : existing !== callback
    ) {
      on[event] = [callback].concat(existing);
    }
  } else {
    on[event] = callback;
  }
}

从transformModel的逻辑可以看出，子组件vnode会为data.props 添加 data.model.value，并且给data.on 添加data.model.callback。因此父组件v-model语法糖本质上可以修改为 '<child :value="message" @input="function(e){message = e}"></child>'

显然，这种写法就是事件通信的写法，这个过程又回到对事件指令的分析过程了。因此我们可以很明显的意识到，组件使用v-model本质上还是一个子父组件通信的语法糖。