# v-model

很多同学在理解 Vue 的时候都把 Vue 的数据响应原理理解为双向绑定,但实际上这是不准确的,我们之前提到的数据响应,都是通过数据的改变去驱动 DOM 视图的变化,而双向绑定除了数据驱动 DOM 外, DOM 的变化反过来影响数据,是一个双向关系,在 Vue 中,我们可以通过 v-model 来实现双向绑定。

v-model 即可以作用在普通表单元素上,又可以作用在组件上,它其实是一个语法糖,接下来我们就来分析 v-model 的实现原理。

# 表单元素

为了更加直观,我们还是结合示例来分析:

let vm = new Vue({
  el: '#app',
  template: '<div>'
  + '<input v-model="message" placeholder="edit me">' +
  '<p>Message is: {{ message }}</p>' +
  '</div>',
  data() {
    return {
      message: ''
    }
  }
})

这是一个非常简单 demo,我们在 input 元素上设置了 v-model 属性,绑定了 message,当我们在 input 上输入了内容,message 也会同步变化。接下来我们就来分析 Vue 是如何实现这一效果的,其实非常简单。

也是先从编译阶段分析,首先是 parse 阶段, v-model 被当做普通的指令解析到 el.directives 中,然后在 codegen 阶段,执行 genData 的时候,会执行 const dirs = genDirectives(el, state),它的定义在 src/compiler/codegen/index.js 中:

function genDirectives (el: ASTElement, state: CodegenState): string | void {
  const dirs = el.directives
  if (!dirs) return
  let res = 'directives:['
  let hasRuntime = false
  let i, l, dir, needRuntime
  for (i = 0, l = dirs.length; i < l; i++) {
    dir = dirs[i]
    needRuntime = true
    const gen: DirectiveFunction = 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:"${dir.arg}"` : ''
      }${
        dir.modifiers ? `,modifiers:${JSON.stringify(dir.modifiers)}` : ''
      }},`
    }
  }
  if (hasRuntime) {
    return res.slice(0, -1) + ']'
  }
}

genDrirectives 方法就是遍历 el.directives,然后获取每一个指令对应的方法 const gen: DirectiveFunction = state.directives[dir.name],这个指令方法实际上是在实例化 CodegenState 的时候通过 option 传入的,这个 option 就是编译相关的配置,它在不同的平台下配置不同,在 web 环境下的定义在 src/platforms/web/compiler/options.js 下:

export const baseOptions: CompilerOptions = {
  expectHTML: true,
  modules,
  directives,
  isPreTag,
  isUnaryTag,
  mustUseProp,
  canBeLeftOpenTag,
  isReservedTag,
  getTagNamespace,
  staticKeys: genStaticKeys(modules)
}

directives 定义在 src/platforms/web/compiler/directives/index.js 中:

export default {
  model,
  text,
  html
}

那么对于 v-model 而言,对应的 directive 函数是在 src/platforms/web/compiler/directives/model.js 中定义的 model 函数:

export default function model (
  el: ASTElement,
  dir: ASTDirective,
  _warn: Function
): ?boolean {
  warn = _warn
  const value = dir.value
  const modifiers = dir.modifiers
  const tag = el.tag
  const type = el.attrsMap.type

  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    // inputs with type="file" are read only and setting the input's
    // value will throw an error.
    if (tag === 'input' && type === 'file') {
      warn(
        `<${el.tag} v-model="${value}" type="file">:\n` +
        `File inputs are read only. Use a v-on:change listener instead.`
      )
    }
  }

  if (el.component) {
    genComponentModel(el, value, modifiers)
    // component v-model doesn't need extra runtime
    return false
  } else if (tag === 'select') {
    genSelect(el, value, modifiers)
  } else if (tag === 'input' && type === 'checkbox') {
    genCheckboxModel(el, value, modifiers)
  } else if (tag === 'input' && type === 'radio') {
    genRadioModel(el, value, modifiers)
  } else if (tag === 'input' || tag === '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 if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    warn(
      `<${el.tag} v-model="${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.'
    )
  }

  // ensure runtime directive metadata
  return true
}

也就是说我们执行 needRuntime = !!gen(el, dir, state.warn) 就是在执行 model 函数,它会根据 AST 元素节点的不同情况去执行不同的逻辑,对于我们这个 case 而言,它会命中 genDefaultModel(el, value, modifiers) 的逻辑,稍后我们也会介绍组件的处理,其它分支同学们可以自行去看。我们来看一下 genDefaultModel 的实现:

function genDefaultModel (
  el: ASTElement,
  value: string,
  modifiers: ?ASTModifiers
): ?boolean {
  const type = el.attrsMap.type

  // warn if v-bind:value conflicts with v-model
  // except for inputs with v-bind:type
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    const value = el.attrsMap['v-bind:value'] || el.attrsMap[':value']
    const typeBinding = el.attrsMap['v-bind:type'] || el.attrsMap[':type']
    if (value && !typeBinding) {
      const binding = el.attrsMap['v-bind:value'] ? 'v-bind:value' : ':value'
      warn(
        `${binding}="${value}" conflicts with v-model on the same element ` +
        'because the latter already expands to a value binding internally'
      )
    }
  }

  const { lazy, number, trim } = modifiers || {}
  const needCompositionGuard = !lazy && type !== 'range'
  const event = lazy
    ? 'change'
    : type === 'range'
      ? RANGE_TOKEN
      : 'input'

  let valueExpression = '$event.target.value'
  if (trim) {
    valueExpression = `$event.target.value.trim()`
  }
  if (number) {
    valueExpression = `_n(${valueExpression})`
  }

  let code = genAssignmentCode(value, valueExpression)
  if (needCompositionGuard) {
    code = `if($event.target.composing)return;${code}`
  }

  addProp(el, 'value', `(${value})`)
  addHandler(el, event, code, null, true)
  if (trim || number) {
    addHandler(el, 'blur', '$forceUpdate()')
  }
}

genDefaultModel 函数先处理了 modifiers,它的不同主要影响的是 eventvalueExpression 的值,对于我们的例子,eventinputvalueExpression$event.target.value。然后去执行 genAssignmentCode 去生成代码,它的定义在 src/compiler/directives/model.js 中:

/**
 * Cross-platform codegen helper for generating v-model value assignment code.
 */
export function genAssignmentCode (
  value: string,
  assignment: string
): string {
  const res = parseModel(value)
  if (res.key === null) {
    return `${value}=${assignment}`
  } else {
    return `$set(${res.exp}, ${res.key}, ${assignment})`
  }
}

该方法首先对 v-model 对应的 value 做了解析,它处理了非常多的情况,对我们的例子,value 就是 messgae,所以返回的 res.keynull,然后我们就得到 ${value}=${assignment},也就是 message=$event.target.value。然后我们又命中了 needCompositionGuard 为 true 的逻辑,所以最终的 codeif($event.target.composing)return;message=$event.target.value

code 生成完后,又执行了 2 句非常关键的代码:

addProp(el, 'value', `(${value})`)
addHandler(el, event, code, null, true)

这实际上就是 input 实现 v-model 的精髓,通过修改 AST 元素,给 el 添加一个 prop,相当于我们在 input 上动态绑定了 value,又给 el 添加了事件处理,相当于在 input 上绑定了 input 事件,其实转换成模板如下:

<input
  v-bind:value="message"
  v-on:input="message=$event.target.value">

其实就是动态绑定了 inputvalue 指向了 messgae 变量,并且在触发 input 事件的时候去动态把 message 设置为目标值,这样实际上就完成了数据双向绑定了,所以说 v-model 实际上就是语法糖。

再回到 genDirectives,它接下来的逻辑就是根据指令生成一些 data 的代码:

if (needRuntime) {
  hasRuntime = true
  res += `{name:"${dir.name}",rawName:"${dir.rawName}"${
    dir.value ? `,value:(${dir.value}),expression:${JSON.stringify(dir.value)}` : ''
  }${
    dir.arg ? `,arg:"${dir.arg}"` : ''
  }${
    dir.modifiers ? `,modifiers:${JSON.stringify(dir.modifiers)}` : ''
  }},`
}

对我们的例子而言,最终生成的 render 代码如下:

with(this) {
  return _c('div',[_c('input',{
    directives:[{
      name:"model",
      rawName:"v-model",
      value:(message),
      expression:"message"
    }],
    attrs:{"placeholder":"edit me"},
    domProps:{"value":(message)},
    on:{"input":function($event){
      if($event.target.composing)
        return;
      message=$event.target.value
    }}}),_c('p',[_v("Message is: "+_s(message))])
    ])
}

关于事件的处理我们之前的章节已经分析过了,所以对于 inputv-model 而言,完全就是语法糖,并且对于其它表单元素套路都是一样,区别在于生成的事件代码会略有不同。

v-model 除了作用在表单元素上,新版的 Vue 还把这一语法糖用在了组件上,接下来我们来分析它的实现。

# 组件

为了更加直观,我们也是通过一个例子分析:

let Child = {
  template: '<div>'
  + '<input :value="value" @input="updateValue" placeholder="edit me">' +
  '</div>',
  props: ['value'],
  methods: {
    updateValue(e) {
      this.$emit('input', e.target.value)
    }
  }
}

let vm = new Vue({
  el: '#app',
  template: '<div>' +
  '<child v-model="message"></child>' +
  '<p>Message is: {{ message }}</p>' +
  '</div>',
  data() {
    return {
      message: ''
    }
  },
  components: {
    Child
  }
})

可以看到,父组件引用 child 子组件的地方使用了 v-model 关联了数据 message;而子组件定义了一个 valueprop,并且在 input 事件的回调函数中,通过 this.$emit('input', e.target.value) 派发了一个事件,为了让 v-model 生效,这两点是必须的。

接着我们从源码角度分析实现原理,还是从编译阶段说起,对于父组件而言,在编译阶段会解析 v-modle 指令,依然会执行 genData 函数中的 genDirectives 函数,接着执行 src/platforms/web/compiler/directives/model.js 中定义的 model 函数,并命中如下逻辑:

else if (!config.isReservedTag(tag)) {
  genComponentModel(el, value, modifiers);
  return false
}

genComponentModel 函数定义在 src/compiler/directives/model.js 中:

export function genComponentModel (
  el: ASTElement,
  value: string,
  modifiers: ?ASTModifiers
): ?boolean {
  const { number, trim } = modifiers || {}

  const baseValueExpression = '$$v'
  let valueExpression = baseValueExpression
  if (trim) {
    valueExpression =
      `(typeof ${baseValueExpression} === 'string'` +
        `? ${baseValueExpression}.trim()` +
        `: ${baseValueExpression})`
  }
  if (number) {
    valueExpression = `_n(${valueExpression})`
  }
  const assignment = genAssignmentCode(value, valueExpression)

  el.model = {
    value: `(${value})`,
    expression: `"${value}"`,
    callback: `function (${baseValueExpression}) {${assignment}}`
  }
}

genComponentModel 的逻辑很简单,对我们的例子而言,生成的 el.model 的值为:

el.model = {
  callback:'function ($$v) {message=$$v}',
  expression:'"message"',
  value:'(message)'
}

那么在 genDirectives 之后,genData 函数中有一段逻辑如下:

if (el.model) {
  data += `model:{value:${
    el.model.value
  },callback:${
    el.model.callback
  },expression:${
    el.model.expression
  }},`
}

那么父组件最终生成的 render 代码如下:

with(this){
  return _c('div',[_c('child',{
    model:{
      value:(message),
      callback:function ($$v) {
        message=$$v
      },
      expression:"message"
    }
  }),
  _c('p',[_v("Message is: "+_s(message))])],1)
}

然后在创建子组件 vnode 阶段,会执行 createComponent 函数,它的定义在 src/core/vdom/create-component.js 中:

export function createComponent (
 Ctor: Class<Component> | Function | Object | void,
 data: ?VNodeData,
 context: Component,
 children: ?Array<VNode>,
 tag?: string
): VNode | Array<VNode> | void {
 // ...
 // transform component v-model data into props & events
 if (isDef(data.model)) {
   transformModel(Ctor.options, data)
 }

 // extract props
 const propsData = extractPropsFromVNodeData(data, Ctor, tag)
 // ...
 // extract listeners, since these needs to be treated as
 // child component listeners instead of DOM listeners
 const listeners = data.on
 // ...
 const vnode = new VNode(
   `vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,
   data, undefined, undefined, undefined, context,
   { Ctor, propsData, listeners, tag, children },
   asyncFactory
 )
 
 return vnode
}

其中会对 data.model 的情况做处理,执行 transformModel(Ctor.options, data) 方法:

// transform component v-model info (value and callback) into
// prop and event handler respectively.
function transformModel (options, data: any) {
  const prop = (options.model && options.model.prop) || 'value'
  const event = (options.model && options.model.event) || 'input'
  ;(data.props || (data.props = {}))[prop] = data.model.value
  const on = data.on || (data.on = {})
  if (isDef(on[event])) {
    on[event] = [data.model.callback].concat(on[event])
  } else {
    on[event] = data.model.callback
  }
}

transformModel 逻辑很简单,给 data.props 添加 data.model.value,并且给data.on 添加 data.model.callback,对我们的例子而言,扩展结果如下:

data.props = {
  value: (message),
}
data.on = {
  input: function ($$v) {
    message=$$v
  }
} 

其实就相当于我们在这样编写父组件:

let vm = new Vue({
  el: '#app',
  template: '<div>' +
  '<child :value="message" @input="message=arguments[0]"></child>' +
  '<p>Message is: {{ message }}</p>' +
  '</div>',
  data() {
    return {
      message: ''
    }
  },
  components: {
    Child
  }
})

子组件传递的 value 绑定到当前父组件的 message,同时监听自定义 input 事件,当子组件派发 input 事件的时候,父组件会在事件回调函数中修改 message 的值,同时 value 也会发生变化,子组件的 input 值被更新。

这就是典型的 Vue 的父子组件通讯模式,父组件通过 prop 把数据传递到子组件,子组件修改了数据后把改变通过 $emit 事件的方式通知父组件,所以说组件上的 v-model 也是一种语法糖。

另外我们注意到组件 v-model 的实现,子组件的 value prop 以及派发的 input 事件名是可配的,可以看到 transformModel 中对这部分的处理:

function transformModel (options, data: any) {
  const prop = (options.model && options.model.prop) || 'value'
  const event = (options.model && options.model.event) || 'input'
  // ...
}

也就是说可以在定义子组件的时候通过 model 选项配置子组件接收的 prop 名以及派发的事件名,举个例子:

let Child = {
  template: '<div>'
  + '<input :value="msg" @input="updateValue" placeholder="edit me">' +
  '</div>',
  props: ['msg'],
  model: {
    prop: 'msg',
    event: 'change'
  },
  methods: {
    updateValue(e) {
      this.$emit('change', e.target.value)
    }
  }
}

let vm = new Vue({
  el: '#app',
  template: '<div>' +
  '<child v-model="message"></child>' +
  '<p>Message is: {{ message }}</p>' +
  '</div>',
  data() {
    return {
      message: ''
    }
  },
  components: {
    Child
  }
})

子组件修改了接收的 prop 名以及派发的事件名,然而这一切父组件作为调用方是不用关心的,这样做的好处是我们可以把 value 这个 prop 作为其它的用途。

# 总结

那么至此,v-model 的实现就分析完了,我们了解到它是 Vue 双向绑定的真正实现,但本质上就是一种语法糖,它即可以支持原生表单元素,也可以支持自定义组件。在组件的实现中,我们是可以配置子组件接收的 prop 名称,以及派发的事件名称。