Vue.js 3.x 双向绑定原理

什么是双向绑定？

废话不多说，我们先来看一个 v-model 基本的示例：

<input type="text" v-model="search">

首先，我们要明白一点的是：v-model 的本质是指令。因此，它跟我们一般的自定义指令是一样的，需要实现 Vue.js 生命周期的钩子函数。

其次，v-model 实现了双向绑定，也就是：数据到 DOM 的单向流动、DOM 到数据的单向流动。

明白了上面这两点，再来看代码就清晰多了。

// packages/runtime-dom/src/directives/vModel.ts

export const vModelText: ModelDirective<
  HTMLInputElement | HTMLTextAreaElement
> = {
  created() {},
  mounted() {},
  beforeUpdate() {}
}

打开 v-model 的源码我们可以看到，它实现了对应的 Vue.js 生命周期钩子函数，实际上它就是一个内置的自定义指令。

那么，v-model 如何实现双向绑定的呢？具体来说，数据到 DOM 的单向流动以及DOM 到数据的单向流动是如何实现的。

数据到 DOM 的单向流动

// packages/runtime-dom/src/directives/vModel.ts

export const vModelText: ModelDirective<
  HTMLInputElement | HTMLTextAreaElement
> = {
  // set value on mounted so it's after min/max for type="range"
  mounted(el, { value }) {
    el.value = value == null ? '' : value
  }
}

数据到 DOM 的单向流动实现非常简单，一行代码就搞定了，就是把 v-model 绑定的值赋值给 el.value。

DOM 到数据的单向流动

// packages/runtime-dom/src/directives/vModel.ts

export const vModelText: ModelDirective<
  HTMLInputElement | HTMLTextAreaElement
> = {
  created(el, { modifiers: { lazy, trim, number } }, vnode) {
    el._assign = getModelAssigner(vnode)
    
    // see: https://github.com/vuejs/core/issues/3813
    const castToNumber = number || (vnode.props && vnode.props.type === 'number')
    
    // 实现 lazy 功能
    addEventListener(el, lazy ? 'change' : 'input', e => {
      // `composing=true` 时不把 DOM 的值赋值给数据
      if ((e.target as any).composing) return
      
      let domValue: string | number = el.value
      if (trim) {
        domValue = domValue.trim()
      } else if (castToNumber) {
        domValue = toNumber(domValue)
      }
      
      // DOM 的值改变时，同时改变对应的数据（即改变 v-model 上绑定的变量的值）
      el._assign(domValue)
    })
    
    // 实现 trim 功能
    if (trim) {
      addEventListener(el, 'change', () => {
        el.value = el.value.trim()
      })
    }
    
    // 不配置 lazy 时，监听的是 input 的 input 事件，它会在用户实时输入的时候触发。
    // 此外，还会多监听 compositionstart 和 compositionend 事件。
    if (!lazy) {
        // 这是因为，用户使用拼音输入法开始输入汉字时，这个事件会被触发，
        // 此时，设置 `composing=true`，在 input 事件回调里可以进行判断，避免将 DOM 的值赋值给数据，
      // 因为此时并未输入完成。
      addEventListener(el, 'compositionstart', onCompositionStart)
      
      // 当用户从输入法中确定选中了一些数据完成输入后（如中文输入法常见的按空格确认输入的文字），
      // 设置 `composing=false`，在 onCompositionEnd 中手动触发 input 事件，完成数据的赋值。
      addEventListener(el, 'compositionend', onCompositionEnd)
      
      // Safari < 10.2 & UIWebView doesn't fire compositionend when
      // switching focus before confirming composition choice
      // this also fixes the issue where some browsers e.g. iOS Chrome
      // fires "change" instead of "input" on autocomplete.
      addEventListener(el, 'change', onCompositionEnd)
    }
  }
}

function onCompositionStart(e: Event) {
  (e.target as any).composing = true
}

function onCompositionEnd(e: Event) {
  const target = e.target as any
  if (target.composing) {
    target.composing = false
    target.dispatchEvent(new Event('input'))
  }
}

const getModelAssigner = (vnode: VNode): AssignerFn => {
  const fn = vnode.props!['onUpdate:modelValue']
  return isArray(fn) ? value => invokeArrayFns(fn, value) : fn
}

代码有点多，但原理很简单：

• 通过自定义监听事件 addEventListener 来监听 input 元素的 input 或 change 事件
• 当用户手动输入数据时执行对应的函数，并通过 el.value 获取 input 的新值
• 调用 el._assign （onUpdate:modelValue 属性对应的函数）方法 v-model 绑定的值

而实现 DOM 到数据的单向流动，关键就在 onUpdate:modelValue。借助 Vue 3 Template Explorer，我们可以查看其编译后生成的 render 函数，可以发现它做所的事情并没有什么神奇的地方，就是帮我们自动更新 v-model 上绑定的变量的值。

<input type="text" v-model="search">

import { vModelText as _vModelText, withDirectives as _withDirectives, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from "vue"

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return _withDirectives((_openBlock(), _createElementBlock("input", {
    type: "text",
    
    // `onUpdate:modelValue` 所做的事，
    // 就是自动帮我们更新 `v-model` 上绑定的变量的值。
    "onUpdate:modelValue": $event => ((_ctx.search) = $event)
    
  }, null, 8 /* PROPS */, ["onUpdate:modelValue"])), [
    [_vModelText, _ctx.search]
  ])
}

除此之外，还有对 lazy 的处理、trim 的处理、数字的处理、以及解决正在输入时文本被清空的问题。

关于 onCompositionStart 和 onCompositionEnd 两个方法的作用，详见 text added with IME to input that has v-model is gone when the view is updated #2302。

一句话总结：通过使用 addEventListener 来实现 DOM 到数据的单向流动。

最后是 beforeUpdate 的实现，如果数据的值和 DOM 的值不一致，则将数据更新到 DOM：

// packages/runtime-dom/src/directives/vModel.ts

beforeUpdate(el, { value, modifiers: { lazy, trim, number } }, vnode) {
    el._assign = getModelAssigner(vnode)
    // avoid clearing unresolved text. #2302
      // 输入某些语言如中文，在没有输入完成时，在更新时会自动将已存在的文本清空，具体可见 issue#2302
    if ((el as any).composing) return
  
    if (document.activeElement === el) {
      if (lazy) {
        return
      }
      if (trim && el.value.trim() === value) {
        return
      }
      if ((number || el.type === 'number') && toNumber(el.value) === value) {
        return
      }
    }
    const newValue = value == null ? '' : value
    if (el.value !== newValue) {
      el.value = newValue
    }
  }

以上就是 text 类型的 input 元素双向绑定原理，当然 input 元素类型不止这个，还有诸如 radio、checkbox 等类型，大家有兴趣的话可以自己去看，但是原理都是相同的，就是实现两个功能：数据到 DOM 的单向流动、DOM 到数据的单向流动。