终于搞懂了！原来vue3中template使用ref无需.value是因为这个

前言

众所周知，vue3的template中使用ref变量无需使用.value。还可以在事件处理器中进行赋值操作时，无需使用.value就可以直接修改ref变量的值，比如：change msg。你猜vue是在编译时就已经在代码中生成了.value，还是运行时使用Proxy拦截的方式去实现的呢？注：本文中使用的vue版本为3.4.19。
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看个demo

看个简单的demo，代码如下：

1. <template>
2.   <p>{{ msg }}</p>
3.   <button @click="msg = 'Hello Vue3'">change msg</button>
4. </template>

复制代码

上面的代码很简单，在script中想要访问msg变量的值需要使用msg.value。但是在template中将msg变量渲染到p标签上面时就是直接使用{{ msg }}，在click的事件处理器中给msg变量赋新的值时也没有使用到.value。
然后在浏览器中找到上面这个vue文件编译后的样子，在之前的文章中已经讲过很多次如何在浏览器中查看编译后的vue文件，这篇文章就不赘述了。编译后的代码如下：

1. import {
2.   Fragment as _Fragment,
3.   createElementBlock as _createElementBlock,
4.   createElementVNode as _createElementVNode,
5.   defineComponent as _defineComponent,
6.   openBlock as _openBlock,
7.   toDisplayString as _toDisplayString,
8.   ref,
9. } from "/node_modules/.vite/deps/vue.js?v=23bfe016";
11. const _sfc_main = _defineComponent({
12.   __name: "index",
13.   setup() {
14.     const msg = ref("Hello World");
15.     console.log(msg.value);
16.     const __returned__ = { msg };
17.     return __returned__;
18.   },
19. });
21. function _sfc_render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
22.   return (
23.     _openBlock(),
24.     _createElementBlock(
25.       _Fragment,
26.       null,
27.       [
28.         _createElementVNode("p", null, _toDisplayString($setup.msg), 1),
29.         _createElementVNode(
30.           "button",
31.           {
32.             onClick:
33.               _cache[0] ||
34.               (_cache[0] = ($event) => ($setup.msg = "Hello Vue3")),
35.           },
36.           "change msg"
37.         ),
38.       ],
39.       64
40.     )
41.   );
42. }
43. _sfc_main.render = _sfc_render;
44. export default _sfc_main;

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vue文件编译后的代码主要分为两块：_sfc_main和_sfc_render。

• _sfc_main中主要是setup方法，这个是vue的<script setup lang="ts">部分编译后的样子。从上面可以看到在编译后的setup方法中，访问msg变量时依然使用了msg.value，并且在setup方法中return了{ msg }对象。
  
• _sfc_render就是我们熟悉的render函数，在render函数中渲染p标签部分的内容是：_toDisplayString($setup.msg)。很明显这个toDisplayString就是一个将输入值转换为字符串的函数，并没有处理.value。
  $setup.msg中的$setup.，我想你猜到了应该和前面这个setup方法中return的{ msg }对象有关，但是又不是直接使用setup方法中return的{ msg }对象，因为使用setup中的msg变量需要使用.value，在编译后的render函数中并没有帮我们自动生成一个.value，比如这样的代码：$setup.msg.value。
  同样的在render函数中，button的click事件给msg变量赋值时也没有帮我们生成一个类似于这样的代码：$setup.msg.value = "Hello Vue3"，而是$setup.msg = "Hello Vue3"。
  从render函数中可以看出在template中使用ref变量无需使用.value，并不是编译时就已经在代码中生成了.value，比如$setup.msg.value，而是通过Proxy的方式去实现的。
  

render函数

在render函数中读和写msg变量都变成了$setup.msg，而这个$setup对象又是调用render函数时传入的第四个参数。现在我们需要搞清楚调用render函数时传入的第四个参数到底是什么？给render函数打一个断点，刷新页面，此时代码走到了断点里面，如下图：

右边的Call Stack表示当前函数的调用链，从调用链中可以看到render函数是由一个名为renderComponentRoot的函数调用的。
点击Call Stack中的renderComponentRoot，代码会跳转到renderComponentRoot函数中，在我们这个场景中简化后的renderComponentRoot函数代码如下：

1. function renderComponentRoot(instance) {
2.   const {
3.     props,
4.     data,
5.     setupState,
6.     render: render2,
7.     // 省略...
8.   } = instance;
10.   render2.call(
11.     thisProxy,
12.     proxyToUse,
13.     renderCache,
14.     props,
15.     setupState,
16.     data,
17.     ctx
18.   );
19. }

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这里的render2也就是我们的render函数，由于使用了.call，所以调用render函数时传入的第四个参数为setupState对象。而setupState对象的值又是从instance.setupState而来的。
通过debug调试render函数我们发现，在render函数中渲染msg变量是使用$setup.msg，而$setup对象的值是从instance.setupState对象上面来的。
前面讲过了编译后的setup方法会返回一个包含msg属性的对象，而这个$setup对象也就是instance.setupState肯定是和setup方法返回的对象有关系的。所以接下来我们需要去debug调试setup方法搞清楚他们到底是什么关系。
setup方法

将render函数中的断点去掉，然后给setup方法打一个断点。刷新页面，此时代码会走到断点中，如下图：

同理在Call Stack中可以看到调用setup方法的是callWithErrorHandling函数，点击Call Stack中的callWithErrorHandling，代码会跳转到callWithErrorHandling函数中。代码如下：

1. function callWithErrorHandling(fn, instance, type, args) {
2.   try {
3.     return args ? fn(...args) : fn();
4.   } catch (err) {
5.     handleError(err, instance, type);
6.   }
7. }

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从上面可以看到在callWithErrorHandling函数中只是进行了错误处理，并不是我们想要找的。
setupStatefulComponent函数

从Call Stack中可以看到调用callWithErrorHandling函数的是setupStatefulComponent函数，点击Call Stack中的setupStatefulComponent，代码会跳转到setupStatefulComponent函数中。在我们这个场景中简化后的setupStatefulComponent函数代码如下：

1. function setupStatefulComponent(instance) {
2.   const Component = instance.type;
3.   const { setup } = Component;
4.   const setupResult = callWithErrorHandling(setup, instance);
5.   handleSetupResult(instance, setupResult);
6. }

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从上面的代码可以看到确实是使用callWithErrorHandling函数执行了setup方法，并且还将setup方法的返回值对象赋值给了setupResult变量。然后以instance（vue实例）和setupResult（setup方法的返回值）为参数，调用了handleSetupResult函数。
handleSetupResult函数

将断点走进handleSetupResult函数，在我们这个场景中简化后的handleSetupResult函数代码如下：

1. function handleSetupResult(instance, setupResult) {
2.   instance.setupState = proxyRefs(setupResult);
3. }

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我们在render函数中渲染msg变量是使用$setup.msg，而$setup对象的值是从instance.setupState对象上面来的。
现在我们已经找到了instance.setupState是在这里赋值的，它的值是proxyRefs函数的返回结果。
proxyRefs函数

将断点走进proxyRefs函数，代码如下：

1. function proxyRefs(objectWithRefs) {
2.   return isReactive(objectWithRefs)
3.     ? objectWithRefs
4.     : new Proxy(objectWithRefs, shallowUnwrapHandlers);
5. }

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这个isReactive函数是vue暴露出来的一个API，它的作用是检查一个对象是否是由 reactive() 或 shallowReactive() 创建的代理。
这里的objectWithRefs对象就是setup方法的返回值对象，通过前面我们知道setup方法的返回值对象就是一个普通的js对象，并不是reactive的。所以proxyRefs函数会返回三目运算符冒号（:）后面的表达式，也就是使用Proxy创建的setup方法返回值对象代理。
我们接着来看shallowUnwrapHandlers里面做了哪些事情，代码如下：

1. const shallowUnwrapHandlers = {
2.   get: (target, key, receiver) => unref(Reflect.get(target, key, receiver)),
3.   set: (target, key, value, receiver) => {
4.     const oldValue = target[key];
5.     if (isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
6.       oldValue.value = value;
7.       return true;
8.     } else {
9.       return Reflect.set(target, key, value, receiver);
10.     }
11.   },
12. };

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这个handler包含get和set方法，会对setup的返回值对象进行拦截。
当在render函数中渲染p标签时会去读$setup.msg，就会走到get的拦截中。在get方法中使用到了Reflect.get方法和unref函数。

• Reflect.get(target, key, receiver)的作用是获取target对象的key属性，在我们这里就是获取setup返回值对象的msg属性，也就是我们定义的msg变量。并且这个msg变量是一个ref。
  
• 将Reflect.get方法拿到的msg变量传给unref函数，这个unref函数同样是暴露出来的一个API。如果参数是 ref，则返回内部值，否则返回参数本身。这是 val = isRef(val) ? val.value : val 计算的一个语法糖。
  经过unref函数的处理后，在get拦截中return的就是.value后的内容，也就是msg.value。
  所以在template中使用ref变量无需使用.value，是因为在Proxy的get拦截中已经帮我们自动处理了.value。
  当在render函数中去对ref变量进行赋值，比如：change msg。
  就会走到set拦截中，首先会执行const oldValue = target[key]。这里的key就是"msg"，target就是setup函数返回值对象。使用oldValue就是msg变量，是一个ref。
  

由于我们在click事件中要将msg赋值成'Hello Vue3'字符串，所以在set拦截中拿到的新value为'Hello Vue3'字符串。
接着执行if (isRef(oldValue) && !isRef(value))判断，这里的oldValue前面已经讲过了是一个名为msg的ref变量，所以isRef(oldValue) 为true。value为'Hello Vue3'字符串，所以!isRef(value)也是为true。
代码就会走进if判断中执行oldValue.value = value，也就是在执行msg.value = 'Hello Vue3'。
所以在template中给ref变量赋值无需使用.value，是因为在Proxy的set拦截中也帮我们自动处理了.value。
总结

整个流程图如下：

在vue3的template中使用ref变量无需使用.value，是因为有个Proxy的get拦截，在get拦截中会自动帮我们去取ref变量的.value属性。
同样的在template中对ref变量进行赋值也无需使用.value，也是有个Proxy的set拦截，在set拦截中会自动帮我们去给ref变量的.value属性进行赋值。
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