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了解CSS Module作用域隔離原理

開發(fā) 前端
我們知道,Javascript發(fā)展到現(xiàn)在出現(xiàn)了眾多模塊化規(guī)范,比如AMD、CMD、 Common JS、ESModule等,這些模塊化規(guī)范能夠讓我們的JS實(shí)現(xiàn)作用域隔離。

CSS Module出現(xiàn)的背景?

我們知道,Javascript發(fā)展到現(xiàn)在出現(xiàn)了眾多模塊化規(guī)范,比如AMD、CMD、 Common JS、ESModule等,這些模塊化規(guī)范能夠讓我們的JS實(shí)現(xiàn)作用域隔離。但CSS卻并沒有這么幸運(yùn),發(fā)展到現(xiàn)在卻一直沒有模塊化規(guī)范,由于CSS是 根據(jù)選擇器去全局匹配元素的,所以入鍋你在頁面的兩個(gè)不同的地方定義了一個(gè)相同的類名,先定義的樣式就會(huì)被后定義的覆蓋掉。由于這個(gè)原因,CSS的命名沖突一直困擾著前端人員。

這種現(xiàn)狀是前端開發(fā)者不能接受的,所以CSS社區(qū)也誕生了各種各樣的CSS模塊化解決方案(這并不是規(guī)范),比如:

  • 「命名方法:」人為約定命名規(guī)則
  • 「scoped:」vue中常見隔離方式
  • 「CSS Module:」 每個(gè)文件都是一個(gè)獨(dú)立的模塊
  • 「CSS-in-JS:」這個(gè)常見于react、 JSX中

現(xiàn)在來看CSS Module是目前最為流行的一種解決方案,它能夠與CSS預(yù)處理器搭配使用在各種框架中。

CSS Module?

CSS Module的流行源于React社區(qū),它獲得了社區(qū)的迅速采用,后面由于Vue-cli對其集成后開箱即用的支持,將其推到了一個(gè)新高度。

局部作用域

在w3c 規(guī)范中,CSS 始終是「全局生效的」。在傳統(tǒng)的 web 開發(fā)中,最為頭痛的莫過于處理 CSS 問題。因?yàn)槿中?,明明定義了樣式,但就是不生效,原因可能是被其他樣式定義所強(qiáng)制覆蓋。

產(chǎn)生局部作用域的唯一方法就是為樣式取一個(gè)獨(dú)一無二的名字,CSS Module也就是用這個(gè)方法來實(shí)現(xiàn)作用域隔離的。

在CSS Module中可以使用:local(className)來聲明一個(gè)局部作用域的CSS規(guī)則。

:local(.qd_btn) {
border-radius: 8px;
color: #fff;
}
:local(.qd_btn):nth(1) {
color: pink;
}

:local(.qd_title) {
font-size: 20px;
}

CSS Module會(huì)對:local()包含的選擇器做localIdentName規(guī)則處理,也就是為其生成一個(gè)唯一的選擇器名稱,以達(dá)到作用域隔離的效果。

以上css經(jīng)過編譯后會(huì)生成這樣的代碼:

這里的:export是CSS Module為解決導(dǎo)出而新增的偽類,后面再進(jìn)行介紹。

全局作用域

當(dāng)然CSS Module也允許使用:global(className)來聲明一個(gè)全局作用域的規(guī)則。

:global(.qd_text) {
color: chocolate;
}

而對于:global()包含的選擇器CSS Module則不會(huì)做任何處理,因?yàn)镃SS規(guī)則默認(rèn)就是全局的。

或許很多了會(huì)好奇我們在開發(fā)過程好像很少使用到:local(),比如在vue中,我們只要在style標(biāo)簽上加上module就能自動(dòng)達(dá)到作用域隔離的效果。

是的,為了我們開發(fā)過程方便,postcss-modules-local-by-default插件已經(jīng)默認(rèn)幫我們處理了這一步,只要我們開啟了CSS模塊化,里面的CSS在編譯過程會(huì)默認(rèn)加上:local()。

Composing(組合)

組合的意思就是一個(gè)選擇器可以繼承另一個(gè)選擇器的規(guī)則。

繼承當(dāng)前文件內(nèi)容

:local(.qd_btn) {
border-radius: 8px;
color: #fff;
}

:local(.qd_title) {
font-size: 20px;
composes: qd_btn;
}

圖片


繼承其它文件

Composes 還可以繼承外部文件中的樣式

/* a.css */
:local(.a_btn) {
border: 1px solid salmon;
}
/** default.css **/
.qd_box {
border: 1px solid #ccc;
composes: a_btn from 'a.css'
}

編譯后會(huì)生成如下代碼:

導(dǎo)入導(dǎo)出

從上面的這些編譯結(jié)果我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)我們平時(shí)沒用過的偽類::import、:export。

CSS Module 內(nèi)部通過ICSS來解決CSS的導(dǎo)入導(dǎo)出問題,對應(yīng)的就是上面兩個(gè)新增的偽類。

Interoperable CSS (ICSS) 是標(biāo)準(zhǔn) CSS 的超集。

:import

語句:import允許從其他 CSS 文件導(dǎo)入變量。它執(zhí)行以下操作:

  • 獲取并處理依賴項(xiàng)
  • 根據(jù)導(dǎo)入的令牌解析依賴項(xiàng)的導(dǎo)出,并將它們匹配到localAlias
  • 在當(dāng)前文件中的某些地方(如下所述)查找和替換使用localAlias依賴項(xiàng)的exportedValue.

:export

一個(gè):export塊定義了將要導(dǎo)出給消費(fèi)者的符號(hào)??梢哉J(rèn)為它在功能上等同于以下 JS:

module.exports = {
"exportedKey": "exportedValue"
}

語法上有以下限制:export:

  • 它必須在頂層,但可以在文件中的任何位置。
  • 如果一個(gè)文件中有多個(gè),則將鍵和值組合在一起并一起導(dǎo)出。
  • 如果exportedKey重復(fù)某個(gè)特定項(xiàng),則最后一個(gè)(按源順序)優(yōu)先。
  • AnexportedValue可以包含對 CSS 聲明值有效的任何字符(包括空格)。
  • exportedValue不需要引用an ,它已被視為文字字符串。

以下是輸出可讀性所需要的,但不是強(qiáng)制的:

應(yīng)該只有一個(gè):export塊

它應(yīng)該位于文件的頂部,但在任何:import塊之后

CSS Module原理?

大概了解完CSS Module語法后,我們可以再來看看它的內(nèi)部實(shí)現(xiàn),以及它的核心原理 —— 作用域隔離。

一般來講,我們平時(shí)在開發(fā)中使用起來沒有這么麻煩,比如我們在vue項(xiàng)目中能夠做到開箱即用,最主要的插件就是css-loader,我們可以從這里入手一探究竟。

「這里大家可以思考下,?css-loader主要會(huì)依賴哪些庫來進(jìn)行處理?」

我們要知道,CSS Module新增的這些語法其實(shí)并不是CSS 內(nèi)置語法,那么它就一定需要進(jìn)行編譯處理

那么編譯CSS我們最先想到的是哪個(gè)庫?

postcss對吧?它對于CSS就像Babel對于javascript

可以安裝css-loader來驗(yàn)證一下:

圖片

跟我們預(yù)期的一致,這里我們能看到幾個(gè)以postcss-module開頭的插件,這些應(yīng)該就是實(shí)現(xiàn)CSS Module的核心插件。

從上面這些插件應(yīng)該能看出哪個(gè)才是實(shí)現(xiàn)作用域隔離的吧

  • Postcss-modules-extract-imports:導(dǎo)入導(dǎo)出功能
  • Postcss-modules-local-by-default:默認(rèn)局部作用域
  • Postcss-modules-scope:作用域隔離
  • Posts-modules-values:變量功能

編譯流程

整個(gè)流程大體上跟Babel編譯javascript類似:parse ——> transform ——> stringier

圖片

與Babel不同的是,PostCSS自身只包括css分析器,css節(jié)點(diǎn)樹API,source map生成器以及css節(jié)點(diǎn)樹拼接器。

css的組成單元是一條一條的樣式規(guī)則(rule),每一條樣式規(guī)則又包含一個(gè)或多個(gè)屬性&值的定義。所以,PostCSS的執(zhí)行過程是,先css分析器讀取css字符內(nèi)容,得到一個(gè)完整的節(jié)點(diǎn)樹,接下來,對該節(jié)點(diǎn)樹進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)換操作(基于節(jié)點(diǎn)樹API的插件),最后,由css節(jié)點(diǎn)樹拼接器將轉(zhuǎn)換后的節(jié)點(diǎn)樹重新組成css字符。期間可生成source map表明轉(zhuǎn)換前后的字符對應(yīng)關(guān)系。

CSS在編譯期間也是需要生成AST得,這點(diǎn)與Babel處理JS一樣。

AST

PostCSS的AST主要有以下這四種:

  • rule: 選擇器開頭
#main {
border: 1px solid black;
}
  • atrule: 以@開頭
@media screen and (min-width: 480px) {
body {
background-color: lightgreen;
}
}
  • decl: 具體樣式規(guī)則
border: 1px solid black;
  • comment: 注釋
/* 注釋*/

與Babel類似,這些我們同樣可以使用工具來更清晰地了解CSS 的 AST:

圖片


  • Root: 繼承自 Container。AST 的根節(jié)點(diǎn),代表整個(gè) css 文件
  • AtRule: 繼承自 Container。以 @ 開頭的語句,核心屬性為 params,例如:@import url('./default.css'),params 為url('./default.css')
  • Rule: 繼承自 Container。帶有聲明的選擇器,核心屬性為 selector,例如: .color2{},selector為.color2
  • Comment: 繼承自 Node。標(biāo)準(zhǔn)的注釋/* 注釋 */ 節(jié)點(diǎn)包括一些通用屬性:
  • type:節(jié)點(diǎn)類型
  • parent:父節(jié)點(diǎn)
  • source:存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的資源信息,計(jì)算 sourcemap
  • start:節(jié)點(diǎn)的起始位置
  • end:節(jié)點(diǎn)的終止位置
  • raws:存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的附加符號(hào),分號(hào)、空格、注釋等,在 stringify 過程中會(huì)拼接這些附加符號(hào)

安裝體驗(yàn)

npm i postcss postcss-modules-extract-imports postcss-modules-local-by-default postcss-modules-scope postcss-selector-parser

這些插件的功能我們都可以自己一一去體驗(yàn),我們先將這些主要的插件串聯(lián)起來試一試效果,再來自行實(shí)現(xiàn)一個(gè)Postcss-modules-scope插件

(async () => {
const css = await getCode('./css/default.css')
const pipeline = postcss([
postcssModulesLocalByDefault(),
postcssModulesExtractImports(),
postcssModulesScope()
])

const res = pipeline.process(css)

console.log('【output】', res.css)
})()

把這幾個(gè)核心插件集成進(jìn)來,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),我們的css中的樣式不用再寫:local也能生成唯一hash名稱了,并且也能夠?qū)肫渌募臉邮搅恕_@主要是依靠postcss-modules-local-by-default、postcss-modules-extract-imports兩個(gè)插件。

/* default.css */
.qd_box {
border: 1px solid #ccc;
composes: a_btn from 'a.css'
}
.qd_header {
display: flex;
justify-content: center;
align-items: center;
width: 100%;
composes: qd_box;
}
.qd_box {
background: coral;
}

圖片


編寫插件

現(xiàn)在我們就自己來實(shí)現(xiàn)一下類似postcss-modules-scope的插件吧,其實(shí)原理很簡單,就是遍歷AST,為選擇器生成一個(gè)唯一的名字,并將其與選擇器的名稱維護(hù)在exports里面。

主要API

說到遍歷AST,與Babel相似Post CSS也同樣提供了很多API用于操作AST:

  • 「walk:」 
  • ??walkAtRules:」  遍歷所有atrule 類型節(jié)點(diǎn)
  • 「walkRules:」 遍歷所有rule類型節(jié)點(diǎn)
  • walkComments: comment 類型節(jié)點(diǎn)
  • 「walkDecls:」 遍歷所有 decl類型節(jié)點(diǎn)

(更多內(nèi)容可在postcss文檔上查看)

有了這些API我們處理AST就非常方便了

插件格式

編寫PostCSS插件與Babel類似,我們只需要按照它的規(guī)范進(jìn)行處理AST就行,至于它的編譯以及目標(biāo)代碼生成我們都不需要關(guān)心。

const plugin = (options = {}) => {
return {
postcssPlugin: 'plugin name',
Once(root) {
// 每個(gè)文件都會(huì)調(diào)用一次,類似Babel的visitor
}
}
}

plugin.postcss = true
module.exports = plugin

核心代碼

const selectorParser = require("postcss-selector-parser");
// 隨機(jī)生成一個(gè)選擇器名稱
const createScopedName = (name) => {
const randomStr = Math.random().toString(16).slice(2);
return `_${randomStr}__${name}`;
}
const plugin = (options = {}) => {
return {
postcssPlugin: 'css-module-plugin',
Once(root, helpers) {
const exports = {};
// 導(dǎo)出 scopedName
function exportScopedName(name) {
// css名稱與其對應(yīng)的作用域名城的映射
const scopedName = createScopedName(name);
exports[name] = exports[name] || [];
if (exports[name].indexOf(scopedName) < 0) {
exports[name].push(scopedName);
}
return scopedName;
}
// 本地節(jié)點(diǎn),也就是需要作用域隔離的節(jié)點(diǎn):local()
function localizeNode(node) {
switch (node.type) {
case "selector":
node.nodes = node.map(localizeNode);
return node;
case "class":
return selectorParser.className({
value: exportScopedName(
node.value,
node.raws && node.raws.value ? node.raws.value : null
),
});
case "id": {
return selectorParser.id({
value: exportScopedName(
node.value,
node.raws && node.raws.value ? node.raws.value : null
),
});
}
}
}
// 遍歷節(jié)點(diǎn)
function traverseNode(node) {
// console.log('【node】', node)
if(options.module) {
const selector = localizeNode(node.first, node.spaces);
node.replaceWith(selector);
return node
}
switch (node.type) {
case "root":
case "selector": {
node.each(traverseNode);
break;
}
// 選擇器
case "id":
case "class":
exports[node.value] = [node.value];
break;
// 偽元素
case "pseudo":
if (node.value === ":local") {
const selector = localizeNode(node.first, node.spaces);

node.replaceWith(selector);

return;
}else if(node.value === ":global") {

}
}
return node;
}
// 遍歷所有rule類型節(jié)點(diǎn)
root.walkRules((rule) => {
const parsedSelector = selectorParser().astSync(rule);
rule.selector = traverseNode(parsedSelector.clone()).toString();
// 遍歷所有decl類型節(jié)點(diǎn) 處理 composes
rule.walkDecls(/composes|compose-with/i, (decl) => {
const localNames = parsedSelector.nodes.map((node) => {
return node.nodes[0].first.first.value;
})
const classes = decl.value.split(/\s+/);
classes.forEach((className) => {
const global = /^global\(([^)]+)\)$/.exec(className);
// console.log(exports, className, '-----')
if (global) {
localNames.forEach((exportedName) => {
exports[exportedName].push(global[1]);
});
} else if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(exports, className)) {
localNames.forEach((exportedName) => {
exports[className].forEach((item) => {
exports[exportedName].push(item);
});
});
} else {
console.log('error')
}
});

decl.remove();
});

});

// 處理 @keyframes
root.walkAtRules(/keyframes$/i, (atRule) => {
const localMatch = /^:local\((.*)\)$/.exec(atRule.params);

if (localMatch) {
atRule.params = exportScopedName(localMatch[1]);
}
});
// 生成 :export rule
const exportedNames = Object.keys(exports);

if (exportedNames.length > 0) {
const exportRule = helpers.rule({ selector: ":export" });

exportedNames.forEach((exportedName) =>
exportRule.append({
prop: exportedName,
value: exports[exportedName].join(" "),
raws: { before: "\n " },
})
);
root.append(exportRule);
}
},
}
}
plugin.postcss = true
module.exports = plugin

使用

(async () => {
const css = await getCode('./css/index.css')
const pipeline = postcss([
postcssModulesLocalByDefault(),
postcssModulesExtractImports(),
require('./plugins/css-module-plugin')()
])
const res = pipeline.process(css)
console.log('【output】', res.css)
})()


責(zé)任編輯:華軒 來源: 前端南玖
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