关于前端:了解CSS-Module作用域隔离原理

CSS Module呈现的背景

咱们晓得，Javascript倒退到当初呈现了泛滥模块化标准，比方AMD、CMD、 Common JS、ESModule等，这些模块化标准可能让咱们的JS实现作用域隔离。但CSS却并没有这么侥幸，倒退到当初却始终没有模块化标准，因为CSS是依据选择器去全局匹配元素的，所以如果你在页面的两个不同的中央定义了一个雷同的类名，先定义的款式就会被后定义的笼罩掉。因为这个起因，CSS的命名抵触始终困扰着前端人员。

这种现状是前端开发者不能承受的，所以CSS社区也诞生了各种各样的CSS模块化解决方案（这并不是标准），比方：

命名办法： 人为约定命名规定
scoped： vue中常见隔离形式
CSS Module： 每个文件都是一个独立的模块
CSS-in-JS： 这个常见于react、 JSX中

当初来看CSS Module是目前最为风行的一种解决方案，它可能与CSS预处理器搭配应用在各种框架中。

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CSS Module

CSS Module的风行源于React社区，它取得了社区的迅速采纳，前面因为Vue-cli对其集成后开箱即用的反对，将其推到了一个新高度。

部分作用域

在w3c 标准中，CSS 始终是「全局失效的」。在传统的 web 开发中，最为头痛的莫过于解决 CSS 问题。因为全局性，明明定义了款式，但就是不失效，起因可能是被其余款式定义所强制笼罩。

产生部分作用域的惟一办法就是为款式取一个举世无双的名字，CSS Module也就是用这个办法来实现作用域隔离的。

在CSS Module中能够应用:local(className)来申明一个部分作用域的CSS规定。

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

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

CSS Module会对:local()蕴含的选择器做localIdentName规定解决，也就是为其生成一个惟一的选择器名称，以达到作用域隔离的成果。

以上css通过编译后会生成这样的代码：

这里的:export是CSS Module为解决导出而新增的伪类，前面再进行介绍

全局作用域

当然CSS Module也容许应用:global(className)来申明一个全局作用域的规定。

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

而对于:global()蕴含的选择器CSS Module则不会做任何解决，因为CSS规定默认就是全局的。

或者很多了会好奇咱们在开发过程如同很少应用到:local()，比方在vue中，咱们只有在style标签上加上module就能主动达到作用域隔离的成果。

是的，为了咱们开发过程不便，postcss-modules-local-by-default插件曾经默认帮咱们解决了这一步，只有咱们开启了CSS模块化，外面的CSS在编译过程会默认加上:local()。

Composing(组合)

组合的意思就是一个选择器能够继承另一个选择器的规定。

继承以后文件内容

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

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

继承其它文件

Composes 还能够继承内部文件中的款式

/* a.css */
:local(.a_btn) {
    border: 1px solid salmon;
}

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

编译后会生成如下代码：

导入导出

从下面的这些编译后果咱们会发现有两个咱们平时没用过的伪类：:import、:export。

CSS Module 外部通过ICSS来解决CSS的导入导出问题，对应的就是下面两个新增的伪类。

Interoperable CSS (ICSS) 是规范 CSS 的超集。

:import

语句:import容许从其余 CSS 文件导入变量。它执行以下操作：

获取并解决依赖项
依据导入的令牌解析依赖项的导出，并将它们匹配到localAlias
在以后文件中的某些中央（如下所述）查找和替换应用localAlias依赖项的exportedValue.

:export

一个:export块定义了将要导出给消费者的符号。能够认为它在性能上等同于以下 JS：

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

语法上有以下限度:export：

它必须在顶层，但能够在文件中的任何地位。
如果一个文件中有多个，则将键和值组合在一起并一起导出。
如果exportedKey反复某个特定项，则最初一个（按源程序）优先。
AnexportedValue能够蕴含对 CSS 申明值无效的任何字符（包含空格）。
exportedValue不须要援用an ，它已被视为文字字符串。

以下是输入可读性所须要的，但不是强制的：

应该只有一个:export块
它应该位于文件的顶部，但在任何:import块之后

CSS Module原理

大略理解完CSS Module语法后，咱们能够再来看看它的外部实现，以及它的外围原理 —— 作用域隔离。

一般来讲，咱们平时在开发中应用起来没有这么麻烦，比方咱们在vue我的项目中可能做到开箱即用，最次要的插件就是css-loader，咱们能够从这里动手一探到底。

这里大家能够思考下，css-loader次要会依赖哪些库来进行解决？

咱们要晓得，CSS Module新增的这些语法其实并不是CSS 内置语法，那么它就肯定须要进行编译解决

那么编译CSS咱们最先想到的是哪个库？

postcss对吧？它对于CSS就像Babel对于javascript

能够装置css-loader来验证一下:

跟咱们预期的统一，这里咱们能看到几个以postcss-module结尾的插件，这些应该就是实现CSS Module的外围插件。

从下面这些插件名称应该能看出哪个才是实现作用域隔离的吧

Postcss-modules-extract-imports：导入导出性能
Postcss-modules-local-by-default：默认部分作用域
Postcss-modules-scope：作用域隔离
Posts-modules-values：变量性能

编译流程

整个流程大体上跟Babel编译javascript相似：parse ——> transform ——> stringier

与Babel不同的是，PostCSS本身只包含css分析器，css节点树API，source map生成器以及css节点树拼接器。

css的组成单元是一条一条的款式规定（rule），每一条款式规定又蕴含一个或多个属性&值的定义。所以，PostCSS的执行过程是，先css分析器读取css字符内容，失去一个残缺的节点树，接下来，对该节点树进行一系列转换操作（基于节点树API的插件），最初，由css节点树拼接器将转换后的节点树从新组成css字符。期间可生成source map表明转换前后的字符对应关系。

CSS在编译期间也是须要生成AST得，这点与Babel解决JS一样。

AST

PostCSS的AST次要有以下这四种：

rule: 选择器结尾

#main {
    border: 1px solid black;
}

atrule: 以@结尾

@media screen and (min-width: 480px) {
    body {
        background-color: lightgreen;
    }
}

decl: 具体款式规定

border: 1px solid black;

comment: 正文

/* 正文*/

与Babel相似，这些咱们同样能够应用工具来更清晰地理解CSS 的 AST：

Root: 继承自 Container。AST 的根节点，代表整个 css 文件
AtRule: 继承自 Container。以 @ 结尾的语句，外围属性为 params，例如： @import url('./default.css')，params 为url('./default.css')
Rule: 继承自 Container。带有申明的选择器，外围属性为 selector，例如： .color2{}，selector为.color2
Comment: 继承自 Node。规范的正文/ 正文 / 节点包含一些通用属性:
type：节点类型
parent：父节点
source：存储节点的资源信息，计算 sourcemap
start：节点的起始地位
end：节点的终止地位
raws：存储节点的附加符号，分号、空格、正文等，在 stringify 过程中会拼接这些附加符号

装置体验

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

这些插件的性能咱们都能够本人一一去体验，咱们先将这些次要的插件串联起来试一试成果，再来自行实现一个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)
})()

把这几个外围插件集成进来，咱们会发现，咱们的css中的款式不必再写:local也能生成惟一hash名称了，并且也可能导入其它文件的款式了。这次要是依附postcss-modules-local-by-default、postcss-modules-extract-imports两个插件。

/* 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;
}

编写插件

当初咱们就本人来实现一下相似postcss-modules-scope的插件吧，其实原理很简略，就是遍历AST，为选择器生成一个惟一的名字，并将其与选择器的名称保护在exports外面。

次要API

说到遍历AST，与Babel类似Post CSS也同样提供了很多API用于操作AST：

walk: 遍历所有节点信息
walkAtRules: 遍历所有atrule 类型节点
walkRules: 遍历所有rule类型节点
walkComments: 遍历所有 comment 类型节点
walkDecls: 遍历所有 decl类型节点

(更多内容可在postcss文档上查看)

有了这些API咱们解决AST就十分不便了

插件格局

编写PostCSS插件与Babel相似，咱们只须要依照它的标准进行解决AST就行，至于它的编译以及指标代码生成咱们都不须要关怀。

const plugin = (options = {}) => {
  return {
    postcssPlugin: 'plugin name',
    Once(root) {
      // 每个文件都会调用一次，相似Babel的visitor
    }
  }
}

plugin.postcss = true
module.exports = plugin

外围代码

const selectorParser = require("postcss-selector-parser");
// 随机生成一个选择器名称
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 = {};
            // 导出 scopedName
            function exportScopedName(name) {
                // css名称与其对应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;
            }
            // 本地节点，也就是须要作用域隔离的节点: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
                            ),
                        });
                    }
                }
            }
            // 遍历节点
            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;
                    }
                    // 选择器
                    case "id":
                    case "class":
                        exports[node.value] = [node.value];
                        break;
                    // 伪元素
                    case "pseudo":
                        if (node.value === ":local") {
                            const selector = localizeNode(node.first, node.spaces);

                            node.replaceWith(selector);

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

                        }
                }
                return node;
            }
            // 遍历所有rule类型节点
            root.walkRules((rule) => {
                const parsedSelector = selectorParser().astSync(rule);
                rule.selector = traverseNode(parsedSelector.clone()).toString();
                // 遍历所有decl类型节点 解决 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();
                });

            });

            // 解决 @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

应用

(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)
})()

原文首发地址点这里，欢送大家关注公众号 「前端南玖」，如果你想进前端交换群一起学习，请点这里

我是南玖，咱们下期见！！！

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继承以后文件内容

继承其它文件

导入导出

:import

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