【第1150期】CSS工程化演进

转载 2017年12月26日 00:00:00

前言

今日早读文章由饿了么@cottom分享。

@张伟,饿了么前端工程师,目前参与饿了么物流平台前端业务迭代,关注前端技术发展,业余也研究Java、Node.js等服务端开发技术,推崇各种自动化。

正文从这开始~

CSS 技术的演进

CSS 是 Web 开发中不可或缺的一部分,在前端工程化的不断进步的今天,一方面在 CSS 特性随着规范的升级越来越丰富,另一方面,前端业务复杂性的增加带来的工程愈加庞大,驱使者开发者不断寻找CSS工程化的最佳实践。

Web开发模块化趋势

不可否认,无论从现代前端框架(React,Vue,Angular,Polymer等),还是从W3C的 Web Components 草案看来,组件化已经是前端开发的主流之选和未来的发展方向,正如在 reddit 上有网友说道 “Facebook.com’s codebase includes over 20,000 components”。广义上看,所有页面上都可以被划分成一个个组件,相对于过去以网页作为开发单位,以组件为单位开发有着可复用,可扩展等等一系列有利于项目工程化的优点。
在这种组件化趋势的背景下,CSS 模块化也渐渐有有着各种尝试。

预处理与后处理

预处理

比较流行的CSS预处理器有 Sass, Less  Stylus,CSS 预处理器的出现主要针对于 CSS 缺少编程语言的灵活性而生的,是引入了一些编程概念而生的 DSL,开发者编写简介的语义化 DSL 代码,由预处理器编译成 CSS。
Sass为例,该预处理器支持.scss.sass 文件类型,其语法支持变量、选择器嵌套、继承(extend)、混合(mixin)和一些逻辑语句,同时还支持跨文件的导入功能,因而使得开发者能够很好的使用编程思想书写样式。
从实际使用情况来看,几个预处理器各有优缺点,社区活跃度上看 Sass > Less > Stylus,在于 Sass 是三个中间最早也是最成熟的,因而有着很多开源积累和很好编程范式,像内置了很多 Sass 的函数的 compass 框架,就是一个很好的例子;Less 相对于 Sass 的优点在于十分的轻量,也完全兼容 CSS,相对于但另一方面可编程能力也不如 Sass, Bootstrap 最新版本的 CSS 预处理器也从 Less 换成 Sass;Stylus 是来源于 node 社区,使用体验上并不输于 Sass 和 Less,无论是编译速度还是语法范式,个人看来,stylus 在某种程度上更加优于其他两个。

后处理

后处理器是对原生 CSS 进行处理并最终生成 CSS 的处理器,广义上还是个预处理器,与上面不同的是,它处理的对象是标准 CSS,比较典型的后处理工具有:

  • clean-css — 压缩 CSS

  • AutoPrefixer — 自动添加 CSS3 属性各浏览器的前缀

  • Rework — 取代 stylus 的插件化框架

  • PostCSS



PostCSS

PostCSS 一开始是从 AutoPrefixer 项目中抽象出来的框架,它本身并不对CSS做具体的业务操作,只是将CSS解析成抽象语法树(AST),样式的操作由之后运行的插件系统完成。正如其本身所言“Tra nsforming styles with JS plugins”



更多时候我们讨论的 PostCSS ,并不止是其解析 CSS 的核心工具,更包括它创建的插件系统,而今 PostCSS 最为吸引开发者的正是其扩展性较强的插件系统和丰富的插件支持。

常用的插件

  • autoprefixer — 自动补全CSS属性兼容性前缀

  • postcss-cssnext — 使用最新的 CSS 语法

  • postcss-modules — 组件内自动关联样式至选择器

  • stylelint — CSS 语法检查器

当然,如果已有的插件不能满足现有的需求,完全可以手写一个插件:

    // 示例 rem 转 px
var custom=function(css,opts){
   css.eachDecl(function(decl){
       decl.value=decl.value.replace(/\d+rem/,function(str){
         return16*parseFloat(str)+"px";
       });
    });
  };

当然,PostCSS 的解析并不局限于 CSS,结合它提供的自定义语法解析接口,完全可以定义自己的语法。其实类似于 postcss-scss 的插件社区已经有很多了,使用这些插件,可以将原来基于SASS,LESS等预处理器的代码迁移成至 PostCSS。相对于传统的预处理器,PostCSS这种开放平台型的体系,能够不拘束开发者的开发方式,同时也促进了更多对于 CSS 解决方案的探索。

回过头来看,为什么会有对于 CSS 的预处理操作后处理操作 ?其实主要的原因在于前端项目的膨胀使得用传统手工编写并维护 CSS 变得很不堪,根本上由于 CSS 没有缺少编程语言特性,要做到对于 CSS 代码的模块化以及高复用的抽象处理,就必须引入一些编程的思想。相对于 JS 标准推进以及基础设施的完备,CSS 在于编程方面的探索更多来自于社区,也并无统一的事实标准,这也是 CSS 发展落后于JS的原因。

namespace 约束

一方面我们需要关注技术能够带来代码上的模块化,另一方面我们又要思考如何使用一个良好的风格架构起项目中的 CSS。CSS 除了代码外,另一个很重要的就是 CSS 选择标记,但 CSS 选择器的命名空间是全局的,并没有局部的概念,因而如何利用好这个全局的空间,选择良好的结构风格,也是在开发过程中必须考虑的。

OOCSS

OOCS (Object-Oriented CSS)即面向对象 CSS,主要有两个核心原则

  • 分离结构和皮肤(separate structure and skin)
    皮肤即一些重复的视觉特征,如边框、背景、颜色,分离是为了更多的复用;结构是指元素大小特征,如高度,宽度,边距等等。

 .button{padding:10px;box-shadow:rgba(0,0,0,.5)2px2px5px;}
.widget{overflow:auto;box-shadow:rgba(0,0,0,.5)2px2px5px;}

根据此原则,我们需要对公用的皮肤进行提取并分离,如下

.button{padding:10px;}
.widget{overflow:auto;}
.skin{box-shadow:rgba(0,0,0,.5)2px2px5px;}
  • 分离容器和内容(separate container an content)
    打破容器内元素对于容器的依赖,元素样式应该独立存在。
    举个例子

<div class="container"><h2>xxx</h2></div>
.container h2 {...}

上面的h2元素依赖于父元素container, 对应此原则,h2 元素需要使用一个单独的选择器,如下

<div class="container">
 
<h2 class="category">xxx</h2>
</div>
.category {...}

从实践中看出,使用OOSCC范式,遵守了 DRY 的原则,能够大量减少重复的样式代码,提高代码复用;同时,视觉元素可以意灵活组合各个类名,展示不同的效果,丰富的类名也同时使得元素有着更好的可读性;另一方面,由于容器和内容的分离,CSS 完成了与 HTML 结构解耦。
但同时也会带来一些缺点,抽象复用会使class越来越多,极端情况会产生可能产生很多原子类,这对于那些偏向于“单一来源原则”的开发者来说并不受欢迎。

SMACSS

SMACSS(Scalable and Modular Architecture for CSS) 即模块化架构的可扩展CSS,它主要是将规则分为5类

  • 基础(Base)
    tag select的样式,定义最基础全局样式,如CSS REST

html,body,form{margin:0;padding:0;}
a
{color:#039;}
a
:hover{color:#03C;}
  • 布局(Layout)
    将页面分为各个区域的元素块

 .header{}.....footer{}
  • 模块(Module)
    可复用的单元。在模块中需要注意的是选择器一律选择 class selector,避免嵌套子选择器,减少权重,方便外部覆盖。

<divclass="pod pod-constrained">...</div>
<divclass
="pod pod-callout">...</div>
.pod { width: 100%; } .pod .pod-callout { width: 200px; } .pod .pod-constrained{}
  • 状态(State)
    状态 class 一般通过js动态挂载到元素上,可以根据状态覆盖元素上特定属性。

 .tab{background-color:purple;...}
.is-tab-active{background-color:white;}
  • 主题(Theme)
    可选的视觉外观。一般根据需求有颜色,字体,布局等等,实现是将这些样式单独抽出来,根据外部条件( data 属性,媒体查询等)动态设置。

SMACSS 的主要优点在于按照不同的业务逻辑,将整个 CSS 结构化分更加细致,约束好命名,最小化深度,在编写的时候,使用SMACSS规范能够更好的组织好 CSS 文件结构和 class 命名。

BEM

BEM Block Element Modifier;类名命名规则: Block__Element—Modifier

  • Block 所属组件名称

  • Element 组件内元素名称

  • Modifier 元素或组件修饰符

其核心思想就是组件化。首先一个页面可以按层级依次划分未多个组件,其次就是单独标记这些元素。BEM通过简单的块、元素、修饰符的约束规则确保类名的唯一,同时将类选择器的语义化提升了一个新的高度。

<formclass="form form--theme-xmas form--simple">
   <inputclass
="form__input"type="text"/><inputclass="form__submit form__submit--disabled"type="submit"/>
</form>

   .form { }    .form--theme-xmas { }    .form--simple { }    .form__input { }    .form__submit { }    .form__submit--disabled { }

BEM 通过简单的命名规则使得关联类名元素语义性、可读性更强,利于项目管理和多人协作;同时 BEM 方案中并没有嵌套,所有类名最浅深度,并不会出现嵌套过深难以覆盖的情况,易于维护、复用;

另一方面,BEM 强调单一职责原则和单一样式来源原则,意味着传统纯手工 CSS 可能会产生大量重复的代码,但是结合各种 CSS 预处理和 PostCSS 就可以很好的避免问题的产生。另外,虽说股则简单,但在实际使用中,维护 BEM 的命名确实需要一些成本,很多时候命名反而成了一件难事。

CSS IN JS

css in js的方案一开始是由 facebook 工程师 vjeux在一次分享中提出的,针对于 CSS 在React开发中遇到的各种问题,随后社区涌现了各种各样的方案。

虽然以上模块化的命名约定可以解决风格上的问题,但正如上面而言,也引入一些成本。而对于一些高复用的组件,使用以上高度语义化的方案是个很好的选择,这种成本是必需的,但对于没有复用的业务组件来说,显然这种命名的成本大于收益,特别是在多人协作时候,另外面对现代前端框架的发展,纯靠 CSS 方案并不能很好的解决。

CSS modlue

CSS module 不同于 vjeux 的完全放弃 CSS,它只是选择了用 js 来管理样式与元素的关联,CSS Module 通过为每个本地定义的类名动态创建一个全局唯一类名,然后注入到UI上,实现编写样式规则的局部模块化。

css-loader 内置支持css-module,只需设置下查询参数,即可在JS中使用CSS文件的导入:

{
 loader
:'css-loader',
 query:{
   module
:true,
   localInentName:'[name]__[local]--[hash:base64:5]'//}
}

在 JS 中导入 css 文件,最终得到的其实是一个经过 CSS 文件进过 parse 后生成的类名映射对象{[localName]: [hashed-Name], ....}

// Header.jsx
import style from './Header.css'
...
console
.log(style) //  {header: 'Header__header--3kSIq_0'}
export default () => <div className={style.header}></div>

同时 CSS 文件也会被编译成对应的类名

.Header__header--3kSIq_0- {}   // from Header.css  .header{}

从开发体验上看,CSS-Module这种做法让开发者不必在类名的命名上小心翼翼,直接使用随机编译生成唯一标识,让类名的成为局部变量成为了可能。但同时因为也因为随机性,失去了通过此局部类名实现样式覆盖的可能性,覆盖时不得不考虑使用其他选择器(如属性选择器)。对于复用的组件而言,灵活性是必不可少的,这种局部模块化方案并不适合这种高度抽象复用的组件,而对于一次性业务组件确实能够提升开发效率。

同时CSS module 还支持使用 composes 实现CSS代码的组合复用。

    /* button.css */
   
.base{}
   
.normal {
   composes
: base
   
...
   
}
   
// button.jsx
   
import style from './button.css'
   
export default () => <button className={style.normal}>按按</button> // <button class="button__base--180HZ_0 button__normal--x38Eh_0">按按</button>

当然 CSS-module还可以配合各种预处理器一起使用,只需在css-loader之前添加对于的loader,但是在编写的时候要注意CSS-module的语法要在处理器之后合法。实际使用中,对于 CSS 代码的解耦,如果引入了预处理器,代码文件的模块化就不建议使用composes来解决。

styled-components

styled-components 也是一个完全的 css-in-js 方案,先看语法:

// button
import styled from'styled-compenents'
const Button=styled.button`  
 padding: 10px;
 ${props=>props.primary?'palevioletred':'white'};`
<Button>按钮</Button>
<Buttonprimary>按钮</Button>

其编译后也是如同 CSS-in-module 一样,随机混淆生成全局唯一类名,对应生成CSS文件。styled-component 的核心是“样式即组件”,将字符串解析成CSS,并创建对应该样式的 JSX 元素,而有着JS强大的编程能力,完全可以胜任类似于,同时让组件样式与组件逻辑耦合在一起,真正做到组件紧耦合少依赖。当然有些开发不喜欢这种耦合,也完全可以将样式组件和逻辑组件分离,而在JS中分离代码本身也是件易事。

当然,styled-components在真正的应用并不仅仅如此,它完全是一个完备的样式解决方案,有着如扩展、主题、服务端渲染、Babel 插件、React-Native 等等一系列支持,也深受一些开发者欢迎。这里比较有趣是看似奇怪的语法形式,其实是 ES6 中模板字符的特性。

styled-components本身是React社区针对于JSX产生的一种方案,当然在 Vue 中通过vue-styled-components也能使用该功能,但是使用体验一般,无论是在模板里还是在JSX中,使用组件都需在提前声明并注入到组件构建参数中,十分繁琐,而且不同于 React 纯 JSX 的组件渲染语法, Vue 中并不能对既有的组件使用styled语法。

但另一方面,将 CSS 完全写在 JS 中,社区里中也有很多人持反对态度,react-css-modules 的作者就专门发文表示反对styled-component这种完全抛弃 CSS 文件的开发模式。

总结

我们在开发的之前,面对各种技术方案,一定要选取并组合出最适合自己项目的方案,是选用传统的CSS预处理器, 还是选用 PostCSS? 是全局手动维护模块,还是完全交个程序随机生成类名?都需要结合业务场景、团队习惯等等因素。另一方面,CSS 本身并无编程特性,但在其工程化技术的发展中缺不乏很多优秀的编程思想,无论是自定义的 DSL 还是基于 JS,这其中带给我们思考的正是“编译思想”。

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关于本文

作者:@张伟

原文:https://zhuanlan.zhihu.com/p/32117359

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