JavaScript 是如何工作: Shadow DOM 的内部结构+如何编写独立的组件！

这是专门探索 JavaScript 及其所构建的组件的系列文章的第 17 篇。

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9. JavaScript 是如何工作的：Web 推送通知的机制!
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13. JavaScript是如何工作的：CSS 和 JS 动画底层原理及如何优化它们的性能！
14. JavaScript的如何工作的：解析、抽象语法树（AST）+ 提升编译速度5个技巧!
15. JavaScript是如何工作的：深入类和继承内部原理+Babel和 TypeScript 之间转换!
16. JavaScript是如何工作的：存储引擎+如何选择合适的存储API!

概述

Web Components 是一套不同的技术，允许你创建可重用的定制元素，它们的功能封装在你的代码之外，你可以在 Web 应用中使用它们。

Web组件由四部分组成:

• Shadow DOM（影子DOM）
• HTML templates（HTML模板）
• Custom elements（自定义元素）
• HTML Imports（HTML导入）

在本文中主要讲解 Shadow DOM（影子DOM）

Shadow DOM 这款工具旨在构建基于组件的应用。因此，可为网络开发中的常见问题提供解决方案：

• 隔离 DOM：组件的 DOM 是独立的（例如，document.querySelector() 不会返回组件 shadow DOM 中的节点）。
• 作用域 CSS：shadow DOM 内部定义的 CSS 在其作用域内。样式规则不会泄漏，页面样式也不会渗入。
• 组合：为组件设计一个声明性、基于标记的 API。
• 简化 CSS - 作用域 DOM 意味着您可以使用简单的 CSS 选择器，更通用的 id/类名称，而无需担心命名冲突。

Shadow DOM

本文假设你已经熟悉 DOM 及其它的 Api 的概念。如果不熟悉，可以在这里阅读关于它的详细文章—— https://developer.mozilla.org...。

阴影 DOM 只是一个普通的 DOM，除了两个区别:

• 创建/使用的方式
• 与页面其他部分有关的行为方式

  通常，你创建 DOM 节点并将其附加至其他元素作为子项。 借助于 shadow DOM，您可以创建作用域 DOM 树，该 DOM 树附加至该元素上，但与其自身真正的子项分离开来。这一作用域子树称为影子树。被附着的元素称为影子宿主。 您在影子中添加的任何项均将成为宿主元素的本地项，包括 Launch

  模板 (Templates)

  如果需要 Web 页面上重复使用相同的标签结构时，最好使用某种类型的模板，而不是一遍又一遍地重复相同的结构。这在以前也是可以实现，但是 HTML

  现在自定义组件可以这样使用:

  元素

  模板有一些缺点，主要是静态内容，它不允许我们渲染变量/数据，好可以让我们按照一般使用的标准 HTML 模板的习惯来编写代码。Slot 是组件内部的占位符，用户可以使用自己的标记来填充。让我们看看上面的模板怎么使用 slot ：

  如果在标记中包含元素时没有定义插槽的内容，或者浏览器不支持插槽， 就只展示文本 “Default text”。

  为了定义插槽的内容，应该在 元素中包含一个 HTML 结构，其中的 slot 属性的值为我们定义插槽的名称：

  
   Let's have some different text!
  
  

  可以插入插槽的元素称为 Slotable; 当一个元素插入一个插槽时，它被称为开槽 (slotted)。

  注意，在上面的例子中，插入了一个 元素，它是一个开槽元素，它有一个属性 slot，它等于 my-text，与模板中的 slot 定义中的 name 属性的值相同。

  在浏览器中渲染后，上面的代码将构建以下扁平 DOM 树:

  
    #shadow-root
    
  
      
        Let's have some different text!
      
    
  
  
  

  设定样式

  使用 shadow DOM 的组件可通过主页来设定样式，定义其自己的样式或提供钩子（以 CSS 自定义属性的形式）让用户替换默认值。

  组件定义的样式

  作用域 CSS 是 Shadow DOM 最大的特性之一:

  • 外部页面的 CSS 选择器不应用于组件内部
  • 组件内定义的样式不会影响页面的其他元素，它们的作用域是宿主元素

  shadow DOM 内部使用的 CSS 选择器在本地应用于组件实际上，这意味着我们可以再次使用公共vid/类名，而不用担心页面上其他地方的冲突,最佳做法是在 Shadow DOM 内使用更简单的 CSS 选择器,它们在性能上也不错。

  看看在 #shadow-root 定义了一些样式的:

  #shadow-root
  
  
  
  
  

  上面例子中的所有样式都是#shadow-root的本地样式。使用元素在#shadow-root中引入样式表，这些样式表也都属于本地的。

  :host 伪类选择器

  使用 :host 伪类选择器，用来选择组件宿主元素中的元素 (相对于组件模板内部的元素)。

  当涉及到 :host 选择器时，应该小心一件事:父页面中的规则具有比元素中定义的 :host 规则具有更高的优先级，这允许用户从外部覆盖顶级样式。而且 :host 只在影子根目录下工作，所以你不能在Shadow DOM 之外使用它。

  如果 :host() 的函数形式与 匹配，你可以指定宿主，对于你的组件而言，这是一个很好的方法，它可让你基于宿主将对用户互动或状态的反应行为进行封装，或对内部节点进行样式设定：

  :host-context()

  :host-context() 或其任意父级与 匹配，它将与组件匹配。 例如，在文档的元素上可能有一个用于表示样式主题 (theme) 的 CSS 类，而我们应当基于它来决定组件的样式。
  比如，很多人都通过将类应用到 或 进行主题化：

  
    
    …
    
  
  

  在下面的例子中，只有当某个祖先元素有 CSS 类theme-light时，我们才会把background-color样式应用到组件内部的所有元素中：

  :host-context(.theme-light) h2 {
    background-color: #eef;
  }
  

  /deep/

  组件样式通常只会作用于组件自身的 HTML 上，我们可以使用 /deep/ 选择器，来强制一个样式对各级子组件的视图也生效，它不但作用于组件的子视图，也会作用于组件的内容。

  在下面例子中，我们以所有的元素为目标，从宿主元素到当前元素再到 DOM 中的所有子元素：

  :host /deep/ h3 {
    font-style: italic;
  }
  

  /deep/ 选择器还有一个别名 >>>，可以任意交替使用它们。

  /deep/ 和 >>> 选择器只能被用在 仿真 (emulated)模式下。 这种方式是默认值，也是用得最多的方式。

  从外部为组件设定样式

  有几种方法可从外部为组件设定样式：最简单的方法是使用标记名称作为选择器，如下

  custom-container {
    color: red;
  }
  
  

  外部样式比在 Shadow DOM 中定义的样式具有更高的优先级。

  例如，如果用户编写选择器:

  custom-container {
    width: 500px;
  }
  

  它将覆盖组件的样式:

  :host {
    width: 300px;
  }
  

  对组件本身进行样式化只能到此为止。但是如果人想要对组件的内部进行样式化，会发生什么情况呢？为此，我们需要 CSS 自定义属性。

  使用 CSS 自定义属性创建样式钩子

  如果组件的开发者通过 CSS 自定义属性提供样式钩子，则用户可调整内部样式。其思想类似于，但适用于样式。

  看看下面的例子：

  
  
  
  …
  

  在其 shadow DOM 内部：

  :host([background]) {
    background: var( - custom-container-bg, #CECECE);
    border-radius: 10px;
    padding: 10px;
  }
  

  在本例中，该组件将使用 black 作为背景值，因为用户指定了该值，否则，背景颜色将采用默认值 #CECECE。

  作为组件的作者，是有责任让开发人员了解他们可以使用的 CSS 定制属性，将其视为组件的公共接口的一部分。

  在 JS 中使用 slot

  Shadow DOM API 提供了使用 slot 和分布式节点的实用程序，这些实用程序在编写自定义元素时迟早派得上用场。

  slotchange 事件

  当 slot 的分布式节点发生变化时，slotchange 事件将触发。例如，如果用户从 light DOM 中添加/删除子元素。

  var slot = this.shadowRoot.querySelector('#some_slot');
  slot.addEventListener('slotchange', function(e) {
    console.log('Light DOM change');
  });
  

  要监视对 light DOM 的其他类型的更改，可以在元素的构造函数中使用 MutationObserver。以前讨论过 MutationObserver 的内部结构以及如何使用它。

  assignedNodes() 方法

  有时候，了解哪些元素与 slot 相关联非常有用。调用 slot.assignedNodes() 可查看 slot 正在渲染哪些元素。 {flatten: true} 选项将返回 slot 的备用内容（前提是没有分布任何节点）。

  让我们看看下面的例子:

  Default content
  
  

  假设这是在一个名为 的组件中。

  看看这个组件的不同用法，以及调用 assignedNodes() 的结果是什么:

  在第一种情况下，我们将向 slot 中添加我们自己的内容:

  
     container text 
  
  

  调用 assignedNodes() 会得到 [ container text ]，注意，结果是一个节点数组。

  在第二种情况下，将内容置空:

  调用 assignedNodes() 的结果将返回一个空数组 []。

  在第三种情况下，调用 slot.assignedNodes({flatten: true})，得到结果是: [

  默认内容

  ]。

  此外，要访问 slot 中的元素，可以调用 assignedNodes() 来查看元素分配给哪个组件 slot。

  事件模型

  值得注意的是，当发生在 Shadow DOM 中的事件冒泡时，会发生什么。

  当事件从 Shadow DOM 中触发时，其目标将会调整为维持 Shadow DOM 提供的封装。也就是说，事件的目标重新进行了设定，因此这些事件看起来像是来自组件，而不是来自 Shadow DOM 中的内部元素。

  下面是从 Shadow DOM 传播出去的事件列表(有些没有):

  • 聚焦事件：blur、focus、focusin、focusout
  • 鼠标事件：click、dblclick、mousedown、mouseenter、mousemove，等等
  • 滚轮事件：wheel
  • 输入事件：beforeinput、input
  • 键盘事件：keydown、keyup
  • 组合事件：compositionstart、compositionupdate、compositionend
  • 拖放事件：dragstart、drag、dragend、drop，等等

  自定义事件

  默认情况下，自定义事件不会传播到 Shadow DOM 之外。如果希望分派自定义事件并使其传播，则需要添加 bubbles: true 和 composed: true 选项。

  让我们看看派发这样的事件是什么样的:

  var container = this.shadowRoot.querySelector('#container');
  container.dispatchEvent(new Event('containerchanged', {bubbles: true, composed: true}));
  

  浏览器支持

  如希望获得 shadow DOM 检测功能，请查看是否存在 attachShadow：

  const supportsShadowDOMV1 = !!HTMLElement.prototype.attachShadow;
  
  

  有史以来第一次，我们拥有了实施适当 CSS 作用域、DOM 作用域的 API 原语，并且有真正意义上的组合。 与自定义元素等其他网络组件 API 组合后，shadow DOM 提供了一种编写真正封装组件的方法，无需花多大的功夫或使用如