前端未来趋势之原生API：Web Components

声明：未经允许，不得转载。

Web Components 现世很久了，所以你可能听说过，甚至学习过，非常了解了。但是没关系，可以再重温一下，温故知新。

浏览器原生能力越来越强。

js

曾经的 JQuery，是前端入门必学的技能，是前端项目必用的一个库。它的强大之处在于简化了 dom 操作(强大的选择器) 和 ajax(异步) 操作。

现在原生 api querySelector()、querySelectorAll()、classList 等的出现已经大大的弱化了 dom 操作, fetch、基于 promise 的 axios 已经完全替代了 ajax, 甚至更好用了，async-await 是真的好用。

You-Dont-Need-jQuery

css

css 预处理器(如 scss、less) 是项目工程化处理 css 的不二选择。它的强大之处是支持变量、样式规则嵌套、函数。

现在 css 已经支持变量(--var)了, 样式规则嵌套也在计划之中，函数嘛 calc() 也非常强大，还支持 attr() 的使用，还有 css-module 模块化。

不用预编译，CSS直接写嵌套的日子就要到了

w3c样式规则嵌套 css-nesting-module

以前要制作酷炫复杂的 css 样式及动画，必须借助 css 预处理器的变量、函数或者js才行，现在用 (css-doodle)[https://css-doodle.com/] 技术，实现的更酷、更炫。

css-doodle作品集

web components 组件化

Web Components 可以创建可复用的组件，未来的某一天抛弃现在所谓的框架和库，直接使用原生 API 或者是使用基于 Web Components 标准的框架和库进行开发，你觉得可能吗？我觉得是可能的。

vue-lit

vue-lit，描述如下：

Proof of concept mini custom elements framework powered by @vue/reactivity and lit-html.

描述用到了 custom elements，而且浏览器控制台 elements 的 DOM 结构中也含有 shadow-root。而 custom element 和 shadow DOM 是 web components 的重要组成。具体看下面 demo，

说明：本文文档示例，都是可以直接复杂到一个 html 文档的 body 中，然后直接在浏览中打开预览效果的。

  <my-component />
  
  <script type="module">
    import {
      defineComponent,
      reactive,
      html,
      onMounted
    } from 'https://unpkg.com/@vue/lit@0.0.2';

    defineComponent('my-component', () => {
      const state = reactive({
        text: 'Hello World',
      });
      
      function onClick() {
        alert('cliked!');
      }

      onMounted(() => {
        console.log('mounted');
      });

      return () => html`
        <p>
          <button @click=${onClick}>Click me</button>
          ${state.text}
        </p>
      `;
    })
  </script>

源码解读

// lit-html 模板，提供 html 模板(简单js表达式及事件绑定)、render 渲染能力
import { render } from 'https://unpkg.com/lit-html?module'
// reactivity 是vue3.0的核心，shallowReactive 浅响应，effect 可以理解为 watch，提供属性响应及部分生命周期处理
import {
  shallowReactive,
  effect
} from 'https://unpkg.com/@vue/reactivity/dist/reactivity.esm-browser.js'

let currentInstance

export function defineComponent(name, propDefs, factory) {
  if (typeof propDefs === 'function') {
    factory = propDefs
    propDefs = []
  }
  
  // 自定义元素 custom element，原生 API
  customElements.define(
    name,
    class extends HTMLElement {
      // 设置需要监听的属性
      static get observedAttributes() {
        return propDefs
      }
      constructor() {
        super()
        // 属性接入 vue 的响应式
        const props = (this._props = shallowReactive({}))

        currentInstance = this
        // lit-html 的 html 生成的模板
        const template = factory.call(this, props)
        currentInstance = null

        // bm onBeforeMount
        this._bm && this._bm.forEach((cb) => cb())
        // shadowRoot，closed 表示不可以直接通过 js 获取到定义的 customElement 操作 shadowRoot
        const root = this.attachShadow({ mode: 'closed' })

        let isMounted = false
        effect(() => {
          if (isMounted) {
            // _bu, onBeforeUpdate
            this._bu && this._bu.forEach((cb) => cb())
          }

          // 将 template 内容挂载到 shadowRoot 上
          render(template(), root)

          if (isMounted) {
            // _u，onUpdated
            this._u && this._u.forEach((cb) => cb())
          } else {
            isMounted = true
          }
        })
      }
      // 首次挂载到 dom 上后的回调，onMounted
      connectedCallback() {
        this._m && this._m.forEach((cb) => cb())
      }
      // 卸载， onUnmounted
      disconnectedCallback() {
        this._um && this._um.forEach((cb) => cb())
      }
      // 属性监听
      attributeChangedCallback(name, oldValue, newValue) {
        this._props[name] = newValue
      }
    }
  )
}

function createLifecycleMethod(name) {
  return (cb) => {
    if (currentInstance) {
      ;(currentInstance[name] || (currentInstance[name] = [])).push(cb)
    }
  }
}

export const onBeforeMount = createLifecycleMethod('_bm')
export const onMounted = createLifecycleMethod('_m')
export const onBeforeUpdate = createLifecycleMethod('_bu')
export const onUpdated = createLifecycleMethod('_u')
export const onUnmounted = createLifecycleMethod('_um')

export * from 'https://unpkg.com/lit-html?module'
export * from 'https://unpkg.com/@vue/reactivity/dist/reactivity.esm-browser.js'

shallowReactive 源码，函数注释已经表达的很清楚了，only the root level properties are reactive。对象只有根属性响应，换言之即，浅响应，和浅拷贝类似。

/**
 * Return a shallowly-reactive copy of the original object, where only the root
 * level properties are reactive. It also does not auto-unwrap refs (even at the
 * root level).
 */
export function shallowReactive<T extends object>(target: T): T {
  return createReactiveObject(
    target,
    false,
    shallowReactiveHandlers,
    shallowCollectionHandlers
  )
}

effect 源码，粗略的可以看到里面有 dep 依赖，还有 oldValue、newValue 处理。

通过分析，vue-lit 应该是将 vue3.0 的响应式和 web components 做的一个尝试。用 lit-html 的原因时因为支持模板支持简单js表达式及事件绑定（原生template目前只有slot插槽）

css-doodle

实际上，前面介绍的 css-doodle 也是一个 web component。是浏览器原生就支持的。

示例：艺术背景图。

  <script src="https://unpkg.com/css-doodle@0.8.5/css-doodle.min.js"></script>

  <css-doodle>
    :doodle { 
      @grid: 1x300 / 100vw 40vmin; 
      overflow: hidden;
      background: linear-gradient(rgba(63, 81, 181, .11), #673AB7);
    }

    align-self: flex-end;
    --h: @r(10, 80, .1);
    @random(.1) { --h: @r(85, 102, .1) }

    @size: 1px calc(var(--h) * 1%);
    background: linear-gradient(transparent, rgba(255, 255, 255, .4), transparent);
    background-size: .5px 100%;
    transform-origin: center 100%;
    transform: translate(@r(-2vmin, 2vmin, .01), 10%) rotate(@r(-2deg, 2deg, .01));
    
    :after {
      content: '';
      position: absolute;
      top: 0;
      @size: calc(2px * var(--h));
      transform: translateY(-50%) scale(.14);
      background: radial-gradient(@p(#ff03929e, #673ab752, #fffa) @r(40%), transparent 50%) 50% 50% / @r(100%) @lr() no-repeat;
    }
  </css-doodle>

dom 结构：

input、select 等内建 html 元素

input、select 也是 web component。但是是内建的，默认看不到 shadowRoot 结构，需要打开浏览器控制台的设置，勾选Show user agent shadow DOM，才可以在控制台elements中看到其结构。

设置



dom 结构

web components 组件化由 3 部分组成。

• Custom elements（自定义元素）：一组JavaScript API，允许您定义custom elements及其行为，然后可以在您的用户界面中按照需要使用它们。
• Shadow DOM（影子DOM）：一组JavaScript API，用于将封装的“影子”DOM树附加到元素（与主文档DOM分开呈现）并控制其关联的功能。通过这种方式，您可以保持元素的功能私有，这样它们就可以被脚本化和样式化，而不用担心与文档的其他部分发生冲突。
• HTML templates（HTML模板）： <template> 和 <slot> 元素使您可以编写不在呈现页面中显示的标记模板。然后它们可以作为自定义元素结构的基础被多次重用。

Custom elements

用户可以使用 customElements.define 自定义 html 元素。

customElements.define(elementName, class[, extendElement]);

• elementName: 名称不能是单个单词，必须用短横线分隔。
• class: 用以定义元素行为的类，包含生命周期。
• extendElement: 可选参数，一个包含 extends 属性的配置对象，指定创建元素继承哪个内置 HTML 元素

根据定义，得出有两种 custom element:

• Autonomous custom elements: 独立元素，不继承内建的HTML元素。和 html 元素一样使用，例如<custom-info></custom-info>
• Customized built-in elements: 继承内建的HTML元素。使用先写出内建html元素便签，通过 is 属性指定 custom element 名称，例如<p is="custom-info"></p>

还有生命周期：

• connectedCallback：当 custom element首次被插入文档DOM时，被调用。
• disconnectedCallback：当 custom element从文档DOM中删除时，被调用。
• adoptedCallback：当 custom element被移动到新的文档时，被调用。
• attributeChangedCallback: 当 custom element增加、删除、修改自身属性时，被调用。

示例：独立元素。

  <button onclick="changeInfo()">更改内容</button>
  <custom-info text="hello world"></custom-info>

  <script>
    // Create a class for the element
    class CustomInfo extends HTMLElement {
      // 必须加这个属性监听，返回需要监听的属性，才能触发 attributeChangedCallback 回调
      static get observedAttributes() {
        return ['text'];
      }

      constructor() {
        // Always call super first in constructor
        super();

        // Create a shadow root
        const shadow = this.attachShadow({mode: 'open'});
        // Create p
        const info = document.createElement('p');
        info.setAttribute('class', 'info');

        // Create some CSS to apply to the shadow dom
        const style = document.createElement('style');
        console.log(style.isConnected);

        style.textContent = `
          .info {
            color: red;
          }
        `;

        // Attach the created elements to the shadow dom
        shadow.appendChild(style);
        console.log(style.isConnected);
        shadow.appendChild(info);
      }

      connectedCallback () {
        // 赋值
        this.shadowRoot.querySelector('.info').textContent = this.getAttribute('text')
      }

      attributeChangedCallback(name, oldValue, newValue) {
        // TODO
        console.log(name, oldValue, newValue)
        this.shadowRoot.querySelector('.info').textContent = newValue
      }
    }

    // Define the new element
    customElements.define('custom-info', CustomInfo);

    function changeInfo() {
      document.querySelector('custom-info').setAttribute('text', 'custom element')
    }
  </script>

示例：继承元素

<p is="custom-info" text="hello world"></p>

  <script>
    // Create a class for the element，extend p element
    class CustomInfo extends HTMLParagraphElement {
      constructor() {

        super();

        const shadow = this.attachShadow({mode: 'open'});
        const info = document.createElement('span');
        info.setAttribute('class', 'info');

        const style = document.createElement('style');
        console.log(style.isConnected);

        style.textContent = `
          .info {
            color: red;
          }
        `;

        shadow.appendChild(style);
        console.log(style.isConnected);
        shadow.appendChild(info);
      }

      connectedCallback () {
        this.shadowRoot.querySelector('.info').textContent = this.getAttribute('text')
      }
    }

    // Define the new element, extend p element
    customElements.define('custom-info', CustomInfo, {extends: 'p'});
  </script>

更多，请参考：Custom elements

Shadow DOM

Web components 的重要功能是封装——可以将标记结构、样式和行为隐藏起来，并与页面上的其他代码相隔离，保证不同的部分不会混在一起，使代码更加干净、整洁。Shadow DOM 接口是关键所在，它可以将一个隐藏的、独立的 DOM 附加到一个元素上。

附加到哪个元素上，和定义 custom element 时有关，如果是独立元素，附加到 document body 上；如果是继承元素，则附加到继承元素上。

可以和操作普通 DOM 一样，利用 API 操作 Shoadow DOM。

let shadow = elementRef.attachShadow({mode: 'open'});
let shadow = elementRef.attachShadow({mode: 'closed'});

open 表示可以通过页面内的 JavaScript 方法来获取 Shadow DOM，如'document.querySelector('custom-info').shadowRoot'。反之，获取不到。

更多，请参考：Shadow DOM

HTML templates

template 和 slot 元素可以创建出非常灵活的 shadow DOM 模板，来填充 custom element。 对于重复使用的 html 结构，可以起到简化作用，非常有意义。

示例

<!-- 显示 default text -->
  <custom-info></custom-info>

  <!-- 显示 template info -->
  <custom-info>
    <span slot="info">template info</span>
  </custom-info>

  <template id="custom-info">
    <style>
      p {
        color: red;
      }
    </style>
    <p><slot name="info">default text</slot></p>
  </template>

  <script>
    class CustomInfo extends HTMLElement {
      constructor() {
        super();

        const shadowRoot = this.attachShadow({mode: 'open'});

        const customInfoTpCon = document.querySelector('#custom-info').content;
        
        shadowRoot.appendChild(customInfoTpCon.cloneNode(true));
      }
    }

    customElements.define('custom-info', CustomInfo);
  </script>

更多，请参考：HTML templates and slots

web components 示例

web component todolist

其他库 todolist 大比拼

看图，结果不言而喻。

总结

浏览器原生能力正在变得很强大。web component 值得拥抱一下。虽然 template 还不是很完善（不支持表达式），但这也只是白板上的一个黑点。

参考：

1. 尤大 3 天前发在 GitHub 上的 vue-lit 是啥？
2. Web Components
3. web-components-todo