CSS工程化實踐成果分析

　　作為Web開發(fā)的重要組成部分，CSS技術演進也在推動著前端工程化不斷進步。本文將從CSS模塊化、namespace約束、CSS in JS方案三個方面逐步深入解讀CSS在工程化領域取得的成果。

　　CSS技術的演進

　　CSS是Web開發(fā)中不可或缺的一部分，在前端工程化不斷進步的今天，一方面CSS特性隨著規(guī)范的升級越來越豐富，另一方面，前端業(yè)務復雜性的增加帶來的工程愈加龐大， 驅使著開發(fā)者不斷尋找CSS工程化的最佳實踐。

　　Web開發(fā)模塊化趨勢

　　不可否認， 無論從現(xiàn)代前端框架（React、 Vue、Angular、 Polymer等）， 還是從W3C的Web Components草案來看，組件化已經(jīng)是前端開發(fā)的主流之選和未來的發(fā)展方向，正如在Reddit上有網(wǎng)友說道“Facebook.com’s codebase includes over 20，000 components”。 廣義上看，所有頁面上都可以被劃分成一個個組件，相對于過去以網(wǎng)頁作為開發(fā)單位，以組件為單位開發(fā)有著可復用、可擴展等一系列有利于項目工程化的優(yōu)點。

　　在這種組件化趨勢的背景下，CSS模塊化也漸漸有著各種嘗試。

　　預處理與后處理

　　預處理

　　比較流行的CSS預處理器有Sass、Less和Stylus，CSS預處理器的出現(xiàn)主要因CSS缺少編程語言的靈活性而生，是引入了一些編程概念而生的DSL，開發(fā)者編寫簡潔的語義化DSL代碼，由預處理器編譯成CSS。

　　以Sass為例，該預處理器支持.scss、.sass文件類型，其語法支持變量、選擇器嵌套、繼承（extend）、混合（mixin）和一些邏輯語句，同時還支持跨文件的導入功能，因而使得開發(fā)者能夠很好地使用編程思想書寫樣式。

　　從實際使用情況來看，幾個預處理器各有優(yōu)缺點，從社區(qū)活躍度上看Sass》Less》Stylus。Sass是三個中間最早也是最成熟的，因而有著很多開源積累和很好編程范式，像內置了很多Sass函數(shù)的Compass框架，就是很好的一個例子。Less相對于Sass的優(yōu)點在于十分的輕量，也完全兼容CSS，但另一方面可編程能力不如Sass，Bootstrap最新版本的CSS預處理器也從Less換成Sass。Stylus來源于Node社區(qū)，使用體驗上并不輸給Sass和Less，無論是編譯速度還是語法范式，個人看來，Stylus在某種程度上更加優(yōu)于其他兩個。

　　后處理

　　后處理器是對原生CSS進行處理并最終生成CSS的處理器，廣義上還是個預處理器，與上面提到的預處理器不同的是，它處理的對象是標準CSS（如圖1所示），比較典型的后處理工具有以下幾種。

　　clean-css：壓縮CSS

　　AutoPrefixer：自動添加CSS3屬性各瀏覽器的前綴

　　Rework：取代Stylus的插件化框架

　　PostCSS

　　PostCSS

　　PostCSS最初是從AutoPrefixer項目中抽象出來的框架，它本身并不對CSS做具體的業(yè)務操作，只是將CSS解析成抽象語法樹（AST），樣式的操作由之后運行的插件系統(tǒng)完成（如圖2所示）。正如其本身所言Transforming styles with JS plugins”。

　　更多時候我們在討論PostCSS的時候，并不止停留在它是解析CSS的核心工具，更包括它創(chuàng)建的插件系統(tǒng)，而今PostCSS最為吸引開發(fā)者的正是其擴展性較強的插件系統(tǒng)和豐富的插件支持。

　　常用的插件有：

　　Autoprefixer：自動補全CSS屬性兼容性前綴

　　postcss-cssnext：使用最新的CSS語法

　　postcss-modules：組件內自動關聯(lián)樣式至選擇器

　　Stylelint：CSS語法檢查器等

　　如果已有的插件不能滿足現(xiàn)有的需求，完全可以手寫一個插件：

　　// 官方示例rem轉pxvarcustom = function（css， opts）{css.eachDecl（ function（decl）{decl.value = decl.value.replace（ /\d+rem/， function（str）{return16* parseFloat（str） + “px”; }）; }）; };

　　當然，PostCSS的解析并不局限于CSS，結合它提供的自定義語法解析接口，完全可以定義自己的語法。其實類似于postcss-scss的插件社區(qū)已經(jīng)有很多了，使用這些插件，可以將原來基于Sass、Less等預處理器的代碼遷移至PostCSS。相對于傳統(tǒng)的預處理器，PostCSS這種開放平臺型的體系，不拘束開發(fā)者的開發(fā)方式，同時也促進了更多對于CSS解決方案的探索。

　　回過頭來看，為什么會有CSS預處理操作后的處理操作？其實主要的原因在于前端項目的膨脹使得用傳統(tǒng)手工編寫并維護CSS變得很不堪，根本原因則是CSS缺少編程語言特性，要做到CSS代碼的模塊化以及高復用的抽象處理，就必須引入一些編程的思想。相對于Java標準推進以及基礎設施的完備，CSS在編程方面的探索更多來自于社區(qū)，也并無統(tǒng)一的事實標準，這也是CSS發(fā)展落后于Java的原因。

　　namespace約束

　　一方面我們需要關注技術能夠帶來代碼上的模塊化，另一方面我們又要思考如何使用一個良好的風格架構起項目中的CSS。CSS除了代碼外，另一個很重要的就是CSS選擇標記。而CSS選擇器的命名空間是全局的，并沒有局部的概念，因而如何利用好這個全局的空間，選擇良好的結構風格，也是在開發(fā)過程中必須考慮的。

　　OOCSS

　　OOCS（Object-Oriented CSS）即面向對象CSS，主要有兩個核心原則。

　　分離結構和皮膚（Separate Structure and Skin）

　　皮膚即一些重復的視覺特征，如邊框、背景、顏色，分離是為了更多的復用；結構是指元素大小特征，如高度、寬度、邊距等等。

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

　　根據(jù)此原則，我們需要對公用的皮膚進行提取并分離，如下。

　　.button{ padding:10px; }.widget{ overflow:auto; }.skin{ box-shadow:rgba（0， 0， 0， .5）2px 2px5px; }

　　分離容器和內容（Separate Container an Content）

　　打破容器內元素對于容器的依賴，元素樣式應該獨立存在。如下面示例。

　　《divclass=“container”》《h2》xxx 《/h2》《/div》.container h2 { 。。.}

　　上面的h2元素依賴于父元素container，對應此原則，h2元素需要使用一個單獨的選擇器，如下。

　　《divclass=“container”》《h2class=“category”》xxx 《/h2》《/div》.category { 。。.}

　　從實踐中看出，使用OOSCC范式，遵守了DRY的原則，能夠大量減少重復的樣式代碼，提高代碼復用；同時，視覺元素可以靈活組合各個類名，展示不同的效果，豐富的類名也同時使得元素有著更好的可讀性；另一方面，由于容器和內容的分離，CSS完成了與HTML結構解耦。

　　但同時也會帶來一些缺點，抽象復用會使class越來越多，極端情況下可能會產(chǎn)生很多原子類，這對于那些偏向于“單一來源原則”的開發(fā)者來說并不受歡迎。

　　SMACSS

　　SMACSS（Scalable and Modular Architecture for CSS）即模塊化架構的可擴展CSS，它主要將規(guī)則分為五類。

　　基礎（Base）

　　tag select的樣式， 定義最基礎全局樣式， 如CSS REST。

　　html， body， form{ margin:0; padding:0; }a{ color：#039; }a:hover{ color：#03C; }

　　布局（Layout）

　　將頁面分為各個區(qū)域的元素塊。

　　.header{}。。.。 .footer{}

　　模塊（Module）

　　可復用的單元。在模塊中，需要注意的是選擇器一律選擇class selector，避免嵌套子選擇器，減少權重， 方便外部覆蓋。

　　《div class= “pod pod-constrained”》 。。.《/ div》 《div class= “pod pod-callout”》 。。.《/div》 .pod{width:100%; }.pod.pod-callout{ width:200px; }.pod.pod-constrained{}

　　狀態(tài)（State）

　　狀態(tài)class一般通過Java動態(tài)掛載到元素上，可以根據(jù)狀態(tài)覆蓋元素上特定屬性。

　　.tab { background-color： purple; 。。.} .is-tab-active { background-color:white; }

　　主題（Theme）

　　可選的視覺外觀。一般根據(jù)需求有顏色、字體、布局等等，實現(xiàn)是將這些樣式單獨抽出來，根據(jù)外部條件（data屬性、媒體查詢等）動態(tài)設置。

　　SMACSS的主要優(yōu)點在于按照不同的業(yè)務邏輯，將整個CSS結構化分更加細致，約束好命名，最小化深度，在編寫的時候，使用SMACSS規(guī)范能夠更好地組織CSS文件結構和class命名。

　　BEM

　　BEM即Block Element Modifier，類名命名規(guī)則為Block__Element–Modifier。

　　Block所屬組件名稱

　　Element組件內元素名稱

　　Modifier元素或組件修飾符

　　其核心思想就是組件化。首先一個頁面可以按層級依次劃分出多個組件，其次就是單獨標記這些元素。BEM通過簡單的塊、元素、修飾符的約束規(guī)則確保類名的唯一，同時將類選擇器的語義化提升了一個新的高度。

　　《form class= “form form--theme-xmas form--simple”》 《input class=“form__input”type=“text”/》 《input class= “form__submit form__submit--disabled”type=“submit”/》 《/form》 .form{ }.form--theme-xmas{ }.form--simple{}.form__input{ }.form__submit{ }.form__submit--disabled{ }

　　BEM通過簡單的命名規(guī)則使得關聯(lián)類名元素語義性、可讀性更強，有利于項目管理和多人協(xié)作。同時BEM方案中并沒有嵌套，所有類名最淺深度，并不會出現(xiàn)嵌套過深難以覆蓋的情況，易于維護、復用。

　　另一方面，BEM強調單一職責原則和單一樣式來源原則，意味著傳統(tǒng)純手工CSS可能會產(chǎn)生大量重復的代碼，但是結合各種CSS預處理和PostCSS就可以很好避免問題的產(chǎn)生。另外，雖說原則簡單，但在實際使用中，維護BEM的命名確實需要一些成本，很多時候命名反而成了一件難事。

　　CSS in JS

　　CSS in JS方案一開始是由Facebook工程師Vjeux在一次分享中提出的，針對CSS在React開發(fā)中遇到的各種問題，隨后社區(qū)涌現(xiàn)了各樣方案。

　　雖然以上模塊化的命名約定可以解決風格上的問題，但正如上文而言，也引入一些成本。而對于一些高復用的組件，使用以上高度語義化的方案是個很好的選擇，這種成本是必需的，但對于沒有復用的業(yè)務組件來說，顯然這種命名的成本大于收益，特別是在多人協(xié)作時候。另外，面對現(xiàn)代前端框架的發(fā)展，純靠CSS方案并不能很好地解決。

　　CSS Modlue

　　CSS Module不同于Vjeux完全放棄CSS的做法，它只是選擇了用Java來管理樣式與元素的關聯(lián)，CSS Module為每個本地定義的類名動態(tài)創(chuàng)建一個全局唯一類名，然后注入到UI上，實現(xiàn)編寫樣式規(guī)則的局部模塊化。

　　css-loader內置支持CSS Module， 只需設置下查詢參數(shù)， 即可在Java中使用CSS文件的導入。

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

　　在Java中導入CSS文件，最終得到的其實是一個CSS文件經(jīng)過parse后生成的類名映射對象{［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》

　　同時CSS文件也會被編譯成對應的類名。

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

　　從開發(fā)體驗上看，CSS-Module這種做法讓開發(fā)者不必在類名的命名上小心翼翼，直接使用隨機編譯生成唯一標識，讓類名成為局部變量成為了可能。但同時也因為隨機性，失去了通過此局部類名實現(xiàn)樣式覆蓋的可能性，覆蓋時不得不考慮使用其他選擇器（如屬性選擇器）。對于復用的組件而言，靈活性是必不可少的，這種局部模塊化方案并不適合這種高度抽象復用的組件，而對于一次性業(yè)務組件確實能夠提升開發(fā)效率。

　　同時CSS Module還支持使用composes實現(xiàn)CSS代碼的組合復用。

　　/* 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》

　　當然CSS Module還可以配合各種預處理器一起使用，只需在css-loader之前添加對應的loader，但在編寫的時候要注意CSS Module的語法要在處理器之后合法。實際使用中，對于CSS代碼的解耦，如果引入了預處理器，代碼文件的模塊化就不建議使用composes來解決。

　　styled-components

　　styled-components也是一個完全的CSS in JS方案，先看語法。

　　// buttonimport styled from‘styled-compenents’constButton = styled.button` padding： 10px; ${props =》 props.primary ？ ‘palevioletred’： ‘white’}; ` 《Button》按鈕 《/Button》《Buttonprimary》按鈕 《/Button》

　　其編譯后也是如同CSS-in-module一樣，隨機混淆生成全局唯一類名，對應生成CSS文件。styledcomponent的核心是“樣式即組件”，將字符串解析成CSS，并創(chuàng)建對應該樣式的JSX元素，它有著Java強大的編程能力，完全可以勝任，同時讓組件樣式與組件邏輯耦合在一起，真正做到組件緊耦合少依賴。當然有些開發(fā)不喜歡這種耦合，也完全可以將樣式組件和邏輯組件分離，而在Java中分離代碼本身也是件易事。

　　當然，styled-components真正的應用并不僅僅如此，它完全是一個完備的樣式解決方案，有著如擴展、主題、服務端渲染、Babel插件、ReactNative等一系列支持，也深受一些開發(fā)者歡迎。這里比較有趣的是看似奇怪的語法形式， 其實是ES6中模板字符的特性。

　　styled-components本身是React社區(qū)針對JSX產(chǎn)生的一種方案，當然在Vue中通過vue-styledcomponents也能使用該功能，但是使用體驗一般，無論是在模板里還是在JSX中，使用組件都需提前聲明并注入到組件構建參數(shù)中，過程十分繁瑣，而且不同于React純JSX的組件渲染語法，Vue中并不能對既有的組件使用styled語法。

　　但另一方面，將CSS完全寫在Java中，社區(qū)里中也有很多人持反對態(tài)度，react-css-modules的作者就專門發(fā)文表示反對styled-component這種完全拋棄CSS文件的開發(fā)模式。

　　總結

　　我們在開發(fā)之前，面對各種技術方案，一定要選取并組合出最適合自己項目的方案，是選用傳統(tǒng)的CSS預處理器，還是選用PostCSS？是全局手動維護模塊，還是完全交給程序隨機生成類名？都需要結合業(yè)務場景、團隊習慣等因素。另一方面，CSS本身并無編程特性，但在其工程化技術的發(fā)展中不乏很多優(yōu)秀的編程思想，無論是自定義DSL還是基于Java，這其中帶給我們思考的正是“編譯思想”。