[譯] 元件化開發利器：Web Components標準

摘要： 自從第一個動態的 DHTML 游標拖拽的誕生，以及“本週網站”的徽章為網站增色，可複用程式碼對 web 開發者極具誘惑力。但是在自己的網站中引入三方 UI 元件一直是一個比較頭疼的事情。 引入別人造好的輪子會帶來很多 javascript 和 css衝突，想想那些可怕的 !importa...

自從第一個動態的 DHTML 游標拖拽的誕生，以及“本週網站”的徽章為網站增色，可複用程式碼對 web 開發者極具誘惑力。但是在自己的網站中引入三方 UI 元件一直是一個比較頭疼的事情。

引入別人造好的輪子會帶來很多 javascript 和 css衝突，想想那些可怕的 !important 吧。使用現代前端框架比如React可能會好一些，但是為了為了重用一些元件而引入一個框架顯然是有些笨重。 HTML5 把一些常用的元件引入 web 標準，像 <video> 和 <input type="date" /> ，但是，為每個常用Web UI庫新增新標準標籤並不是一個可持續維護的方式。

這時，一些 web 標準草案就應運而生了。每個標準有其獨立的功能，但是把他們組合在一起，就能解決之前不能用原生方案解決的問題，並且它們非常難偽造，因為自定義 HTML 元件可以像傳統 HTML 標籤一樣使用。這些元件把複雜的實現封裝在內部，就像富文字編輯器和視訊播放器一樣。

標準發展

整體來說，這組標準就是Web Components。在2018年前端元件化並不是什麼新鮮事物。的確，從2014年開始，chrome一直以這樣或那樣的方式實現這些標準，其他瀏覽器也有相應的polyfills。

在標準委員會工作了一段時間之後，Web Components 標準從早期的形式(現稱為version 0版本)演變成了更成熟的version 1版本，並且被主流瀏覽器實現。Firefox63 對此增加了兩個支援：Custom Elements、shadow DOM。現在一起來看看怎麼扮演 HTML 的發明家吧！

Web Components已經存在了一段時間，相關資源比較多。本文只作為初級讀物，介紹一些列的新效能和資源，如果你想了解更多(你也應該瞭解更多)，請移步MDN Web Docs 和Google Developers。

自定義 HTML 標籤需要瀏覽器以前沒賦予開發者的新功能。我將在每一單元列出這些從前不能實現的地方，以及他們所使用的其他 web 新技術。

<template> 標籤: 一個小複習

第一個標籤是老朋友了，它滿足的需求早於 Web Components。有時你只想儲存一些 HTML。也許有時你要多次複製標籤，也許有時你還不想馬上建立一個UI。<template> 標籤包含並解析 HTML ，但不把解析出的DOM 新增到當前文件中。

<template>
<h1>This won't display!</h1>
<script>alert("this won't alert!");</script>
</template>
複製程式碼

那麼解析出的 DOM 去哪了呢？它被新增到了“文件碎片”中，可以把它理解成一個包含 html 的薄容器。當被新增到 DOM 中時文件碎片就解體了，當你想保留一組稍後使用的標籤，又不想保留其容器時，文件碎片非常有用。

“那麼，我該怎麼使用一個正在解體的容器中的標籤呢？”

答案是：你只需把模版的文件碎片插入當前文件即可:

let template = document.querySelector('template');
document.body.appendChild(template.content);
複製程式碼

上面這段程式碼可以正常執行，但是如果你剛解體了文件碎片就會報錯！如果你重複執行上述程式碼就會報錯。因為第二次執行時template.content 已經沒有了。我們應該用一個碎片的拷貝代替template.content ，然後再插入這個拷貝，程式碼如下：

document.body.appendChild(template.content.cloneNode(true));
複製程式碼

cloneNode 方法顧名思義，接收一個引數控制只拷貝標籤本身還是包括它的子標籤。

新知識點：

• <template> 標籤包含 HTML，但是不向當前文件新增。

總結：

• 文件碎片
• 使用cloneNode 複製DOM節點

Custom Elements

Custom Elements是 Web Components標準的代表。它確實讓開發人員實現了自定義 HTML 標籤。這一切的實現得益於ES6 的 class 語法糖。如果你對 javascript 或者其他面嚮物件語言很熟悉的話，你可以像這樣通過繼承來實現自己的類：

class MyClass extends BaseClass {
// class definition goes here
}
複製程式碼

我們來試一下這樣寫：

class MyElement extends HTMLElement {}
複製程式碼

不久之前這樣寫還會報錯。瀏覽器不允許原生 HTMLElement 類或其子類被繼承。Custom Elements 解除了這一限制。

瀏覽器會把<p> 標籤對映到 HTMLParagraphElement 原生類，但是它怎麼對映自定義類呢？除了繼承內部類外，還有一個“自定義標籤登錄檔”用於宣告這種對映：

customElements.define('my-element', MyElement);
複製程式碼

現在頁面上的每個<my-element> 標籤都與一個 MyElement 元素對應。 頁面每解析一個<my-element> 標籤就呼叫一次 MyElement 的建構函式。

為什麼標籤名帶中橫線呢？標準制定者希望未來開發者可以自由的自定義標籤，這意味著開發者都可以建立<h7> 或者<vr> 這樣的標籤。為了避免未來的衝突，所有自定義標籤必須加中橫線，同時原生 HTML 標籤保證絕不包含中橫線。問題解決！

除了標籤建立時會呼叫建構函式，還有一系列生命週期函式會在特定時刻被呼叫：

• connectedCallback 當元素被新增到文件中時呼叫。這個函式可能多次呼叫，比如標籤移動、移除或重新新增時。
• disconnectedCallback 與connectedCallback 相對應。
• attributeChangeCallback 元素屬性更改時呼叫。

下面是一個稍複雜的例子：

class GreetingElement extends HTMLElement {
constructor() {
super();
this._name = 'Stranger';
}
connectedCallback() {
this.addEventListener('click', e => alert(`Hello, ${this._name}!`));
}
attributeChangedCallback(attrName, oldValue, newValue) {
if (attrName === 'name') {
if (newValue) {
this._name = newValue;
} else {
this._name = 'Stranger';
}
}
}
}
GreetingElement.observedAttributes = ['name'];
customElements.define('hey-there', GreetingElement);
複製程式碼

在頁面上這樣使用：

<hey-there>Greeting</hey-there>
<hey-there name="Potch">Personalized Greeting</hey-there>
複製程式碼

如果要繼承一個 HTML 原生標籤，你可能會想定義一個看起來完全不同新標籤。比如讓<hey-there> 去繼承<button> ：

class GreetingElement extends HTMLButtonElement
複製程式碼

同時要在自定義標籤登錄檔中體現出繼承一個已有標籤：

customElements.define('hey-there', GreetingElement, { extends: 'button' });
複製程式碼

我們應該用被繼承的標籤加is 屬性來表示這種繼承關係，而不是直接用自定義標籤，我們這樣使用繼承<button> 的<hey-there> 標籤：

<button is="hey-there" name="World">Howdy</button>
複製程式碼

這不是多此一舉，這樣程式就會知道<hey-there> 是繼承的<button> 。

這些對所有的傳統 web 標籤都適用。我們可以使用<template> 設定一系列事件處理程式，新增自定義樣式，甚至可以封裝一個內部結構。其他人可以通過 HTML 標籤、 DOM 呼叫、或者新框架(其中一些框架支援在虛擬 DOM 中自定義標籤名)的方式在自己的程式碼中引用你的自定義元件。因為這些都是標準的 DOM 介面，所以 Custom Elements 實現了真正的可移植元件。

新知識點：

customElements.define()

總結：ES6 Classes 特別是子類和 extends 關鍵詞

Shadow DOM

我們寫出了友好的custom element ，也為其添加了漂亮的樣式。現在我們想把它用在我們的站點上，也想把程式碼分享出去，讓更多的人用在他們的網站上。但是我們怎麼避免自定義<button> 標籤和其他網站的 css 衝突？答案是使用 Shadow DOM。

Shadow DOM 標準提出了 shadow root 的概念。shadow root 有標準的 DOM 方法，也可以像其他 DOM 節點一樣新增到文件中。shadow root 的亮點在於其內容不會出現在包含其父節點的文件中：

// attachShadow creates a shadow root.
let shadow = div.attachShadow({ mode: 'open' });
let inner = document.createElement('b');
inner.appendChild(document.createTextNode('Hiding in the shadows'));
// shadow root supports the normal appendChild method.
shadow.appendChild(inner);
div.querySelector('b'); // empty
複製程式碼

在上面的例子中，<div> 包含<b> 並且<b> 標籤也渲染在了頁面上，但是常規的 DOM 方法卻找不到它。不僅如此，頁面的樣式也影響不到它。這意味著 shadow root 既不受外部樣式影響，其內部樣式也不會洩漏。但這邊界不涉及安全性，頁面上的 js 可以檢測到 shadow root 的建立，通過 shadow root 的引用，可以查詢到它裡面的內容。

為 shadow root 裡的內容設定樣式可以通過給根節點新增<style> (或者<link> )標籤：

let style = document.createElement('style');
style.innerText = 'b { font-weight: bolder; color: red; }';
shadowRoot.appendChild(style);
let inner = document.createElement('b');
inner.innerHTML = "I'm bolder in the shadows";
shadowRoot.appendChild(inner);
複製程式碼

現在我們可以真正使用<template> 標籤了！不管用哪種方法，shadow root 內部的<b> 標籤樣式只會被根標籤上的樣式控制，不會受外部影響。

如果 custom element 不使用 shadow DOM 怎麼辦？我們依然可以使用一個新標籤<slot> ：

<template>
Hello, <slot></slot>!
</template>
複製程式碼

如果這個模板被新增到一個 shadow root 中，那麼下述標籤：

<hey-there>World</hey-there>
複製程式碼

將被渲染為：

Hello, World!
複製程式碼

這種將 shadow DOM 和非 shadow DOM 整合使用的功能，可以把 custom element 複雜的實現封裝在其內部，而把呼叫變的簡單。slot 的威力遠不止這些，還有多重slot 、命名slot 、針對特定內容的 css 偽類slot 等。建議查閱文件瞭解更多。

新知識點

• 一種準遮蔽 DOM 結構 —— shadow root
• 建立和訪問shadow root 的 DOM API
• shadow root 的樣式作用域
• 用於shadow root 和樣式作用域的新css 偽類
• <slot> 標籤

最終效果

最後來一起實現這個漂亮的按鈕吧！我們給這個按鈕取名<fancy-button> 。它的奇妙之處在於，它有定製的樣式，也允許我們為它新增圖示使它變得美觀。我們把樣式封裝在 shadow root 中，這樣就可以保證在任何引用它的網站上樣式保持不變。

你可以檢視下面這個完整的互動型程式碼示例。請仔細檢視 custom element 的 js 定義以及<template> 標籤的樣式和結構。

點選檢視完整示例

總結

Web Components標準建立在這樣一種理念之上：提供多個底層功能，開發者以標準制定者未曾設想的方式把這些功能組合起來使用。Custom Elements 已經被用於在頁面上建立 VR 內容、富UI工具等，並使這些變得簡單。儘管標準的敲定過程很漫長，Web Components 標準為 Web 開發者提供了更多的可能。現代瀏覽器已經支援了這項技術，Web Components 的未來在你手中，使用它來創造奇蹟吧！