新知识get,vue3是如何实现在style中使用响应式变量?
前言
vue2的时候想必大家有遇到需要在style模块中访问script模块中的响应式变量,为此我们不得不使用css变量去实现。现在vue3已经内置了这个功能啦,可以在style中使用v-bind
指令绑定script模块中的响应式变量,这篇文章我们来讲讲vue是如何实现在style中使用script模块中的响应式变量。注:本文中使用的vue版本为3.4.19
。
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看个demo
我们来看个简单的demo,index.vue文件代码如下:
<template>
<div>
<p>222</p>
<span class="block">hello world</span>
</div>
</template>
<script setup lang="ts">
import { ref } from "vue";
const primaryColor = ref("red");
</script>
<style scoped>
.block {
color: v-bind(primaryColor);
}
</style>
我们在script模块中定义了一个响应式变量primaryColor
,并且在style中使用v-bind
指令将primaryColor
变量绑定到color样式上面。
我们在浏览器的network面板中来看看编译后的js文件,如下图:
从上图中可以看到在network面板中编译后的index.vue文件有两个,并且第二个里面有一些query参数,其中的type=style
就表示当前文件的内容对应的是style模块。第一个index.vue对应的是template和script模块中的内容。
我们来看看第一个index.vue,如下图:
从上图中可以看到setup函数是script模块编译后的内容,在setup
函数中多了一个_useCssVars
函数,从名字你应该猜到了,这个函数的作用是和css变量有关系。别着急,我们接下来会详细去讲_useCssVars
函数。
我们再来看看第二个index.vue,如下图:
从上图中可以看到这个index.vue确实对应的是style模块中的内容,并且原本的color: v-bind(primaryColor);
已经变成了color: var(--c845efc6-primaryColor);
。
很明显浏览器是不认识v-bind(primaryColor);
指令的,所以经过编译后就变成了浏览器认识的css变量var(--c845efc6-primaryColor);
。
我们接着在elements面板中来看看此时class值为block的span元素,如下图:
从上图中可以看到color的值为css变量var(--c845efc6-primaryColor)
,这个我们前面讲过。不同的是这里从父级元素div中继承过来一个--c845efc6-primaryColor: red;
。
这个就是声明一个名为--c845efc6-primaryColor
的css变量,变量的值为red
。
还记得我们在script模块中定义的响应式变量primaryColor
吗?他的值就是red
。
所以这个span元素最终color渲染出来的值就是red
。
接下来我们将通过debug的方式带你搞清楚在style中是如何将指令v-bind(primaryColor)
编译成css变量var(--c845efc6-primaryColor)
,以及_useCssVars
函数是如何生成声明值为red
的css变量--c845efc6-primaryColor
。
doCompileStyle
函数
在前面的文章中我们讲过了style模块实际是由doCompileStyle
函数函数处理的,具体如何调用到doCompileStyle
函数可以查看我之前的文章: 掉了两根头发后,我悟了!vue3的scoped原来是这样避免样式污染。
我们需要给doCompileStyle
函数打个断点,doCompileStyle
函数的代码位置在:node_modules/@vue/compiler-sfc/dist/compiler-sfc.cjs.js
。
还是一样的套路启动一个debug终端。这里以vscode
举例,打开终端然后点击终端中的+
号旁边的下拉箭头,在下拉中点击Javascript Debug Terminal
就可以启动一个debug
终端。
在debug终端执行yarn dev
,在浏览器中打开对应的页面,比如:http://localhost:5173/ 。
此时断点将停留在doCompileStyle
函数中,在我们这个场景中doCompileStyle
函数简化后的代码如下:
import postcss from "postcss";
function doCompileStyle(options) {
const {
filename,
id,
postcssOptions,
postcssPlugins,
} = options;
const source = options.source;
const shortId = id.replace(/^data-v-/, "");
const plugins = (postcssPlugins || []).slice();
plugins.unshift(cssVarsPlugin({ id: shortId, isProd }));
const postCSSOptions = {
...postcssOptions,
to: filename,
from: filename,
};
let result;
try {
result = postcss(plugins).process(source, postCSSOptions);
return result.then((result) => ({
code: result.css || "",
// ...省略
}));
} catch (e: any) {
errors.push(e);
}
}
在前面的文章掉了两根头发后,我悟了!vue3的scoped原来是这样避免样式污染中我们讲过了,这里id
的值为使用了scoped
后给html增加的自定义属性data-v-x
,每个vue文件生成的x
都是不一样的。在doCompileStyle
函数中使用id.replace
方法拿到x
赋值给变量shortId
。
接着就是定义一个plugins
插件数组,并且将cssVarsPlugin
函数的返回结果push进去。
这里cssVarsPlugin
函数就是返回了一个自定义的postcss
插件。
最后就是执行result = postcss(plugins).process(source, postCSSOptions)
拿到经过postcss
转换编译器处理后的css。
可能有的小伙伴对postcss
不够熟悉,我们这里来简单介绍一下。
postcss
是 css 的 transpiler(转换编译器,简称转译器),它对于 css 就像 babel 对于 js 一样,能够做 css 代码的分析和转换。同时,它也提供了插件机制来做自定义的转换。
在我们这里主要就是用到了postcss
提供的插件机制来完成css scoped的自定义转换,调用postcss
的时候我们传入了source
,他的值是style模块中的css代码。并且传入的plugins
插件数组中有个cssVarsPlugin
插件,这个自定义插件就是vue写的用于处理在css中使用v-bind指令。
在执行postcss
对css代码进行转换之前我们在debug终端来看看此时的css代码是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时的options.source
中还是v-bind(primaryColor)
指令。
cssVarsPlugin
插件
cssVarsPlugin
插件在我们这个场景中简化后的代码如下:
const vBindRE = /v-bind\s*\(/g;
const cssVarsPlugin = (opts) => {
const { id, isProd } = opts;
return {
postcssPlugin: "vue-sfc-vars",
Declaration(decl) {
const value = decl.value;
if (vBindRE.test(value)) {
vBindRE.lastIndex = 0;
let transformed = "";
let lastIndex = 0;
let match;
while ((match = vBindRE.exec(value))) {
const start = match.index + match[0].length;
const end = lexBinding(value, start);
if (end !== null) {
const variable = normalizeExpression(value.slice(start, end));
transformed +=
value.slice(lastIndex, match.index) +
`var(--${genVarName(id, variable, isProd)})`;
lastIndex = end + 1;
}
}
decl.value = transformed + value.slice(lastIndex);
}
},
};
};
这里的id就是我们在doCompileStyle
函数中传过来的shortId
,每个vue文件对应的shortId
值都是不同的。
这里使用到了Declaration
钩子函数,css中每个具体的样式都会触发这个Declaration
钩子函数。
给Declaration
钩子函数打个断点,当post-css
处理到color: v-bind(primaryColor);
时就会走到这个断点中。如下图:
将字符串v-bind(primaryColor)
赋值给变量value
,接着执行if (vBindRE.test(value))
。vBindRE
是一个正则表达式,这里的意思是当前css的值是使用了v-bind指令才走到if语句里面。
接着就是执行while ((match = vBindRE.exec(value)))
进行正则表达式匹配,如果value
的值符合vBindRE
正则表达式,也就是value
的值是v-bind
绑定的,那么就走到while循环里面去。
看到这里有的小伙伴会问了,这里使用if就可以了,为什么还要使用while
循环呢?
答案是css的值可能是多个v-bind指令组成的,比如border: v-bind(borderWidth) solid v-bind(primaryColor);
。这里的css值就由两个v-bind组成,分别是v-bind(borderWidth)
和v-bind(primaryColor);
。
为了处理上面这种多个v-bind
指令组成的css值,所以就需要使用while循环搭配exec
方法。正则表达式使用了global标志位的时候,js的RegExp
对象是有状态的,它们会将上次成功匹配后的位置记录在 lastIndex
属性中。使用此特性,exec()
可用来对单个字符串中的多次匹配结果进行逐条的遍历。
在debug终端来看看此时的match
数组是什么样的,如下图:
从上图中可以看到match[0]
的值是正则表达式匹配的字符串,在我们这里匹配的字符串是v-bind(
。match.index
的值为匹配到的字符位于原始字符串的基于 0 的索引值。
看到这里有的小伙伴可能对match.index
的值有点不理解,我举个简单的例子你一下就明白了。
还是以v-bind(borderWidth) solid v-bind(primaryColor)
为例,这个字符串就是原始字符串,第一次在while循环中正则表达式匹配到第一个bind,此时的match.index
的值为0,也就是第一个v
在原始字符串的位置。第二次在while循环中会基于第一次的位置接着向后找,会匹配到第二个v-bind指令,此时的match.index
的值同样也是基于原始字符串的位置,也就是第二个v-bind
中的v
的位置,值为26。
在while循环中使用const start = match.index + match[0].length
给start
变量赋值,match.index
的值是v-bind
中的v
的位置。match[0]
是正则匹配到的字符串 v-bind(
。所以这个start
的位置就是v-bind(primaryColor)
中primaryColor
变量的开始位置,也就是p
所在的位置。
接着就是执行lexBinding
函数拿到v-bind(primaryColor)
中primaryColor
变量的结束位置,赋值给变量end
。在我们这个场景中简化后的lexBinding
函数代码如下:
function lexBinding(content: string, start: number) {
for (let i = start; i < content.length; i++) {
const char = content.charAt(i);
if (char === `)`) {
return i;
}
}
return null;
}
简化后的lexBinding
函数也很简单,使用for循环遍历v-bind(primaryColor)
字符串,如果发现字符串)
就说明找到了primaryColor
变量的结束位置。
接着来看拿到end
变量后的代码,会执行const variable = normalizeExpression(value.slice(start, end))
。这里先执行了value.slice(start, end)
根据start
开始位置和end
结束位置提取出v-bind
指令绑定的变量,接着normalizeExpression
函数对其进行trim
去除空格。
在我们这个场景中简化后的normalizeExpression
函数代码如下:
function normalizeExpression(exp) {
exp = exp.trim();
return exp;
}
将从v-bind
指令中提取出来的变量赋值给variable
变量,接着执行字符串拼接拿到由v-bind
指令转换成的css变量,代码如下:
transformed +=
value.slice(lastIndex, match.index) +
`var(--${genVarName(id, variable, isProd)})`;
这里的value
是css变量值v-bind(primaryColor)
,在我们这里lastIndex
的值为0,match.index
的值也是0,所以value.slice(lastIndex, match.index)
拿到的值也是空字符串。
接着来看后面这部分,使用字符串拼接得到:var(--变量)
。这个看着就很熟悉了,他就是一个css变量。变量名是调用genVarName
函数生成的,genVarName
函数代码如下:
import hash from "hash-sum";
function genVarName(id, raw, isProd) {
if (isProd) {
return hash(id + raw);
} else {
return `${id}-${getEscapedCssVarName(raw)}`;
}
}
这个id是根据当前vue组件路径生成的,每个vue组件生成的id都不同。这个raw
也就是绑定的响应式变量,在这里是primaryColor
。isProd
表示当前是不是生产环境。
如果是生产环境就根据id和变量名使用哈希算法生成一个加密的字符串。
如果是开发环境就使用字符串拼接将id
和变量名primaryColor
拼接起来得到一个css变量。getEscapedCssVarName
函数的代码也很简单,是对变量中的特殊字符进行转义,以便在 CSS 变量名中使用。代码如下:
const cssVarNameEscapeSymbolsRE = /[ !"#$%&'()*+,./:;<=>?@[\\\]^`{|}~]/g;
function getEscapedCssVarName(key: string) {
return key.replace(cssVarNameEscapeSymbolsRE, (s) => `\\${s}`);
}
这也就是为什么不同组件的primaryColor
生成的css变量名称不会冲突的原因了,因为在生成的css变量前面拼接了一个id
,每个vue组件生成的id
值都不同。
拿到转换成css变量的css值后,并且将其赋值给变量transformed
。接着就是执行lastIndex = end + 1
,在我们这里lastIndex
就指向了字符串的末尾。
最后就是执行decl.value = transformed + value.slice(lastIndex);
将v-bind
指令替换成css变量,由于lastIndex
是指向了字符串的末尾,所以value.slice(lastIndex)
的值也是一个空字符串。
所以在我们这里实际是执行了decl.value = transformed
,执行完这句话后color的值就由v-bind(primaryColor)
转换成了var(--c845efc6-primaryColor)
。
生成useCssVars
函数
前面我们讲过了编译后的setup函数中多了一个useCssVars
函数,实际在我们的源代码中是没有这个useCssVars
函数的。接下来我们来看看编译时处理script模块时是如何生成useCssVars
函数的。
在之前的 为什么defineProps宏函数不需要从vue中import导入?文章中我们讲过了vue的script模块中的代码是由compileScript
函数处理的,当然你没看过那篇文章也不影响这篇文章的阅读。
给compileScript
函数打个断点,在我们这个场景中简化后的compileScript
函数代码如下:
function compileScript(sfc, options) {
const ctx = new ScriptCompileContext(sfc, options);
const startOffset = ctx.startOffset;
ctx.s.prependLeft(
startOffset,
`
${genCssVarsCode(sfc.cssVars, ctx.bindingMetadata, scopeId, !!options.isProd)}
`
);
}
首先调用ScriptCompileContext
类new了一个ctx
上下文对象,我们这里来介绍一下需要使用到的ctx
上下文对象中的两个方法:ctx.s.toString
、ctx.s.prependLeft
。
-
ctx.s.toString
:返回此时由script模块编译成的js代码。 -
ctx.s.prependLeft
:给编译后的js代码在指定index
的前面插入字符串。
给ctx.s.prependLeft
方法打个断点,在debug终端使用ctx.s.toString
方法来看看此时由script模块编译成的js代码是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时生成的js代码code字符串只有一条import
语句和定义primaryColor
变量。
由于篇幅有限我们就不深入到genCssVarsCode
函数了,这个genCssVarsCode
函数会生成useCssVars
函数的调用。我们在debug终端来看看生成的code代码字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到genCssVarsCode
函数生成了一个useCssVars
函数。
执行ctx.s.prependLeft
函数后会将生成的useCssVars
函数插入到生成的js code代码字符串的前面,我们在debug终端来看看,如下图:
从上图中可以看到此时的js code代码字符串中已经有了一个useCssVars
函数了。
执行useCssVars
函数
前面我们讲过了编译时经过cssVarsPlugin
这个post-css
插件处理后,v-bind(primaryColor)
指令就会编译成了css变量var(--c845efc6-primaryColor)
。这里只是使用css变量值的地方,那么这个css变量的值又是在哪里定义的呢?答案是在useCssVars
函数中。
在开始我们讲过了编译后的setup函数中多了一个useCssVars
函数,所以我们给useCssVars
函数打个断点,刷新浏览器此时代码就会走到断点中了。如下图:
从上图中可以看到执行useCssVars
函数时传入了一个回调函数作为参数,这个回调函数返回了一个对象。
将断点走进useCssVars
函数,在我们这个场景中简化后的useCssVars
函数代码如下:
function useCssVars(getter) {
const instance = getCurrentInstance();
const setVars = () => {
const vars = getter(instance.proxy);
setVarsOnVNode(instance.subTree, vars);
};
watchPostEffect(setVars);
}
在useCssVars
函数中先调用getCurrentInstance
函数拿到当前的vue实例,然后将setVars
函数作为参数传入去执行watchPostEffect
函数。
这个watchPostEffect
函数大家应该知道,他是watchEffect()
使用 flush: 'post'
选项时的别名。
为什么需要使用 flush: 'post'
呢?
答案是需要在setVars
回调函数中需要去操作DOM,所以才需要使用 flush: 'post'
让回调函数在组件渲染完成之后去执行。
给setVars
函数打个断点,组件渲染完成后断点将会走进setVars
函数中。
首先会执行getter
函数,将返回值赋值给变量vars
。前面我们讲过了这个getter
函数是调用useCssVars
函数时传入的回调函数,代码如下:
_useCssVars((_ctx) => ({
"c845efc6-primaryColor": primaryColor.value
}))
在这个回调函数中会返回一个对象,对象的key为c845efc6-primaryColor
,这个key就是css变量var(--c845efc6-primaryColor)
括号中的内容。
对象的值是ref变量primaryColor
的值,由于这个代码是在watchPostEffect
的回调函数中执行的,所以这里的ref变量primaryColor
也被作为依赖进行收集了。当primaryColor
变量的值变化时,setVars
函数也将再次执行。这也就是为什么在style中可以使用v-bind指令绑定一个响应式变量,并且当响应式变量的值变化时样式也会同步更新。
接着就是执行setVarsOnVNode(instance.subTree, vars)
函数,传入的第一个参数为instance.subTree
。他的值是当前vue组件根元素的虚拟DOM,也就是根元素div的虚拟DOM。第二个参数为useCssVars
传入的回调函数返回的对象,这是一个css变量组成的对象。
接着将断点走进setVarsOnVNode
函数,在我们这个场景中简化后的代码如下:
function setVarsOnVNode(vnode: VNode, vars) {
setVarsOnNode(vnode.el, vars);
}
在setVarsOnVNode
函数中是调用了setVarsOnNode
函数,不同的是传入的第一个参数不再是虚拟DOM。而是vnode.el
虚拟DOM对应的真实DOM,也就是根节点div。
将断点走进setVarsOnNode
函数,在我们这个场景中简化后的setVarsOnNode
函数代码如下:
function setVarsOnNode(el: Node, vars) {
if (el.nodeType === 1) {
const style = el.style;
for (const key in vars) {
style.setProperty(`--${key}`, vars[key]);
}
}
}
在setVarsOnNode
函数中先使用if语句判断el.nodeType === 1
,这个的意思是判断当前节点类型是不是一个元素节点,比如<p>
和<div>
。如果是就走进if语句里面,使用el.style
拿到根节点的style样式。
这里的vars
是css变量组成的对象,遍历这个对象。对象的key为css变量名称,对象的value为css变量的值。
接着就是遍历css变量组成的对象,使用style.setProperty
方法给根节点div增加内联样式,也就是--c845efc6-primaryColor: red;
。span
元素由于是根节点div的子节点,所以他也继承了样式--c845efc6-primaryColor: red;
。
由于span元素的color经过编译后已经变成了css变量var(--c845efc6-primaryColor)
,并且从根节点继承过来css变量--c845efc6-primaryColor
的值为red
,所以最终span元素的color值为red
。
总结
下面这个是我总结的流程图,如下(搭配流程图后面的文字解释一起服用效果最佳):
编译阶段script模块是由compileScript
函数处理的,compileScript
函数会去执行一个genCssVarsCode
函数。这个函数会返回一个useCssVars
函数的调用。然后在compileScript
函数中会调用ctx.s.prependLeft
方法将生成的useCssVars
函数插入到编译后的setup函数中。
编译阶段style模块是由doCompileStyle
函数处理的,在doCompileStyle
函数中会调用postcss
对css样式进行处理。vue自定义了一个名为cssVarsPlugin
的postcss
插件,插件中有个Declaration
钩子函数,css中每个具体的样式都会触发这个Declaration
钩子函数。
在Declaration
钩子函数中使用正则表达式去匹配当前css值是不是v-bind
绑定的,如果是就将匹配到的v-bind
绑定的变量提取出来赋值给变量variable
。还有一个id
变量,他是根据当前vue组件的路径生成的加密字符串。使用字符串拼接就可以得到var(--${id}-${variable})
,他就是由v-bind
编译后生成的css变量。最终生成的css变量类似这样:var(--c845efc6-primaryColor)
。
运行时阶段初始化的时候会去执行setup函数,由于在编译阶段setup函数中插入了一个useCssVars
函数。使用在运行时阶段初始化时useCssVars
函数会被执行。
在useCssVars
函数中执行了watchPostEffect
函数,他是watchEffect()
使用 flush: 'post'
选项时的别名。
由于我们需要在回调中操作DOM,所以才需要使用flush: 'post'
,让回调函数在组件渲染之后去执行。由于在回调函数中会去读取v-bind
绑定的响应式变量,所以每次绑定的响应式变量值变化后都会再次执行调用watchPostEffect
传入的回调函数,以此让响应式变量绑定的样式保存更新。
在watchPostEffect
传入的回调函数中会通过当前vue组件实例拿到真实DOM的根节点,然后遍历css变量组成的对象,将这些css变量逐个在根节点上面定义,类似这样:--c845efc6-primaryColor: red;
。由于css可以继承,所以子节点都继承了这个css定义。
我们的<span>
标签在编译阶段由color: v-bind(primaryColor);
编译成了css变量color: var(--c845efc6-primaryColor)
。并且在运行时由于useCssVars
函数的作用在根节点生成了css变量的定义--c845efc6-primaryColor: red;
。由于css继承,所以span标签也继承了这个css变量的定义,所以span标签渲染到页面上的color值最终为red
。
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