理解Shadow DOM(一)

1. 什么是Shadow DOM?

Shadow DOM 如果按照英文翻译的话可以理解为影子DOM, 何为影子DOM呢？可以理解为一般情况下使用肉眼看不到的DOM结构，那如果一般情况下看不到的话，那也就是说我们无法直接控制操纵的DOM结构。
Shadow DOM 它是HTML的一个规范，它允许在文档(document)渲染时插入一颗DOM元素子树，但是这个子树不在主DOM树中。
它允许浏览器开发者封装自己的HTML标签、css样式和特定的javascript代码、同时开发人员也可以创建类似 <input>、<video>、<audio>等、这样的自定义的一级标签。创建这些标签内容相关的API，可以被叫做 Web Component。

如上基本解释，让我们很难理解，因此我们可以先看下如下一个 input标签的demo吧。

html代码如下：

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>Shadow DOM</title>

    <style>

      #app {margin: 100px;}

      input::-webkit-input-placeholder {

        color: red;

      }

    </style>

  </head>

  <body>

    <div id="app">

      <input type="number" placeholder="请输入内容" />

    </div>

  </body>

</html>

然后我们在浏览器查看如下所示：

如上代码可以看到，我们使用 input::-webkit-input-placeholder{color: red;} 伪类后，input中的placeholder字体颜色发生改变了，但是我们的input元素的结构并没有看到伪类相关的html结构。

为了能看到基本结构，我们只需要在chrome浏览器中，打开开发者工具，点击右上角的 "Settings"按钮，勾选 "Show use agent shadow DOM". 后如下图所示：

然后我们再来看下input元素的基本代码结构如下看到：

如上截图所示，我们可以看到 "请输入内容" 中的div元素上有一个属性为 pseudo="-webkit-input-placeholder", 因此我们使用 input元素的伪类 input::-webkit-input-placeholder{} 这样就可以控制元素的样式了。

2. ShadowDOM 存在的意义？

首先我们来看下Shadow-dom 基本的结构如下：

Document: 是document文档对象。
shadow-host: Shadow DOM的容器元素，即：它是Shadow DOM的一个宿主元素。比如：<input />、<audio>、<video> 标签；就是shadow-dom的宿主元素。
shadow-root: Shadow DOM的根节点。通过createShadowRoot返回的文档片段被称为 shadow-root, 它和它的后代元素，都会对用户隐藏。但是它会在浏览器中被渲染的，也就是说它是存在的,但是一般情况下在浏览器中是不显示出来的。在chrome浏览器中，如上我们可以看到的。
contents: Shadow DOM包含的子节点树结构。它包含 <input />、<audio>、<video>等标签中各子组件的DOM的具体实现。

那么ShadowDOM存在的意义是？

我们都知道像React或Vue这样的都有组件的概念，比如element-ui等这样的vue组件。但是我们常用的input、audio、video、等这些元素，其实它也是以组件的形式存在的，即：HTML Web Component. 即这些都有 Shadow DOM。

因此我们可以认为像 input, audio, video等这些元素也是以组件的形式存在的。那么这些组件内部是由一些HTML标签组成的。
这些元素组成了DOM树的子树。但是当我们使用input，audio,或video等这些元素组件的时候，都会知道该子树的结构，当我们访问网页DOM结构的时候，这些子树都会暴露出来，当我们使用css样式去改变DOM的样式的时候，如果DOM的类名和该子树的类名相同的话，会和子树的样式产生冲突，并且我们使用控件的时候，我们并不关心控件的内部结构，只关心控件本身，因此我们需要将控件的内部信息封装起来。因此 W3C提出了 ShadowDOM的概念，ShadowDOM可以使一些DOM节点在特定范围内可见，在网页中是不可见的。但是在页面渲染的时候也会渲染该ShadowDOM。
也可以看这篇文章介绍

ShadowDOM在各个浏览器的支持程度呢？

查看Can I Use(https://caniuse.com/#search=shadowDOM）可以看到它在浏览器下的支持程度，如下所示：

3. 如何控制 shadow-dom?

既然W3C提出了ShadowDOM的概念，并且在网页中一般是不可见的，那么我们是否可以控制该 shadow-dom呢？
下面我们以 <video>标签来讲解吧，比如如下HTML代码：

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>Shadow DOM</title>

    <style>

      #app {margin: 100px;}

    </style>

  </head>

  <body>

    <div id="app">

      <video src="http://www.w3school.com.cn/i/movie.ogg" controls="controls">

        your browser does not support the video tag

      </video>

    </div>

  </body>

</html>

3.1 使用伪类来控制 shadow-dom的样式。

首先看如上代码显示的效果图如下：

在chrome浏览器下，我们查看 shadow-dom 结构，可以看到每个元素都加上了一个pesudo 这样的属性。我们可以通过这些属性使用伪类来控制他们的样式。如下图所示：

基本样式如下：

video::-webkit-media-controls-play-button {

  background-color: red;

}

我们给播放按钮添加了一个背景颜色为红色。

注意：很遗憾的是，只有chrome浏览器下支持，其他浏览器下并不支持，虽然大部分浏览器下支持shadow-dom。

4. 使用javascript如何来创建Shadow DOM

4.1 使用 createShadowRoot()来创建Shadow DOM。

如下基本代码：

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>Shadow DOM</title>

    <style>

      #app {margin: 100px;}

      .shadow-child {

        color: red;

      }

    </style>

  </head>

  <body>

    <div id="app">

      <div class="shadow-cls">hello, kongzhi</div>

    </div>

    <script type="text/javascript">

      // 1. 获取影子宿主 shadow host

      var shadowHost = document.querySelector('.shadow-cls');

      // 2. 创建影子 shadow root

      var shadowRoot = shadowHost.createShadowRoot();

      // 3. shadow root 作为影子树的第一个节点，其他的节点，比如如下的p节点都是它的子节点。

      shadowRoot.innerHTML = '<p class="shadow-child">我是子节点</p>';

    </script>

  </body>

</html>

然后我们查看效果如下：

如上我们可以看到，给影子树子节点设置css样式，但是并没有生效，那是因为影子宿主(shadow host)和影子根(shadow root)之间存在影子边界。影子边界保证DOM编写的css和javascript代码都不会影响到ShadowDOM.当然反之也是一样，互不影响。

4.2 理解<content> 和 <template> 的用法。

<content>标签可以把来自DOM文档的内容添加到shadow DOM的内容被叫做分布节点。

<content>有一个select属性来告诉<content>标签要插入的内容，select属性值是一个使用CSS选择器来获取想要的内容。
选择器包括类选择器、元素选择器等。

比如如下代码：

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>Shadow DOM</title>

    <style>

      #app {margin: 100px;}

    </style>

  </head>

  <body>

    <div id="app">

      <div class="shadow-cls">

        <em class="shadowhost-content1">我是空智</em>

        <em class="shadowhost-content2">我是龙恩</em>

      </div>

      <!-- 下面是一个模板 template -->

      <template class="template">

        <div>

          <h1>哈哈，</h1>

          <content select=".shadowhost-content1"></content>

          我来了

          <content select=".shadowhost-content2"></content>!

        </div>

      </template>

    </div>

    <script type="text/javascript">

      // 1. 获取影子宿主 shadow host

      var shadowHost = document.querySelector('.shadow-cls');

      // 2. 创建影子 shadow root

      var shadowRoot = shadowHost.createShadowRoot();

      // 3. 获取模板元素

      var template = document.querySelector('.template');

      /*

       4. template.content 会返回一个文档片段。

       5. 使用 document.importNode获取节点，true参数表示深度克隆

      */

      shadowRoot.appendChild(document.importNode(template.content, true));

    </script>

  </body>

</html>

执行结果如下：

我们也可以通过如下打印：

console.log(template.innerHTML);   // 获取完整的HTML片段

console.log(template.content);  // 返回一个文档片段#document-fragment

console.log(template.childNodes);  // 返回[]，说明childNodes无效

这些的信息的区别，如下所示：

4.3 shadowDOM样式

1. 宿主样式：
在shadow DOM中利用 :host定义宿主的样式。:host 是伪类选择器，给所有的宿主添加样式可以如下代码：:host 或 :host(*); 如果想给单独的宿主添加样式可以 :host(xx); 其中xx是宿主的标签或类选择器等。并且:host还可以配合 :hover、:active等状态来设置样式，如下代码：

/* 定义宿主样式 :host */

:host {

  color: red;

}

/* 定义宿主hover状态下的样式 */

:host(:hover) {

  color: black;

}

2. ::shadow

影子边界为了保证DOM编写的css或javascript不影响到shadowDOM。如果我们想让 shadowDOM添加一些样式，可以使用 ::shadow这样的。

3. /deep/

::shadow选择器有一个缺陷是它只能穿透一层影子边界，如果我们在一个影子树中嵌套了多个影子树的话，那么我们需要使用/deep/ 这样的来编写css样式。

4. ::content

我们通过 <content> 标签把主文档中的元素添加到shadowDOM的内容被叫做分布节点。分布节点的样式渲染需要用到::content。比如我们想给节点为em标签的话，我们直接写 em {} 这样的是不会生效的，我们要写成 ::content > em {}. 比如如下代码：

/* 分布节点的样式渲染需要用到 ::content */

::content > em {

  color: blue;

  background: red;

}

下面我们再来看一下如下demo。

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>Shadow DOM</title>

    <style>

      #app {margin: 100px;}

    </style>

  </head>

  <body>

    <div id="app">

      <div class="shadow-cls">

        <em class="shadowhost-content1">我是空智</em>

        <em class="shadowhost-content2">我是龙恩</em>

      </div>

      <!-- 下面是一个模板 template -->

      <template class="template">

        <style>

          /* 定义宿主样式 :host */

          :host {

            color: red;

          }

          /* 定义宿主hover状态下的样式 */

          :host(:hover) {

            color: black;

          }

          /* 分布节点的样式渲染需要用到 ::content */

          ::content > em {

            color: blue;

            background: red;

          }

        </style>

        <div>

          <h1>哈哈，</h1>

          <content select=".shadowhost-content1"></content>

          我来了

          <content select=".shadowhost-content2"></content>!

        </div>

      </template>

    </div>

    <script type="text/javascript">

      // 1. 获取影子宿主 shadow host

      var shadowHost = document.querySelector('.shadow-cls');

      // 2. 创建影子 shadow root

      var shadowRoot = shadowHost.createShadowRoot();

      // var shadowRoot = shadowHost.attachShadow({mode: 'open'});

      // 3. 获取模板元素

      var template = document.querySelector('.template');

      /*

       4. template.content 会返回一个文档片段。

       5. 使用 document.importNode获取节点，true参数表示深度克隆

      */

      shadowRoot.appendChild(document.importNode(template.content, true));

    </script>

  </body>

</html>

然后我们再在chrome浏览器下看下结果如下所示：

注意：上面的demo在chrome浏览器下会生效，在firefox或safari是不支持的。因此如果在平时的开发中我们需要引入对应的库进来才会支持。

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