2022 CSS新特性 @layer 介绍

最近在Weekly邮件推送中查阅到这样的一条信息:

Chromium 团队宣布他们将随 Chromium 99(预计在明年 3 月发布)一起发布CSS Cascade Layers

会发现这条信息里面出现了一个CSS的新名词CSS Cascade Layers,出于好奇以及对新知识的渴望(说得我自己都信了,哈哈),于是查阅起CSS Cascade Layers的相关资料,试图搞懂它。

前置知识

at-rule规则

at-rule规则, CSS Conditional Rules Module Level 3新增的规则,是一条语句,它为CSS提供了执行或如何执行的指令,常见的at-rule规则有:

  • @import,允许用户从其他样式表导入样式规则
  • @font-face,允许我们引用自定义的字体
  • @keyframes,声明一个动画
  • @media,是条件CSS中的一种,其条件是一个媒体查询
  • @supports,测试用户代理是否支持CSS属性/值对
  • @viewport,用来控制移动设备上的viewport设置

Cascading and Inheritance Level

级联(层叠)与继承经过多年的发展迭代,目前已有多个版本(CSS2.2、Level3、Level4 和 Level5)。

何为级联(层叠)?

层叠本质就是定义了如何合并来自多个源的属性值的算法,简单来说,CSS规则的顺序很重要。当两条同级别的规则应用到一个元素的时候,写在后面的就是实际使用的规则。

h1 { 
    color: red; 
}
h1 { 
    color: blue; 
}

两条规则优先级相同,所以顺序在最后的生效,h1color:blue‘胜出’,显示蓝色。

只有CSS声明,就是属性名值对,[email protected]则不参与层叠计算,如包含描述符的@font-face,@规则(at-rule规则)是做为一个整体参与层叠计算。

css属性一般来自于哪几个源?

  1. 用户代理样式表:浏览器的基本的样式表,用于给所有网页设置默认样式。
  2. 用户样式表:网页的作者可以定义文档的样式。大多数情况下此类型样式表会定义网站的主题。
  3. 浏览器的用户使用自定义样式表定制使用体验。

层叠(级联)算法如何过滤来自不同源的css规则?

相互冲突的声明按以下顺序适用,后一种声明将覆盖前一种声明:

  1. 用户代理样式表中的声明(浏览器的默认样式);
  2. 用户样式表中的常规声明(用户设置的自定义样式,就如同我们的reset.css);
  3. 作者样式表中的常规声明(开发人员设置的样式);
  4. 作者样式表中的!important声明;
  5. 用户样式表中的!important声明。

过滤来自不同源的css规则后,确定同源优先级高低,决定谁“优胜”

!important > 内联style > #id > .class > 标签

了解级联算法有助于帮助我们理解浏览器是如何解决样式规则冲突,也就是浏览器决定哪个样式规则运用到元素上。

何为继承?

当元素的一个继承属性没有指定值时,则取父元素的同属性的计算值 。只有文档根元素取该属性定义的默认值,类似的属性有colorfont-size等 。

CSS是由Cascading Style Sheets三个词的首字母缩写,很多人将其称为层叠样式表或者级联样式表

过往 CSS 优先级中存在的问题

如果我们的页面上存在非常多的样式,譬如有我们开发页面的时候的自定义样式,也有引入的组件库样式。这时候样式将会非常混乱难以管理

当我们想覆盖一些本身非我们书写的样式时候,往往不得不通过使用优先级权重更高的样式名,去覆盖那些样式。

同时,当样式优先级感到难以控制时,开发者习惯滥用 !important 去解决,这又循环导致了后续更混乱的样式结构。

基于让 CSS 得到更好的控制和管理的背景,CSS @layer 应运而生。

@layer

CSS Cascade Layers,也叫做CSS级联层,是Cascading and Inheritance Level5 规范中新增了一个新的 CSS 特性,对应的CSS属性写法@layer,即一个新的 @ 规则,也就是大家所说的at-rule 规则。

语法也非常简单,看这样一个例子:

@layer utilities {
  /* 创建一个名为 utilities 的级联层 */
}

这样,我们就创建一个名为 utilities 的 @layer 级联层。

@layer 级联层如何使用呢?

通过 @layer 级联层管理样式优先级

@layer 级联层最大的功能,就是用于控制不同样式之间的优先级

看下面这样一个例子,我们定义了两个 @layer 级联层 A 和 B:

<div></div>
div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
}
@layer B {
    div {
        background: green;
    }
}

由于 @layer B 的顺序排在 @layer A 之后,所以 @layer B 内的所有样式优先级都会比 @layer A 高,最终 div 的颜色为 green

div 的颜色为 green

当然,如果页面内的 @layer 太多,可能不太好记住所有 @layer 的顺序,因此,还有这样一种写法。

我们可以同时命名多个 @layer 层,其后再补充其中的样式规则。

<div></div>
@layer B, C, A;
div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
}
@layer B {
    div {
        background: green;
    }
}
@layer C {
    div {
        background: orange;
    }
}

上述代码,我们首先定义了 @layer B, C, A 三个 @layer 级联层。而后再后面的 CSS 代码中补充了每个级联层的 CSS 代码,但是样式的优先级为:

A > C > B

因此,最终的 div 的颜色值为 @layer A 中定义的颜色,为 blue

@layer A 中定义的颜色,为 blue

到这里,CSS @layer 的作用可以清晰的被窥见。

利用 CSS @layer,我们可以将 CSS 不同模块划入不同的 @layer 中,利用先后顺序,非常好的去控制全局的样式优先级

@layer 级联层的三种定义引入方式

上面其实提到了两种 @layer 级联层的定义引入方式,这里再描述下,一共有 3 中引入 CSS @layer 级联层的方式。

1、直接创建一个块级的 @layer 规则,其中包含作用于该层内部的CSS规则:

@layer utilities {
  p {
    padding: .5rem;
  }
}

2、一个级联层可以通过 @import 来创建,规则存在于被引入的样式表内:

@import(utilities.css) layer(utilities);

3、创建带命名的级联层,但不指定任何样式。样式随后可在 CSS 内任意位置添加:

@layer utilities;
// ...
// ...
@layer utilities {
    p {
        color: red;
    }
}

非 @layer 包裹层与 @layer 层内样式优先级

当然,这里还会有一种情况,没有被 @layer 包裹的样式,它的优先级和被 @layer 包裹的样式相比,又会如何呢?

看这样一个例子:

@layer A { a { color: red; } }
@layer B { a { color: orange; } }
@layer C { a { color: yellow; } }
a { color: green; } /* 未被 @layer 包裹的样式 */

这里会有一个非常重要的结论,非 @layer 包裹的样式,拥有比 @layer 包裹样式更高的优先级,因此,上述规则的排序是:

未被 @layer 包裹的样式 > @layer C > @layer B > @layer A

匿名层与嵌套层

还有两种层级关系,分别是匿名层嵌套层

匿名层

允许创建一个不带名字的 @layer

@layer {
  p {
    margin: 1rem;
  }
}

这里,创建了一个匿名层。匿名层的两个重要特性:

  1. 创建后无法向其再添加规则
  2. 该层和其他命名层功能一致,优先级也遵循后定义的匿名层,比其他已定义的 @layer 层,优先级更高

看一个例子:

<div></div>
div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer {
    div {
        background: pink;
    }
}
@layer B, C, A;
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
}
@layer B {
    div {
        background: green;
    }
}
@layer C {
    div {
        background: orange;
    }
}

上述代码,我们首先定义了一个匿名层,指定了 div 的颜色为 pink,而后又定义了 @layer B, C, A。这里优先级顺序为:

A > C > B > 匿名层

最终的颜色为 @layer A 内的颜色值 — blue

@layer A 中定义的颜色,为 blue

如果,我们将匿名层放在最后的话:

div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer B, C, A;
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
}
@layer B {
    div {
        background: green;
    }
}
@layer C {
    div {
        background: orange;
    }
}
@layer {
    div {
        background: pink;
    }
}

此时,样式的优先级顺序为:

匿名层 > A > C > B

最终的颜色为匿名层内的颜色值 — pink

匿名层内的颜色值 -- pink

嵌套层

说完了匿名层,我们再来看看嵌套层。

顾名思义,嵌套层的意思就是在 @layer 内部,我们可以再嵌套使用 @layer 级联层。像是这样:

@layer A {
  @layer B{
    ...
  }
}

当然,它还有另外一种语法,上述代码等价于:

@layer A.B {
  ...
}

了解了这个后,那么,看这样一个例子:

<div></div>
div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
    
    @layer B {
        div {
            background: red;
        }
    }
}

我们在 @layer A 中嵌套一个 @layer B,同时都定义了一个 div 的样式,最终 div 的 background 到底是什么颜色呢?

最终为蓝色 background: blue,为什么呢?这个很好记忆,我们假设如果没有 @layer A 这一层包裹,其实就是上述说的 @layer 层与非 @layer 层的优先级比较,这里,非 @layer 层(我们可以理解为更高级别的一层 @layer)的优先级更高。

因此,对于单个 @layer 内的嵌套关系,样式优先级为:

@layer A >[email protected] A.B

多层嵌套层的优先级关系

OK,再看这样一种情况:

div {
    width: 200px;
    height: 200px;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
    @layer B {
        div {
            background: red;
        }
    }
}
@layer C {
    div {
        background: yellow;
    }
    @layer D {
        div {
            background: green;
        }
    }
}

这里存在同时存在多个嵌套 @layer 的情况。那么这种情况优先级又是如何划分呢?

这里的规则是,优先级高的 @layer,无论是否存在嵌套,优先级都整体比优先级低的 @layer(无论是否存在嵌套)高,因此,这里的优先级排序是:

@layer C >[email protected] C.D >[email protected] A >[email protected] A.B

!important 对 CSS @layer 的影响

再来看看 !important 对 CSS @layer 的影响。

这里可以分为几种情况,先看其中一种:

div {
    width: 200px;
    height: 200px;
    background: black;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
    @layer B {
        div {
            background: red;
        }
    }
}
@layer C {
    div {
        background: yellow;
    }
    @layer D {
        div {
            background: green!important;
        }
    }
}

上述代码,我们给 @layer C.D 的 <div> 添加了一个 !important 规则。

如果,不考虑 !important 规则,那么实际的 CSS 优先级为(序号越高,优先级越高):

  1. @layer A.B
  2. @layer A
  3. @layer C.D
  4. @layer C
  5. 非 layer 包裹块

那么,<div> 的颜色应该为黑色 black。然而,这里给 @layer C.D 的 <div> 添加了一个 !important 规则。

实际上,最终 <div> 的颜色为 green,也就是最终的优先级排序为(序号越高,优先级越高):

  1. @layer A.B
  2. @layer A
  3. @layer C
  4. 非 layer 包裹块
  5. !important 下的 @layer C.D

也就是说,这里 !important 规则的优先级还是凌驾于非 !important 规则之上的。

非 @layer 包含块 !important 与 @layer 包含块 !important

到这里,你也许会以为你懂了。好,我们再来看一个 DEMO,如果我们给非 @layer 包含块,也加上一个 !important 规则,事情就变得有趣了。

div {
    width: 200px;
    height: 200px;
    background: black!important;
}
@layer A {
    div {
        background: blue;
    }
    @layer B {
        div {
            background: red;
        }
    }
}
@layer C {
    div {
        background: yellow;
    }
    @layer D {
        div {
            background: green!important;
        }
    }
}

仔细看上述代码,非 @layer 包含块,我们也加上了一个 !important 规则,按照上述我能描述的规则来看,非 @layer 包含块的优先级高于 @layer 包含块,那么正常而言,我们不难猜测,这里 background: black!important 的优先级应该要比 background: green!important 高,最终 <div> 应该展示黑色。

而实际上,这里最终 <div> 的颜色还是 green。这里就又有一个非常有意思的知识点了,!important 下样式优先级的规则与非 !important 正常状态下刚好相反。

这是一个非常重要的特性,在比较正常(非 !important)规则时,越是级联(排序较后的 @layer 规则),优先级越低;反之,在比较 !important 规则时,越是级联靠后的(排序较后的 @layer 规则),优先级越高。

这个,更进一步的话,我们需要去了解 CSS Cascading 相关的知识了。

CSS Cascade 规范

在 CSS @layer 之前,我们简单看一张图:

CSS Cascade 规范

上图表面的是在没有 CSS @layer 之前,CSS 样式申明的优先级排序,根据 CSS Cascading 4(Current Work) 标准,定义的当前规范下申明的层叠顺序优先级如下(越往下的优先级越高,下面的规则按升序排列):

  • Normal user agent declarations
  • Normal user declarations
  • Normal author declarations
  • Animation declarations
  • Important author declarations
  • Important user declarations
  • Important user agent declarations
  • Transition declarations

按照上述算法,可以得到一个样式优先级的排序,大概是这样(越往下的优先级越高,下面的规则按升序排列):

按升序排列

  1. User Agent – 用户代理普通样式
  2. User – 用户设置的普通样式
  3. Author – 页面作者普通样式
  4. Animations – 动画样式
  5. ❗️Author – 页面作者 !important 样式
  6. ❗️User – 用户设置的 !important 样式
  7. ❗️User Agent – 用户代理的 !important 样式
  8. Transitions – 过渡样式

简单解释一下
用户代理样式:浏览器会有一个基本的样式表来给任何网页设置默认样式。这些样式统称用户代理样式。

页面作者样式:网页的作者可以定义文档的样式,这是最常见的样式表。大多数情况下此类型样式表会定义多个,它们构成网站的视觉和体验,即页面主题,可以理解为页面作者样式。

用户样式:读者,作为浏览器的用户,可以使用自定义样式表定制使用体验,自定义用户偏好,可以理解为用户样式。

而当有了 CSS @layer 之后,这个层叠优先级顺序有了更新,具体优先级如下:

优先级

整体会变更为复杂一些,但是总体还是遵循了两个规则:

  1. !important 样式高于非 !important 样式
  2. 在比较 !important 规则时,优先级顺序与正常规则相反,在正常状态下优先级越低的,在 !important 下优先级越高

总结一下

综上,便是关于 CSS @layer 的基础相关知识。

CSS @layer 的诞生,让我们有能力更好的划分页面的样式层级,更好的处理内部样式与外部引用样式的优先级顺序,属于比较重大的一次革新。

同时,它也让我们意识到要逐渐摒弃大规模使用 !important 去覆盖样式优先级的错误做法,避免许多因为优先级问题带来的不必要的副作用。

当然,时至今天(2022-03-23),我们来看一眼兼容性:

CSS @layer兼容性

虽然红了一大片,但是,在最新版的 Chrome、Safari、Firefox、Edge 都已经开始支持 CSS @layer,并且,目前已经可以通过一些 polyfill 初步使用它,相信在不久的将来,它将会成为业务 CSS 代码中必不可少的一部分。

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