剖析 Vue 3 源码中 “ 的 CSS 作用域实现原理，特别是 `data-v-hash` 属性的生成和插入机制。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

大家好，欢迎来到今天的“扒掉 Vue 3 的裤衩，哦不，是 <style scoped> 的面纱”讲座。今天咱们就来聊聊 Vue 3 里 <style scoped> 背后那些你可能不曾注意的小秘密，特别是那个神秘的 data-v-hash 属性。

先说点题外话，很多人觉得 CSS 这玩意儿没啥技术含量，写起来就像堆积木。但如果你真的深入了解一下 CSS 的各种特性，尤其是它和 JavaScript 之间的联动，你会发现这玩意儿一点也不简单。scoped 就是一个很好的例子。

啥是 <style scoped>？为啥我们需要它？

简单来说，<style scoped> 就像是给你的 CSS 戴上了一副“局部变量”的眼镜。它确保你的样式只作用于当前组件，不会污染全局。想想一下，如果没有 scoped，你写个 CSS 类名 button，结果整个网站的按钮样式都乱了套，那得多尴尬！

用个例子来说明一下：

<template>
  <div class="container">
    <button class="button">Click Me</button>
  </div>
</template>

<style scoped>
.container {
  border: 1px solid red;
  padding: 10px;
}

.button {
  background-color: blue;
  color: white;
  padding: 5px 10px;
  border: none;
  cursor: pointer;
}
</style>

在这个例子里，只有这个组件内的 .container 和 .button 会应用这些样式。其他组件里的 .container 和 .button 还是原来的样子，互不干扰。这就是 scoped 的魔力。

data-v-hash：幕后英雄闪亮登场

那么，Vue 是怎么做到让 CSS 只作用于当前组件的呢？答案就是 data-v-hash 属性。 Vue 在编译的时候，会给你的组件内的 HTML 元素和 CSS 规则都加上一个唯一的 data-v-hash 属性。这个 hash 值是根据组件的内容计算出来的，保证每个组件都不一样。

回到刚才的例子，经过 Vue 编译后，HTML 和 CSS 可能会变成这样（xxxx 是一个随机的 hash 值）：

HTML:

<div class="container" data-v-xxxx>
  <button class="button" data-v-xxxx>Click Me</button>
</div>

CSS:

.container[data-v-xxxx] {
  border: 1px solid red;
  padding: 10px;
}

.button[data-v-xxxx] {
  background-color: blue;
  color: white;
  padding: 5px 10px;
  border: none;
  cursor: pointer;
}

注意看，HTML 元素和 CSS 选择器都被加上了 data-v-xxxx 属性。这样，CSS 规则就只会作用于带有相同 data-v-xxxx 属性的 HTML 元素了。

data-v-hash 的生成过程：深入源码腹地

现在，我们来深入 Vue 3 的源码，看看 data-v-hash 是怎么生成的。这一部分会涉及到 Vue 编译器的内部机制，可能会有点枯燥，但坚持住，你会学到很多东西。

Vue 3 的编译器主要由以下几个部分组成：

Parser (解析器): 将模板字符串解析成抽象语法树 (AST)。
Transformer (转换器): 遍历 AST，进行各种转换，例如添加 data-v-hash 属性。
Codegen (代码生成器): 将转换后的 AST 生成最终的渲染函数代码。

我们主要关注 Transformer 这个阶段，因为它负责添加 data-v-hash 属性。

具体来说，Transformer 会遍历 AST，找到 <style scoped> 标签，然后：

生成 Hash 值: 根据组件的内容 (通常是组件的文件路径和内容) 生成一个唯一的 hash 值。这个 hash 值会作为 data-v-hash 属性的值。 Vue 3 使用的是 hash-sum 库来生成 hash 值。

// 示例代码 (简化版)
import { hash } from 'hash-sum';

function generateScopedHash(filename, content) {
  const source = filename + content; // 将文件名和内容组合起来
  return hash(source); // 使用 hash-sum 生成 hash 值
}

// 实际 Vue 源码更加复杂，会考虑更多因素，例如 source map 等

修改 AST: Transformer 会修改 AST，给组件内的 HTML 元素和 CSS 选择器都加上 data-v-hash 属性。

HTML 元素: 对于每一个 HTML 元素节点，Transformer 会添加一个 attribute 节点，表示 data-v-hash 属性。

// 示例代码 (简化版)
function addScopedAttribute(node, hash) {
  if (node.type === 'Element') {
    node.props.push({
      type: 'Attribute',
      name: `data-v-${hash}`,
      value: true, // 属性值可以省略，或者设置为 true
    });
  }
}

CSS 选择器: 对于每一个 CSS 选择器，Transformer 会在选择器的末尾加上 [data-v-hash]。这需要解析 CSS 代码，然后修改 CSS 选择器的 AST。 Vue 使用了 PostCSS 库来解析和转换 CSS 代码。

// 示例代码 (简化版)
import postcss from 'postcss';

function processScopedCSS(css, hash) {
  const ast = postcss.parse(css);

  ast.walkRules((rule) => {
    rule.selectors = rule.selectors.map((selector) => {
      return `${selector}[data-v-${hash}]`; // 在选择器末尾加上 [data-v-hash]
    });
  });

  return ast.toString(); // 将 AST 转换回 CSS 代码
}

生成代码: Codegen 会根据修改后的 AST 生成最终的渲染函数代码。渲染函数会在组件渲染的时候，将带有 data-v-hash 属性的 HTML 元素插入到 DOM 中。

data-v-hash 的插入机制：运行时渲染的秘密

data-v-hash 属性的插入并不是在编译时直接修改 HTML 模板，而是在运行时，通过 Vue 的虚拟 DOM (Virtual DOM) 和渲染函数来实现的。

虚拟 DOM: Vue 使用虚拟 DOM 来描述组件的 UI 结构。虚拟 DOM 是一个 JavaScript 对象，它代表了真实的 DOM 树。
渲染函数: 渲染函数是一个 JavaScript 函数，它接收组件的数据作为参数，然后返回一个虚拟 DOM 树。
Diff 算法: 当组件的数据发生变化时，Vue 会重新执行渲染函数，生成一个新的虚拟 DOM 树。然后，Vue 会使用 Diff 算法来比较新旧两个虚拟 DOM 树，找出它们之间的差异。
更新 DOM: 最后，Vue 会根据 Diff 算法的结果，更新真实的 DOM 树。在更新 DOM 的过程中，Vue 会将 data-v-hash 属性添加到 HTML 元素上。

简单来说，data-v-hash 属性是在组件渲染的时候，通过 Vue 的虚拟 DOM 和渲染函数动态地插入到 HTML 元素中的。

一些需要注意的地方

子组件: 如果一个组件包含子组件，那么子组件也会被加上自己的 data-v-hash 属性。这样，父组件的样式就不会影响到子组件，反之亦然。
深度选择器: 有时候，你可能需要在 <style scoped> 中使用深度选择器，例如 >>>、/deep/ 或 ::v-deep。这些选择器可以穿透 scoped 的限制，允许你选择到子组件的元素。但是，要谨慎使用深度选择器，因为它们可能会导致样式冲突。
动态 CSS: 如果你使用了动态 CSS (例如，根据组件的数据来改变 CSS 样式)，那么 Vue 会自动处理 data-v-hash 属性的更新。

总结

data-v-hash 属性是 Vue <style scoped> 实现的关键。它通过在编译时给 HTML 元素和 CSS 选择器都加上唯一的 data-v-hash 属性，实现了 CSS 作用域隔离。在运行时，Vue 通过虚拟 DOM 和渲染函数，将 data-v-hash 属性动态地插入到 HTML 元素中。

我们可以用一个表格来总结一下整个过程：

阶段	步骤	涉及技术	作用
编译时	1. 解析模板，生成 AST。 2. 遍历 AST，找到 `<style scoped>` 标签。 3. 生成 Hash 值。 4. 修改 AST，给 HTML 元素和 CSS 选择器加上 `data-v-hash` 属性。	Parser, Transformer, Codegen, `hash-sum`, PostCSS	生成带有 `data-v-hash` 属性的 AST 和 CSS 代码，为运行时渲染做准备。
运行时	1. 执行渲染函数，生成虚拟 DOM 树。 2. 使用 Diff 算法比较新旧虚拟 DOM 树。 3. 更新 DOM，将 `data-v-hash` 属性添加到 HTML 元素上。	Virtual DOM, Render Function, Diff Algorithm	将带有 `data-v-hash` 属性的 HTML 元素插入到 DOM 中，实现 CSS 作用域隔离。

最后，来点彩蛋

其实，除了 data-v-hash 属性，还有一些其他的 CSS 作用域隔离方案，例如 CSS Modules、Shadow DOM 等。这些方案各有优缺点，选择哪种方案取决于你的具体需求。

希望今天的讲座能让你对 Vue <style scoped> 的实现原理有更深入的了解。如果你有任何问题，欢迎提问。

下次有机会，我们可以一起研究一下 Vue 的虚拟 DOM 和 Diff 算法，那也是一个非常有趣的话题。

感谢大家的收听！

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