Web Component Shadow DOM: Cách Ly Kiểu và Kiến Trúc CSS

Web Components đang cách mạng hóa cách chúng ta xây dựng ứng dụng web. Chúng cung cấp một cách mạnh mẽ để tạo ra các phần tử HTML có thể tái sử dụng và được đóng gói. Trung tâm sức mạnh của Web Components là Shadow DOM, cung cấp khả năng cách ly kiểu quan trọng và thúc đẩy một kiến trúc CSS dễ bảo trì hơn. Bài viết này sẽ đi sâu vào Shadow DOM, khám phá các lợi ích của nó, cách sử dụng hiệu quả và tác động của nó đối với các phương pháp phát triển web hiện đại.

Shadow DOM là gì?

Shadow DOM là một phần quan trọng của công nghệ Web Components cung cấp khả năng đóng gói. Hãy nghĩ về nó như một khoang ẩn bên trong một Web Component. Bất kỳ HTML, CSS hoặc JavaScript nào bên trong Shadow DOM đều được che chắn khỏi tài liệu toàn cục và ngược lại. Sự cách ly này là chìa khóa để tạo ra các thành phần thực sự độc lập và có thể tái sử dụng.

Về bản chất, Shadow DOM cho phép một thành phần có cây DOM bị cô lập của riêng nó. Cây này nằm bên dưới DOM của tài liệu chính, nhưng nó không thể truy cập trực tiếp hoặc bị ảnh hưởng bởi các quy tắc CSS hoặc mã JavaScript của phần còn lại của tài liệu. Điều này có nghĩa là bạn có thể sử dụng các tên lớp CSS phổ biến như "button" hoặc "container" bên trong thành phần của mình mà không lo chúng xung đột với các kiểu ở nơi khác trên trang.

Các khái niệm chính:

• Shadow Host: Nút DOM thông thường mà Shadow DOM được gắn vào. Đây là phần tử nơi Web Component được hiển thị.
• Shadow Tree: Cây DOM bên trong Shadow Host. Nó chứa cấu trúc nội bộ, kiểu dáng và logic của thành phần.
• Shadow Boundary: Rào cản ngăn cách Shadow DOM với phần còn lại của tài liệu. Các kiểu và script không thể vượt qua rào cản này trừ khi được cho phép một cách rõ ràng.
• Slots: Các phần tử giữ chỗ bên trong Shadow DOM cho phép nội dung từ light DOM (DOM thông thường bên ngoài Shadow DOM) được chèn vào cấu trúc của thành phần.

Tại sao nên sử dụng Shadow DOM?

Shadow DOM mang lại những lợi thế đáng kể, đặc biệt là trong các ứng dụng web lớn và phức tạp:

• Cách ly kiểu: Ngăn chặn xung đột CSS và đảm bảo rằng các kiểu của thành phần luôn nhất quán, bất kể môi trường xung quanh. Điều này đặc biệt quan trọng khi tích hợp các thành phần từ các nguồn khác nhau hoặc làm việc trong các nhóm lớn.
• Đóng gói: Che giấu cấu trúc bên trong và chi tiết triển khai của một thành phần, thúc đẩy tính mô-đun và ngăn chặn sự thao túng vô tình từ mã bên ngoài.
• Khả năng tái sử dụng mã: Cho phép tạo ra các thành phần thực sự độc lập và có thể tái sử dụng, có thể dễ dàng tích hợp vào các dự án khác nhau mà không sợ xung đột về kiểu dáng. Điều này cải thiện hiệu quả của nhà phát triển và giảm thiểu sự trùng lặp mã.
• Kiến trúc CSS được đơn giản hóa: Khuyến khích một kiến trúc CSS dựa trên thành phần hơn, giúp quản lý và bảo trì các kiểu dễ dàng hơn. Những thay đổi đối với kiểu của một thành phần sẽ không ảnh hưởng đến các phần khác của ứng dụng.
• Cải thiện hiệu suất: Trong một số trường hợp, Shadow DOM có thể cải thiện hiệu suất bằng cách cô lập các thay đổi về hiển thị vào cấu trúc nội bộ của thành phần. Trình duyệt có thể tối ưu hóa việc hiển thị trong ranh giới Shadow DOM.

Cách tạo một Shadow DOM

Việc tạo một Shadow DOM tương đối đơn giản bằng JavaScript:

// Tạo một lớp Web Component mới
class MyComponent extends HTMLElement {
  constructor() {
    super();

    // Gắn một shadow DOM vào phần tử
    this.attachShadow({ mode: 'open' });

    // Tạo một template cho thành phần
    const template = document.createElement('template');
    template.innerHTML = `
      
      

        
Xin chào từ thành phần của tôi!
         
      
    `;

    // Nhân bản template và nối nó vào shadow DOM
    this.shadowRoot.appendChild(template.content.cloneNode(true));
  }
}

// Định nghĩa phần tử mới
customElements.define('my-component', MyComponent);

Giải thích:

1. Chúng ta tạo một lớp mới kế thừa từ `HTMLElement`. Đây là lớp cơ sở cho tất cả các phần tử tùy chỉnh.
2. Trong hàm khởi tạo, chúng ta gọi `this.attachShadow({ mode: 'open' })`. Lệnh này tạo ra Shadow DOM và gắn nó vào thành phần. Tùy chọn `mode` có thể là `open` hoặc `closed`. `open` có nghĩa là Shadow DOM có thể truy cập được từ JavaScript bên ngoài thành phần (ví dụ: sử dụng `element.shadowRoot`). `closed` có nghĩa là không thể truy cập được. Nói chung, `open` được ưu tiên hơn để có sự linh hoạt cao hơn.
3. Chúng ta tạo một phần tử template để định nghĩa cấu trúc và kiểu dáng của thành phần. Đây là một thực hành tiêu chuẩn cho Web Components để tránh HTML nội tuyến.
4. Chúng ta nhân bản nội dung của template và nối nó vào Shadow DOM bằng cách sử dụng `this.shadowRoot.appendChild()`. `this.shadowRoot` tham chiếu đến gốc của Shadow DOM.
5. Phần tử `` hoạt động như một trình giữ chỗ cho nội dung được truyền vào thành phần từ light DOM (HTML thông thường).
6. Cuối cùng, chúng ta định nghĩa phần tử tùy chỉnh bằng cách sử dụng `customElements.define()`. Lệnh này đăng ký thành phần với trình duyệt.

Cách sử dụng trong HTML:

  Đây là nội dung từ light DOM.

Văn bản "Đây là nội dung từ light DOM." sẽ được chèn vào phần tử `` bên trong Shadow DOM.

Các chế độ của Shadow DOM: Open và Closed

Như đã đề cập trước đó, phương thức `attachShadow()` chấp nhận một tùy chọn `mode`. Có hai giá trị khả thi:

• `open`: Cho phép JavaScript bên ngoài thành phần truy cập vào Shadow DOM bằng cách sử dụng thuộc tính `shadowRoot` của phần tử (ví dụ: `document.querySelector('my-component').shadowRoot`).
• `closed`: Ngăn JavaScript bên ngoài truy cập vào Shadow DOM. Thuộc tính `shadowRoot` sẽ trả về `null`.

Sự lựa chọn giữa `open` và `closed` phụ thuộc vào mức độ đóng gói bạn yêu cầu. Nếu bạn cần cho phép mã bên ngoài tương tác với cấu trúc hoặc kiểu dáng nội bộ của thành phần (ví dụ: để kiểm thử hoặc tùy chỉnh), hãy sử dụng `open`. Nếu bạn muốn thực thi đóng gói một cách nghiêm ngặt và ngăn chặn bất kỳ truy cập nào từ bên ngoài, hãy sử dụng `closed`. Tuy nhiên, việc sử dụng `closed` có thể làm cho việc gỡ lỗi và kiểm thử trở nên khó khăn hơn. Thực hành tốt nhất thường là sử dụng chế độ `open` trừ khi bạn có lý do rất cụ thể để sử dụng `closed`.

Định kiểu trong Shadow DOM

Định kiểu trong Shadow DOM là một khía cạnh quan trọng của khả năng cách ly của nó. Bạn có thể bao gồm các quy tắc CSS trực tiếp bên trong Shadow DOM bằng cách sử dụng thẻ ` Nhấn vào tôi

Trong ví dụ này, các thuộc tính tùy chỉnh `--button-color` và `--button-text-color` được định nghĩa trên phần tử `my-component` trong light DOM. Các thuộc tính này sau đó được sử dụng bên trong Shadow DOM để định kiểu cho nút. Nếu các thuộc tính tùy chỉnh không được định nghĩa, các giá trị mặc định (`#007bff` và `#fff`) sẽ được sử dụng.

Thuộc tính Tùy chỉnh CSS là một cách linh hoạt và mạnh mẽ hơn để tùy chỉnh các thành phần so với Shadow Parts. Chúng cho phép bạn truyền thông tin định kiểu tùy ý vào thành phần và sử dụng nó để kiểm soát các khía cạnh khác nhau của giao diện của nó. Điều này đặc biệt hữu ích để tạo ra các thành phần có thể tạo chủ đề (themable) có thể dễ dàng thích ứng với các hệ thống thiết kế khác nhau.

Ngoài việc định kiểu cơ bản: Các kỹ thuật CSS nâng cao với Shadow DOM

Sức mạnh của Shadow DOM vượt ra ngoài việc định kiểu cơ bản. Hãy cùng khám phá một số kỹ thuật nâng cao có thể cải thiện kiến trúc CSS và thiết kế thành phần của bạn.

Kế thừa CSS

Kế thừa CSS đóng một vai trò quan trọng trong cách các kiểu xếp tầng bên trong và bên ngoài Shadow DOM. Một số thuộc tính CSS nhất định, chẳng hạn như `color`, `font`, và `text-align`, được kế thừa theo mặc định. Điều này có nghĩa là nếu bạn đặt các thuộc tính này trên phần tử host (bên ngoài Shadow DOM), chúng sẽ được kế thừa bởi các phần tử bên trong Shadow DOM, trừ khi bị ghi đè một cách rõ ràng bởi các kiểu bên trong Shadow DOM.

Hãy xem xét ví dụ này:

/* Các kiểu bên ngoài Shadow DOM */
my-component {
  color: green;
  font-family: Arial, sans-serif;
}

/* Bên trong Shadow DOM */

Đoạn văn này sẽ kế thừa color và font-family từ phần tử host.

Trong trường hợp này, đoạn văn bên trong Shadow DOM sẽ kế thừa `color` và `font-family` từ phần tử `my-component` trong light DOM. Điều này có thể hữu ích để đặt các kiểu mặc định cho các thành phần của bạn, nhưng điều quan trọng là phải nhận thức được sự kế thừa và cách nó có thể ảnh hưởng đến giao diện của thành phần.

Lớp giả :host

Lớp giả `:host` cho phép bạn nhắm mục tiêu đến phần tử host (phần tử trong light DOM) từ bên trong Shadow DOM. Điều này hữu ích để áp dụng các kiểu cho phần tử host dựa trên trạng thái hoặc thuộc tính của nó.

Ví dụ, bạn có thể thay đổi màu nền của phần tử host khi nó được di chuột qua:

/* Bên trong Shadow DOM */

Điều này sẽ thay đổi màu nền của phần tử `my-component` thành màu xanh nhạt khi người dùng di chuột qua nó. Bạn cũng có thể sử dụng `:host` để nhắm mục tiêu phần tử host dựa trên các thuộc tính của nó:

/* Bên trong Shadow DOM */

Điều này sẽ áp dụng một chủ đề tối cho phần tử `my-component` khi nó có thuộc tính `theme` được đặt thành "dark".

Lớp giả :host-context

Lớp giả `:host-context` cho phép bạn nhắm mục tiêu đến phần tử host dựa trên ngữ cảnh mà nó được sử dụng. Điều này hữu ích để tạo ra các thành phần thích ứng với các môi trường hoặc chủ đề khác nhau.

Ví dụ, bạn có thể thay đổi giao diện của một thành phần khi nó được sử dụng bên trong một container cụ thể:

/* Bên trong Shadow DOM */

Điều này sẽ áp dụng một chủ đề tối cho phần tử `my-component` khi nó được sử dụng bên trong một phần tử có lớp `dark-theme`. Lớp giả `:host-context` đặc biệt hữu ích để tạo ra các thành phần tích hợp liền mạch với các hệ thống thiết kế hiện có.

Shadow DOM và JavaScript

Mặc dù Shadow DOM chủ yếu tập trung vào việc cách ly kiểu, nó cũng ảnh hưởng đến các tương tác JavaScript. Dưới đây là cách thức:

Định hướng lại sự kiện (Event Retargeting)

Các sự kiện bắt nguồn từ bên trong Shadow DOM được định hướng lại đến phần tử host. Điều này có nghĩa là khi một sự kiện xảy ra bên trong Shadow DOM, mục tiêu sự kiện được báo cáo cho các trình lắng nghe sự kiện bên ngoài Shadow DOM sẽ là phần tử host, chứ không phải phần tử bên trong Shadow DOM đã thực sự kích hoạt sự kiện.

Điều này được thực hiện vì mục đích đóng gói. Nó ngăn mã bên ngoài truy cập và thao túng trực tiếp các phần tử nội bộ của thành phần. Tuy nhiên, nó cũng có thể làm cho việc xác định phần tử chính xác đã kích hoạt sự kiện trở nên khó khăn hơn.

Nếu bạn cần truy cập mục tiêu sự kiện ban đầu, bạn có thể sử dụng phương thức `event.composedPath()`. Phương thức này trả về một mảng các nút mà sự kiện đã đi qua, bắt đầu bằng mục tiêu ban đầu và kết thúc bằng window. Bằng cách kiểm tra mảng này, bạn có thể xác định phần tử chính xác đã kích hoạt sự kiện.

Bộ chọn có phạm vi (Scoped Selectors)

Khi sử dụng JavaScript để chọn các phần tử bên trong một thành phần có Shadow DOM, bạn cần sử dụng thuộc tính `shadowRoot` để truy cập Shadow DOM. Ví dụ, để chọn tất cả các đoạn văn bên trong Shadow DOM, bạn sẽ sử dụng mã sau:

const myComponent = document.querySelector('my-component');
const paragraphs = myComponent.shadowRoot.querySelectorAll('p');

Điều này đảm bảo rằng bạn chỉ chọn các phần tử bên trong Shadow DOM của thành phần, chứ không phải các phần tử ở nơi khác trên trang.

Các thực hành tốt nhất khi sử dụng Shadow DOM

Để tận dụng hiệu quả các lợi ích của Shadow DOM, hãy xem xét các thực hành tốt nhất sau:

• Sử dụng Shadow DOM theo mặc định: Đối với hầu hết các thành phần, sử dụng Shadow DOM là cách tiếp cận được khuyến nghị để đảm bảo cách ly kiểu và đóng gói.
• Chọn chế độ phù hợp: Chọn chế độ `open` hoặc `closed` dựa trên yêu cầu đóng gói của bạn. `open` thường được ưu tiên hơn vì tính linh hoạt, trừ khi cần đóng gói nghiêm ngặt.
• Sử dụng Slots để chiếu nội dung: Tận dụng các slot để tạo ra các thành phần linh hoạt có thể thích ứng với các nội dung khác nhau.
• Phơi bày các phần có thể tùy chỉnh với Shadow Parts và Thuộc tính Tùy chỉnh: Sử dụng Shadow Parts và Thuộc tính Tùy chỉnh một cách tiết kiệm để cho phép định kiểu có kiểm soát từ bên ngoài.
• Tài liệu hóa các thành phần của bạn: Ghi lại rõ ràng các slot, Shadow Parts và Thuộc tính Tùy chỉnh có sẵn để giúp các nhà phát triển khác dễ dàng sử dụng các thành phần của bạn hơn.
• Kiểm thử kỹ lưỡng các thành phần của bạn: Viết các bài kiểm thử đơn vị và kiểm thử tích hợp để đảm bảo rằng các thành phần của bạn hoạt động chính xác và các kiểu của chúng được cách ly đúng cách.
• Xem xét khả năng truy cập: Đảm bảo rằng các thành phần của bạn có thể truy cập được cho tất cả người dùng, bao gồm cả những người khuyết tật. Chú ý đến các thuộc tính ARIA và HTML ngữ nghĩa.

Những thách thức và giải pháp phổ biến

Mặc dù Shadow DOM mang lại nhiều lợi ích, nó cũng đặt ra một số thách thức:

• Gỡ lỗi (Debugging): Gỡ lỗi các kiểu bên trong Shadow DOM có thể là một thách thức, đặc biệt khi xử lý các bố cục và tương tác phức tạp. Sử dụng các công cụ dành cho nhà phát triển của trình duyệt để kiểm tra Shadow DOM và theo dõi sự kế thừa kiểu.
• SEO: Các trình thu thập thông tin của công cụ tìm kiếm có thể gặp khó khăn khi truy cập nội dung bên trong Shadow DOM. Đảm bảo rằng nội dung quan trọng cũng có sẵn trong light DOM, hoặc sử dụng kết xuất phía máy chủ (server-side rendering) để kết xuất trước nội dung của thành phần.
• Khả năng truy cập (Accessibility): Shadow DOM được triển khai không đúng cách có thể tạo ra các vấn đề về khả năng truy cập. Sử dụng các thuộc tính ARIA và HTML ngữ nghĩa để đảm bảo rằng các thành phần của bạn có thể truy cập được cho tất cả người dùng.
• Xử lý sự kiện: Việc định hướng lại các sự kiện bên trong Shadow DOM đôi khi có thể gây nhầm lẫn. Sử dụng `event.composedPath()` để truy cập mục tiêu sự kiện ban đầu khi cần thiết.

Ví dụ trong thực tế

Shadow DOM được sử dụng rộng rãi trong phát triển web hiện đại. Dưới đây là một vài ví dụ:

• Các phần tử HTML gốc: Nhiều phần tử HTML gốc, chẳng hạn như `
• Thư viện và Framework UI: Các thư viện và framework UI phổ biến như React, Angular và Vue.js cung cấp các cơ chế để tạo Web Components với Shadow DOM.
• Hệ thống thiết kế (Design Systems): Nhiều tổ chức sử dụng Web Components với Shadow DOM để xây dựng các thành phần có thể tái sử dụng cho hệ thống thiết kế của họ. Điều này đảm bảo tính nhất quán và khả năng bảo trì trên các ứng dụng web của họ.
• Tiện ích của bên thứ ba: Các tiện ích của bên thứ ba, chẳng hạn như các nút mạng xã hội và banner quảng cáo, thường sử dụng Shadow DOM để ngăn chặn xung đột kiểu với trang chủ.

Kịch bản ví dụ: Một thành phần nút có chủ đề

Hãy tưởng tượng chúng ta đang xây dựng một thành phần nút cần hỗ trợ nhiều chủ đề (sáng, tối và độ tương phản cao). Sử dụng Shadow DOM và Thuộc tính Tùy chỉnh CSS, chúng ta có thể tạo ra một thành phần có khả năng tùy biến cao và dễ bảo trì.

class ThemedButton extends HTMLElement {
  constructor() {
    super();
    this.attachShadow({ mode: 'open' });
    this.shadowRoot.innerHTML = `
      
      
    `;
  }
}

customElements.define('themed-button', ThemedButton);

Để sử dụng thành phần này với các chủ đề khác nhau, chúng ta có thể định nghĩa các Thuộc tính Tùy chỉnh CSS trong light DOM:

/* Chủ đề sáng */
.light-theme themed-button {
  --button-background-color: #f0f0f0;
  --button-text-color: #333;
}

/* Chủ đề tối */
.dark-theme themed-button {
  --button-background-color: #333;
  --button-text-color: #f0f0f0;
}

/* Chủ đề độ tương phản cao */
.high-contrast-theme themed-button {
  --button-background-color: #000;
  --button-text-color: #ff0;
}

Sau đó, chúng ta có thể áp dụng các chủ đề bằng cách thêm các lớp thích hợp vào một phần tử container:

  Nhấn vào tôi



  Nhấn vào tôi



  Nhấn vào tôi

Ví dụ này minh họa cách Shadow DOM và Thuộc tính Tùy chỉnh CSS có thể được sử dụng để tạo ra các thành phần linh hoạt và có thể tái sử dụng, có thể dễ dàng thích ứng với các chủ đề và môi trường khác nhau. Kiểu dáng nội bộ của nút được đóng gói bên trong Shadow DOM, ngăn chặn xung đột với các kiểu khác trên trang. Các kiểu phụ thuộc vào chủ đề được định nghĩa bằng Thuộc tính Tùy chỉnh CSS, cho phép chúng ta dễ dàng chuyển đổi giữa các chủ đề bằng cách chỉ cần thay đổi lớp trên phần tử container.

Tương lai của Shadow DOM

Shadow DOM là một công nghệ nền tảng cho phát triển web hiện đại, và tầm quan trọng của nó có khả năng sẽ tăng lên trong tương lai. Khi các ứng dụng web trở nên phức tạp và mô-đun hơn, nhu cầu về cách ly kiểu và đóng gói sẽ càng trở nên quan trọng hơn. Shadow DOM cung cấp một giải pháp mạnh mẽ và được tiêu chuẩn hóa cho những thách thức này, cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng web dễ bảo trì, có thể tái sử dụng và có khả năng mở rộng hơn.

Các phát triển trong tương lai của Shadow DOM có thể bao gồm:

• Cải thiện hiệu suất: Tiếp tục tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất kết xuất của Shadow DOM.
• Tăng cường khả năng truy cập: Cải tiến hơn nữa hỗ trợ khả năng truy cập, giúp việc xây dựng các Web Components có thể truy cập dễ dàng hơn.
• Các tùy chọn định kiểu mạnh mẽ hơn: Các tính năng CSS mới tích hợp liền mạch với Shadow DOM, cung cấp các tùy chọn định kiểu linh hoạt và biểu cảm hơn.

Kết luận

Shadow DOM là một công nghệ mạnh mẽ cung cấp khả năng cách ly kiểu và đóng gói quan trọng cho Web Components. Bằng cách hiểu rõ lợi ích của nó và cách sử dụng hiệu quả, bạn có thể tạo ra các ứng dụng web dễ bảo trì, có thể tái sử dụng và có khả năng mở rộng hơn. Hãy nắm bắt sức mạnh của Shadow DOM để xây dựng một hệ sinh thái phát triển web mô-đun và mạnh mẽ hơn.

Từ những nút đơn giản đến các thành phần UI phức tạp, Shadow DOM cung cấp một giải pháp mạnh mẽ để quản lý các kiểu và đóng gói chức năng. Khả năng ngăn chặn xung đột CSS và thúc đẩy khả năng tái sử dụng mã làm cho nó trở thành một công cụ vô giá đối với các nhà phát triển web hiện đại. Khi web tiếp tục phát triển, việc thành thạo Shadow DOM sẽ ngày càng trở nên quan trọng để xây dựng các ứng dụng web chất lượng cao, dễ bảo trì và có khả năng mở rộng, có thể phát triển mạnh trong một bối cảnh kỹ thuật số đa dạng và luôn thay đổi. Hãy nhớ xem xét khả năng truy cập trong tất cả các thiết kế thành phần web để đảm bảo trải nghiệm người dùng toàn diện trên toàn cầu.