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你好，我是winter。

在前面的课程中，我们已经学习了DOM相关的API，狭义的DOM API仅仅包含DOM树形结构相关的内容。今天，我们再来学习一类新的API：CSSOM。

我想，你在最初接触浏览器API的时候，应该都有跟我类似的想法：“好想要element.width、element.height这样的API啊”。

这样的API可以直接获取元素的显示相关信息，它们是非常符合人的第一印象直觉的设计，但是，偏偏 DOM API 中没有这样的内容。

随着学习的深入，我才知道，这样的设计是有背后的逻辑的，正如HTML和CSS分别承担了语义和表现的分工，DOM和CSSOM也有语义和表现的分工。

DOM中的所有的属性都是用来表现语义的属性，CSSOM的则都是表现的属性，width和height这类显示相关的属性，都属于我们今天要讲的CSSOM。

顾名思义，CSSOM是CSS的对象模型，在W3C标准中，它包含两个部分：描述样式表和规则等CSS的模型部分（CSSOM），和跟元素视图相关的View部分（CSSOM View）。

在实际使用中，CSSOM View比CSSOM更常用一些，因为我们很少需要用代码去动态地管理样式表。

在今天的文章中，我来分别为你介绍这两部分的API。

CSSOM

首先我们来介绍下CSS中样式表的模型，也就是CSSOM的本体。

我们通常创建样式表也都是使用HTML标签来做到的，我们用style标签和link标签创建样式表，例如：

<style title="Hello">
a {
  color:red;
}
</style>
<link rel="stylesheet" title="x" href="data:text/css,p%7Bcolor:blue%7D">

我们创建好样式表后，还有可能要对它进行一些操作。如果我们以DOM的角度去理解的话，这些标签在DOM中是一个节点，它们有节点的内容、属性，这两个标签中，CSS代码有的在属性、有的在子节点。这两个标签也遵循DOM节点的操作规则，所以可以使用DOM API去访问。

但是，这样做的后果是我们需要去写很多分支逻辑，并且，要想解析CSS代码结构也不是一件简单的事情，所以，这种情况下，我们直接使用CSSOM API去操作它们生成的样式表，这是一个更好的选择。

我们首先了解一下CSSOM API的基本用法，一般来说，我们需要先获取文档中所有的样式表：

document.styleSheets

document的styleSheets属性表示文档中的所有样式表，这是一个只读的列表，我们可以用方括号运算符下标访问样式表，也可以使用item方法来访问，它有length属性表示文档中的样式表数量。

样式表只能使用style标签或者link标签创建（对XML来说，还可以使用，咱们暂且不表）。

我们虽然无法用CSSOM API来创建样式表，但是我们可以修改样式表中的内容。

document.styleSheets[0].insertRule("p { color:pink; }", 0)
document.styleSheets[0].removeRule(0)

更进一步，我们可以获取样式表中特定的规则（Rule），并且对它进行一定的操作，具体来说，就是使用它的cssRules属性来实现：

document.styleSheets[0].cssRules

这里取到的规则列表，同样是支持item、length和下标运算。

不过，这里的Rules可就没那么简单了，它可能是CSS的at-rule，也可能是普通的样式规则。不同的rule类型，具有不同的属性。

我们在CSS语法部分，已经为你整理过at-rule的完整列表，多数at-rule都对应着一个rule类型：

  • CSSStyleRule
  • CSSCharsetRule
  • CSSImportRule
  • CSSMediaRule
  • CSSFontFaceRule
  • CSSPageRule
  • CSSNamespaceRule
  • CSSKeyframesRule
  • CSSKeyframeRule
  • CSSSupportsRule

具体的规则支持的属性，建议你可以用到的时候，再去查阅MDN或者W3C的文档，在我们的文章中，仅为你详细介绍最常用的 CSSStyleRule。

CSSStyleRule有两个属性：selectorText 和 style，分别表示一个规则的选择器部分和样式部分。

selector部分是一个字符串，这里显然偷懒了没有设计进一步的选择器模型，我们按照选择器语法设置即可。

style部分是一个样式表，它跟我们元素的style属性是一样的类型，所以我们可以像修改内联样式一样，直接改变属性修改规则中的具体CSS属性定义，也可以使用cssText这样的工具属性。

此外，CSSOM还提供了一个非常重要的方法，来获取一个元素最终经过CSS计算得到的属性：

window.getComputedStyle(elt, pseudoElt);

其中第一个参数就是我们要获取属性的元素，第二个参数是可选的，用于选择伪元素。

好了，到此为止，我们可以使用CSSOM API自由地修改页面已经生效的样式表了。接下来，我们来一起关注一下视图的问题。

CSSOM View

CSSOM View 这一部分的API，可以视为DOM API的扩展，它在原本的Element接口上，添加了显示相关的功能，这些功能，又可以分成三个部分：窗口部分，滚动部分和布局部分，下面我来分别带你了解一下。

窗口 API

窗口API用于操作浏览器窗口的位置、尺寸等。

  • moveTo(x, y) 窗口移动到屏幕的特定坐标；
  • moveBy(x, y) 窗口移动特定距离；
  • resizeTo(x, y) 改变窗口大小到特定尺寸；
  • resizeBy(x, y) 改变窗口大小特定尺寸。

此外，窗口API还规定了 window.open() 的第三个参数：

window.open("about:blank", "_blank" ,"width=100,height=100,left=100,right=100" )

一些浏览器出于安全考虑没有实现，也不适用于移动端浏览器，这部分你仅需简单了解即可。下面我们来了解一下滚动API。

滚动 API

要想理解滚动，首先我们必须要建立一个概念，在PC时代，浏览器可视区域的滚动和内部元素的滚动关系是比较模糊的，但是在移动端越来越重要的今天，两者必须分开看待，两者的性能和行为都有区别。

视口滚动API

可视区域（视口）滚动行为由window对象上的一组API控制，我们先来了解一下：

  • scrollX 是视口的属性，表示X方向上的当前滚动距离，有别名 pageXOffset；
  • scrollY 是视口的属性，表示Y方向上的当前滚动距离，有别名 pageYOffset；
  • scroll(x, y) 使得页面滚动到特定的位置，有别名scrollTo，支持传入配置型参数 {top, left}；
  • scrollBy(x, y) 使得页面滚动特定的距离，支持传入配置型参数 {top, left}。

通过这些属性和方法，我们可以读取视口的滚动位置和操纵视口滚动。不过，要想监听视口滚动事件，我们需要在document对象上绑定事件监听函数：

document.addEventListener("scroll", function(event){
  //......
})

视口滚动API是页面的顶层容器的滚动，大部分移动端浏览器都会采用一些性能优化，它和元素滚动不完全一样，请大家一定建立这个区分的意识。

元素滚动API

接下来我们来认识一下元素滚动API，在Element类（参见DOM部分），为了支持滚动，加入了以下API。

  • scrollTop 元素的属性，表示Y方向上的当前滚动距离。
  • scrollLeft 元素的属性，表示X方向上的当前滚动距离。
  • scrollWidth 元素的属性，表示元素内部的滚动内容的宽度，一般来说会大于等于元素宽度。
  • scrollHeight 元素的属性，表示元素内部的滚动内容的高度，一般来说会大于等于元素高度。
  • scroll(x, y) 使得元素滚动到特定的位置，有别名scrollTo，支持传入配置型参数 {top, left}。
  • scrollBy(x, y) 使得元素滚动到特定的位置，支持传入配置型参数 {top, left}。
  • scrollIntoView(arg) 滚动元素所在的父元素，使得元素滚动到可见区域，可以通过arg来指定滚到中间、开始或者就近。

除此之外，可滚动的元素也支持scroll事件，我们在元素上监听它的事件即可：

element.addEventListener("scroll", function(event){
  //......
})

这里你需要注意一点，元素部分的API设计与视口滚动命名风格上略有差异，你在使用的时候不要记混。

布局API

最后我们来介绍一下布局API，这是整个CSSOM中最常用到的部分，我们同样要分成全局API和元素上的API。

全局尺寸信息

window对象上提供了一些全局的尺寸信息，它是通过属性来提供的，我们一起来了解一下来这些属性。

  • window.innerHeight, window.innerWidth 这两个属性表示视口的大小。
  • window.outerWidth, window.outerHeight 这两个属性表示浏览器窗口占据的大小，很多浏览器没有实现，一般来说这两个属性无关紧要。
  • window.devicePixelRatio 这个属性非常重要，表示物理像素和CSS像素单位的倍率关系，Retina屏这个值是2，后来也出现了一些3倍的Android屏。

  • window.screen （屏幕尺寸相关的信息）

  • window.screen.width, window.screen.height 设备的屏幕尺寸。

  • window.screen.availWidth, window.screen.availHeight 设备屏幕的可渲染区域尺寸，一些Android机器会把屏幕的一部分预留做固定按钮，所以有这两个属性，实际上一般浏览器不会实现的这么细致。
  • window.screen.colorDepth, window.screen.pixelDepth 这两个属性是固定值24，应该是为了以后预留。

虽然window有这么多相关信息，在我看来，我们主要使用的是innerHeight、innerWidth和devicePixelRatio三个属性，因为我们前端开发工作只需要跟视口打交道，其它信息大概了解即可。

元素的布局信息

最后我们来到了本节课一开始提到的问题，我们是否能够取到一个元素的宽（width）和高（height）呢？

实际上，我们首先应该从脑中消除“元素有宽高”这样的概念，我们课程中已经多次提到了，有些元素可能产生多个盒，事实上，只有盒有宽和高，元素是没有的。

所以我们获取宽高的对象应该是“盒”，于是CSSOM View为Element类添加了两个方法：

  • getClientRects();
  • getBoundingClientRect()。

getClientRects 会返回一个列表，里面包含元素对应的每一个盒所占据的客户端矩形区域，这里每一个矩形区域可以用 x, y, width, height 来获取它的位置和尺寸。

getBoundingClientRect ，这个API的设计更接近我们脑海中的元素盒的概念，它返回元素对应的所有盒的包裹的矩形区域，需要注意，这个API获取的区域会包括当overflow为visible时的子元素区域。

根据实际的精确度需要，我们可以选择何时使用这两个API。

这两个API获取的矩形区域都是相对于视口的坐标，这意味着，这些区域都是受滚动影响的。

如果我们要获取相对坐标，或者包含滚动区域的坐标，需要一点小技巧：

var offsetX = document.documentElement.getBoundingClientRect().x - element.getBoundingClientRect().x;

如这段代码所示，我们只需要获取文档跟节点的位置，再相减即可得到它们的坐标。

这两个API的兼容性非常好，定义又非常清晰，建议你如果是用JavaScript实现视觉效果时，尽量使用这两个API。

结语

今天我们一起学习了CSSOM这一类型的API。我们首先就说到了，就像HTML和CSS分别承担了语义和表现的分工，DOM和CSSOM也有语义和表现的分工。

CSSOM是CSS的对象模型，在W3C标准中，它包含两个部分：描述样式表和规则等CSS的模型部分（CSSOM），和跟元素视图相关的View部分（CSSOM View）。

最后留给你一个问题，写好欢迎留言来讨论，请找一个网页，用我们今天讲的API，把页面上的所有盒的轮廓画到一个canvas元素上。

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精选留言（15）
  • Geek_ianp87 👍（1） 💬（1）

    display:inline;的元素会不会产生盒？

    2019-10-09

  • Russell 👍（0） 💬（1）

    这个咋换行啊。。。 不好意思，老师好，我想咨询浏览器API的种类。 我可以认为是，DOM，BOM，CSSOM这几类么？

    2019-04-03

  • 阿成 👍（61） 💬（2）

    Look via gist: https://gist.github.com/aimergenge/2bcf41ac4c4d2586e48ccd5cec5c9768 void function () { const canvas = document.createElement('canvas') canvas.width = document.documentElement.offsetWidth canvas.height = document.documentElement.offsetHeight canvas.style.position = 'absolute' canvas.style.left = '0' canvas.style.right = '0' canvas.style.top = '0' canvas.style.bottom = '0' canvas.style.zIndex = '99999' document.body.appendChild(canvas) const ctx = canvas.getContext('2d') draw(ctx, getAllRects()) function draw (ctx, rects) { let i = 0 ctx.strokeStyle = 'red' window.requestAnimationFrame(_draw) function _draw () { let {x, y, width, height} = rects[i++] ctx.strokeRect(x, y, width, height) if (i < rects.length) { window.requestAnimationFrame(_draw) } else { console.log('%cDONE', 'background-color: green; color: white; padding: 0.3em 0.5em;') } } } function getAllRects () { const allElements = document.querySelectorAll('*') const rects = [] const {x: htmlX, y: htmlY} = document.documentElement.getBoundingClientRect() allElements.forEach(element => { const eachElRects = Array.from(element.getClientRects()).filter(rect => { return rect.width || rect.height }).map(rect => { return { x: rect.x - htmlX, y: rect.y - htmlY, width: rect.width, height: rect.height } }) rects.push(...eachElRects) }) return rects } }()

    2019-03-16

  • welkin 👍（14） 💬（6）

    希望作者能讲一下虚拟dom 还有浏览器的重绘和重排 以及性能优化，跨域的常用操作(希望细致一点) 包括一些漏洞和攻击，比如xss，sql注入 还有一些技术栈，和一些对于前端需要了解的方案，比如离线方案等

    2019-03-25

  • 热心网友好宅💫 👍（3） 💬（0）

    一直忍着没问，哪来这么多猫片🤣

    2019-04-25

  • 周飞 👍（3） 💬（0）

    <body> <canvas id="rect"></canvas> <script type="text/javascript"> const canvas = document.getElementById('rect'); canvas.width =document.documentElement.getBoundingClientRect().width; canvas.height = document.documentElement.getBoundingClientRect().height; canvas.style.position="absolute"; canvas.style.top=0; canvas.style.left=0; canvas.style.border='1px solid red'; const ctx = canvas.getContext('2d'); function travaldom(root){ if(root.tagName && root.tagName !=='text' && root.tagName!=='canvas'){ const startX = root.getBoundingClientRect().x; const startY = root.getBoundingClientRect().y; const width = root.getBoundingClientRect().width; const height = root.getBoundingClientRect().height; ctx.beginPath(); ctx.lineWidth="1"; ctx.strokeStyle="blue"; ctx.rect(startX,startY,width,height); ctx.stroke(); } root.childNodes.forEach(node=>{ travaldom(node); }); } travaldom(document); </script> </body>

    2019-04-07

  • 痕近痕远 👍（3） 💬（0）

    请问老师，如何解决UI自动化测试，定位标签显示元素不可见的问题

    2019-03-17

  • 宋宋 👍（3） 💬（0）

    前面讲浏览器渲染时有讲到，CSS经过词法分析和语法分析被解析成一颗抽象语法树。 这个抽象语法树和CSSOM有什么关联么？因为很多文章都讲CSS经过词法分析和语法分析被解析成CSSOM，感觉很疑惑。

    2019-03-16

  • pcxpccccx_ 👍（1） 💬（0）

    冲冲冲

    2020-03-22

  • Russell 👍（1） 💬（0）

    emm~~ 我又读了一遍文档，发现了对我来说很关键词，“狭义的”。 那我现在的理解是酱紫的。 广义的理解，就是BOM+DOM，CSSOM是DOM扩展的一部分；如果狭义的认为DOM就是树形结构的话，就可以分出来DOM、CSSOM两部分内容了。 我这样想对么？

    2019-04-03

  • 非洲小白狼 👍（0） 💬（0）

    function elementTreeDFS(el, callback) { if (el instanceof HTMLElement) { callback(el); const children = Array.from(el.children); children.forEach(element => elementTreeDFS(element, callback)); } } function renderCanvas() { const canvas = document.createElement('canvas'); const ctx = canvas.getContext('2d'); canvas.width = document.documentElement.offsetWidth || document.body.offsetWidth; canvas.height = document.documentElement.offsetHeight || document.body.offsetHeight; elementTreeDFS(document.documentElement, (el) => { const bounding = el.getBoundingClientRect(); if (bounding.left || bounding.top || bounding.right || bounding.bottom || bounding.width || bounding.height) { ctx?.strokeRect(bounding.left, bounding.top, bounding.width, bounding.height); } }); canvas.toBlob((blob) => { console.log(URL.createObjectURL(blob)); }, 'image/jpg', 1); } renderCanvas();

    2024-08-27

  • Fiona B Y Fan 👍（0） 💬（0）

    通过document.getStyleSheets修改style以及window.getComputedStyle window.getBoundingClientRect window.getClientRects方法会导致重排和重绘，影响性能，不是应该少用吗

    2022-04-17

  • pasico 👍（0） 💬（0）

    function dfs(top, callback){ let node = top let stack = Array.from(node.children).reverse() callback(node) while(stack.length){ node = stack.pop() callback(node) stack.push(...Array.from(node.children).reverse()) } } function traverse(){ let body = document.body // let color = 0 let time = 0 let count = 0 let can = document.createElement('canvas') can.style.position = 'fixed' can.style.top=0 can.style.left=0 let ctx = can.getContext('2d') const callback=(node)=>{ time+=50 count++ setTimeout(()=>{ var {x,y,width,height} = node.getBoundingClientRect() console.log('count', count, node, x, y, width, height) if(node === body){ can.style.width = width can.width = width can.style.height = height can.height = height } // color++ // ctx.fillStyle=`rgb(${color%255},${color%255},${color%255})`; // ctx.fillRect(x,y,width, height) ctx.strokeStyle = 'green'; ctx.strokeRect(x, y, width, height); }, time) } dfs(body, callback) body.appendChild(can) } traverse()

    2022-02-17

  • 胡永 👍（0） 💬（0）

    const newWindow = window.open("about:blank", "_blank", "width=100,height=100,left=100,right=100") const canvas = newWindow.document.body.appendChild(newWindow.document.createElement('canvas')); canvas.width = document.documentElement.offsetWidth canvas.height = document.documentElement.offsetHeight canvas.style.position = 'absolute' canvas.style.left = '0' canvas.style.right = '0' canvas.style.top = '0' canvas.style.bottom = '0' canvas.style.zIndex = '99999' const ctx = canvas.getContext('2d'); const { x: htmlX, y: htmlY } = document.documentElement.getBoundingClientRect() let tagsArr = new Set(); void function getAllElementsTag() { const body = document.body; const { width, height } = document.documentElement.getBoundingClientRect(); return recurtion(body); }() function drawCanvas(ele) { const offsetX = ele.getBoundingClientRect().x - htmlX; const offsetY = ele.getBoundingClientRect().y - htmlY; const { width, height } = ele.getBoundingClientRect(); ctx.strokeStyle = 'red'; ctx.strokeRect(offsetX, offsetY, width, height); } function recurtion(ele) { tagsArr.add(ele.nodeName.slice(0).toLowerCase()); drawCanvas(ele) if (!ele.hasChildNodes()) return; ele.childNodes.forEach(item => { if (item.hasChildNodes()) { return recurtion(item) } if (!/#/.test(item.nodeName)) { drawCanvas(item) } tagsArr.add(item.nodeName.slice(0).toLowerCase()) }) }

    2021-06-16

  • Peter 👍（0） 💬（0）

    // 创建覆盖在网页上方的canvas const cvs = document.createElement('canvas') cvs.width = document.documentElement.scrollWidth; cvs.height = document.documentElement.scrollHeight; cvs.style.position = 'absolute'; cvs.style.zIndex = 1000; cvs.style.left = 0; cvs.style.top = 0; ctx = cvs.getContext('2d'); ctx.strokeStyle="red"; // 查找所有块元素，计算位置并在对应坐标绘制边框在canvas上。 const BlockLevel = ['block', 'inline-block', 'inline-table', 'table', 'flex', 'grid', 'flow-root']; [].forEach.call(document.body.getElementsByTagName('*'), (item) => { if (BlockLevel.indexOf(getComputedStyle(item).display) > -1) { const rect = item.getBoundingClientRect(); const { x, y, width, height } = rect; ctx.strokeRect(x, y, width, height); } }) document.body.append(cvs);

    2020-06-30