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，h1是color:blue‘胜出’，显示蓝色。

只有CSS声明，就是属性名值对，会参与层叠计算。这表示包含CSS声明以外实体的@规则不参与层叠计算，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color、font-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：

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：

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，分别是匿名层和嵌套层。

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：

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：

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 > @layer 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 > @layer C.D > @layer A > @layer 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：

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）：

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：

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：

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。