组件 popup 设计和源码剖析
前言
NutUI 是一套京东风格的移动端 Vue 组件库，生态系统覆盖面广，支持按需加载、主题定制、多语言等，功能强大。目前 40+ 京东项目正在使用，设计精美，风格统一。在开发组件库的过程中，NutUI 是如何处理组件间的层级关系的呢？今天就给大家解析 NutUI 中具有处理层级关系的公共组件 popup。
1. 什么是 popup
它是一个公共组件，很多带有弹出层的组件都是基于这个组件开发的。封装这个组件首先是解决了重复造轮子的问题，避免多个组件都要开发这个公共功能，不过它的优势不仅仅于此，还有如下优势：
1.动态处理层级关系，保证后面触发的弹窗显示在最上面。
2.当多个弹窗组件同时显示时候，保持一个遮罩层，并动态处理遮罩层关系。
本文主要包含三方面的内容
- 动态处理层级关系
- 遮罩层管理
- 滚动穿透问题
2. 动态处理层级关系
2.1. 为什么要处理层级关系
大家在开发组件的时候或多或少都会遇到层级问题，如在当前页面最上方显示弹框，Toast 提示等等。那么该如何定义的它们的 zIndex 从而保证当前要显示的内容在页面最上方的呢？
平常开发的时候可能是根据业务做的具体调整 zIndex ，保证外层的组件 zindex 值最大。但是实际情况可能要复杂，随着不同开发者接手，各种业务需求迭代，在实际的开发过程中可能会出现各种的问题，很容易出现”牵一发而动全身“，改了一个 zIndex 引出了很多其他问题，甚至会出现设置 zIndex 无效的情况。下面我们来梳理下关于处理层级问题的多种解决方案。
2.2. 如何设置zIndex
2.2.1. PLAN A
有人说可以把所有组件的 zIndex 统一，这样遵循 “后来居上” 的法则，只要开发者在代码中调整组件的顺序就能保证层级关系。
层叠水平一致、层叠顺序相同的时候，在DOM流中处于后面的元素会覆盖前面的元素。
这样处理确实能解决一部分问题，但还是有很多隐患存在。比如哪个弹窗显示在最外层可能是由用户点击顺序决定的，并不是一成不变，并且每个人的开发习惯不同，有时候很难统一，基于这种情况我们可以采用统一动态生成 zIndex 的方式：
在组件库中，我们可以对组件库的zIndex值做一个统一的处理，每次调用都动态 + 1。
let zIndex = 2000;
function getZIndex(){
return ++zIndex
}
然后每次调用的时候都动态赋值
this.$el.style.zIndex = getZIndex();
在组件库中可以用这种方式对 zIndex 变量统一管理，但是并不适用于所有开发情况，比如代码中充斥着各类型的组件，zIndex 没有进行统一管理。那么可以采用 PLAN B 动态去计算最大的 zIndex 。
2.2.2. PLAN B
这里介绍采用遍历 DOM 节点去动态计算最大 zIndex 值的方式。
getZIndex(){
return [...document.all].reduce((r, e) => Math.max(r, +window.getComputedStyle(e).zIndex || 0), 0)
}
这个方法可以让你获得当下最大的 zIndex ，然后你在这个基础上 +1 就可以了。
2.3. 层叠上下文（stacking context）
在实际开发中，光设置 zIndex 也许还不够，哪怕我们把 zIndex 设置成最大，也不一定会显示到最上面。因为 zIndex 的只在当前的层叠上下文中才会起作用。所以光设置 zIndex 是不全面的，还要考虑层叠上下文的因素。 我们先来看以下代码:
这时候图片会在遮罩层的上面，原因是他们属于一个层叠上下文中，所以 ”谁大谁上“ 。但是我们在 img 的父级别加一个 position:relative;z-index:1999; 那么就完全不同了。
这时我们发现图片跑到了遮罩层的下面。因为 img 的父级开启了新的层叠上下文，跟 overlay 相比较的 zindex 不再是 img 的 2001 而是其父级的 1999。
为了避免父级元素的影响，我们可以把遮罩层和图片放到一个层级下。只要保持一个层叠上下文中，就能保证 ”谁大谁上“ 。
回到我们的 popup 组件开发中，为了避免 zIndex 设置不生效的问题，我们也可以把遮罩层组件与弹窗组件并列放置，来避免上述问题。
解决了组件间层叠问题，那么多个层叠的组件均包含遮罩层的问题又显露出来，下面我们来看下关于遮罩层的管理。
3. 遮罩层管理
3.1. 为什么要进行管理
当多个带有遮罩层的组件同时显示的时候，我们需要对遮罩层进行统一管理，首先是避免多层遮罩层同时显示的情况，并且要动态调整遮罩层的 zIndex 。具体内容可以先看看下面的例子。
如上面的动态图所示，点击“展示弹出层” 可以看到显示一个遮罩层+弹窗，弹窗上面有两个单元格。这时候再次点击 “选择配送” 还是保持一个遮罩层，只不过它的层级发生了变化，提升到了两个单元格的之上，当选择完毕退出 “选择配送” 弹窗的时候遮罩层又还原了上一次的层级。下面我们来看下设计思路。
3.1.1. 设计思路
层级模块管理的设计思路如下图所示：
1.Overlay 组件负责显示遮罩层。
2.overlay-manager 负责动态生成 zIndex 和管理 Overlay 组件，控制 Overlay 保持一个实例，并动态更新 zIndex 等。
3.popup 调用 overlay-manager 的各种方法，获取最新的 zIndex ，控制遮罩层和弹窗的显示。
4.其他组件调用 popup 组件来完成具体业务组件。
下面我们先来说下 overlay-manager 的具体实现思路。
3.2. 利用 stack 储存组件内容
首先还是先说下什么是栈（stack），它是一种先进后出的数据结构，非常适合当下的场景。因为用户面对屏幕总是先去处理最上面弹出的内容，然后一层一层向下处理。
我们用一个数组实现这种方法。
let stack = []; stack.push(obj); stack.pop()
下面我们用代码来实现功能（缩减版）
let modalStack = [];
let _zIndex = 2000;
const overlayManager = {
// 获取最新的zIndex
get zIndex() {
return ++_zIndex;
}，
// 获取最外层的弹窗组件实例
get topStack() {
return modalStack[modalStack.length - 1];
},
// 打开遮罩层 1.在 modalStack 加入最新的弹窗组件实例和配置 2.调用更新遮罩层组件方法
openModal(vm, config) {
modalStack.push({
vm,
config
});
// 更新遮罩层内容
this.updateOverlay();
},
//关闭遮罩层 1.在 modalStack 中移除最后加入的组件实例和配置 2.调用更新遮罩层组件方法
closeOverlay(vm) {
if (modalStack.length) {
modalStack.pop();
}
// 更新遮罩层内容
this.updateOverlay();
},
}
整体思路如下图所示：
下面我们来看看，如何在 popup 使用 overlay-manager 的方法。
import overlayManager from "./overlay-manager.js";
export default {
props: {
value: {
type: Boolean,
default: false,
}
},
watch: {
value(val) {
val ? this.open() : this.close();
}
},
methods: {
open() {
const config = {
zIndex:overlayManager.zIndex,
};
//渲染遮罩层
this.renderOverlay(config);
//为当前组件的zIndex赋值
this.$el.style.zIndex = overlayManager.zIndex;
},
close(){
//...
},
renderOverlay(){
overlayManager.openModal(this);
},
}
}
在 popup 中控制弹窗和遮罩层的显示，并赋值 zIndex ，下面我们来说下如何动态更新遮罩层。
3.3. 动态更新遮罩层
在上面小节中的最后在 open 和 close 的方法中都调用了 updateOverlay 函数，在说这个函数之前我们先要用 vue 实例化一个 overlay 组件，然后参数透传。
function mount(Component) {
const instance = new Vue({
props: Component.props,
render(h) {
return h(Component, {
props:this.$props
});
},
}).$mount();
return instance;
}
实例化之后需要保持单例，然后动态更新这个 vue 对象挂载的位置和 props 来控制遮罩层是否显示和显示层级。
updateOverlay() {
const { clickHandle, topStack } = overlayManager;
if (!overlay) {
overlay = mount(overlayComponent);
}
if (topStack) {
const { vm, config } = topStack;
const el = vm.$el;
el && el.parentNode && el.parentNode.nodeType !== 11
? el.parentNode.appendChild(overlay.$el)
: document.body.appendChild(overlay.$el);
Object.assign(overlay, config, {
value: true,
});
} else {
overlay.value = false;
}
},
动态更新遮罩层的位置，这个功能我们采用了 appendChild 方法，方式实现自动移动节点到新的位置的功能，是利用了它以下特性：
appendChild() 方法可向节点的子节点列表的末尾添加新的子节点,
如果文档树中已经存在了 newchild，它将从文档树中删除，然后重新插入它的新位置。
遮罩层管理的基本设计思路就是这些，难道这样就大功告成了吗？本着好人做到底，送佛送到西的精神，我们再来看看还有哪些问题，譬如说——滚动穿透问题。
4. 滚动穿透问题
4.1. 问题描述
当遮罩层显示并且滚动页面，可以透过遮罩层影响到下面的内容，如下图所示：
从图中可以看出，向下滚动页面，后面的背景也会跟着滚动，那么问题来了，上面明明有遮罩层，为什么还会影响到层级排在下面的内容呢？
我觉得这个问题可以从 DOM 事件流中找到原因，因为 DOM 中的事件不会只停留在目前对象上，会经历捕获阶段、目标阶段和冒泡阶段，从而会影响到其他元素。下面我们来看下具体的解决方案。
4.2. PLAN A
最简单的解决方案，就是在body上加一个样式
.nut-overflow-hidden {
overflow: hidden;
}
这种解决方式并不是禁止滚动穿透，而是让背景不能滚动了，穿透功能其实还在。经过我的测试，这种方式在 pc 和 Android 运行正常，但是在 ios 上失效。为了找到在 Android 和 ios 都管用的方法，我们继续探究。
4.3. PLAN B
我们还可以使用另一个方法禁止滚动，添加 position ;当弹窗时我们在 body 标签上加上如下 class。
.nut-fixed{
position: fixed;
}
这个方法的原理跟 PLAN A 差不多，而且这个方法经过我测试，发现在 pc 、Android 和 ios 上同时都正常，不过马上就发现了一个很致命的副作用。
当点击弹窗时，页面会瞬间跳到顶部，为了更好的用户提体验，我们需要继续探究。
4.4. PLAN C
回到事件本身中来，换种思维方式，通过阻止 touchmove 事件来解决问题，下面我们来实践下，在遮罩层组件中加入 preventDefault：
export default {
name: "nut-popup-mask",
methods:{
touchmove(e){
e.preventDefault();
}
}
}
};
经过测试发现在遮罩层滑动确实不会引起背景层的滚动，但是忽略的弹窗区域,在弹框区域滚动依旧会引起背景层的滚动，弹窗元素和遮罩元素在同一个父级下属于兄弟级别，所以遮罩元素的 preventDefault 自然也不会影响弹窗元素。
看到这里也许有人会说，直接弹窗元素中加入 preventDefault 就可以了跟遮罩层保持一样，但是弹窗输入主要展示区域，它本身就可能存在长文滚动的状态，如果把它滚动禁止，那么正常的功能就受到了影响。那么怎样在背景和弹窗都可滚动的状态下处理好这个问题呢？
经过一番研究，我发现了以下规律（纯个人见解，如果有误欢迎在评论区批评指正）。
在弹窗内滑动屏幕首先处理的是弹窗内的滚动，当滑动到尽头的时候，就会触发背景层的的滚动。根据这个现象我们做出以下解决方案。
当弹窗向某个方法上滚动且有滚动区间的时候允许滚动，如果没有滚动区间就禁止滚动。听起来也许有些拗口，换句说话就是保持弹窗正常滚动，禁止正在弹窗滚动之外的内容滚动。
下面我们来看下实现：
4.4.1. 判断手势方向
要判断用户是在上滑还是在下滑，首先是记录滑动开始的位置，然后在根据滚动的最后位置来确定滑动方向。
document.addEventListener('touchstart',this.touchStart);
document.addEventListener('touchmove',this.touchMove);
//...
touchStart(event) {
this.startY = event.touches[0].clientY;
},
touchMove(event) {
const touch = event.touches[0];
this.deltaY = touch.clientY - this.startY;
}
根据 deltaY 判断方向,如果大于 0 代表向上滑动，反之代表向下。
4.4.2. 获取弹窗内滚动元素
第二步我们要找到弹窗滚动元素，然后结合用户手势去判断是否当下是否已经滚动到了尽头。找到这个滚动元素以后。再通过该元素的滚动位置去判断什么时候应该禁止滚动。
getScroller(el) {
let node = el;
while (
node &&
node.tagName !== 'HTML' &&
node.nodeType === 1
) {
const { overflowY } = window.getComputedStyle(node);
if (/scroll|auto/i.test(overflowY)) {
return node;
}
node = node.parentNode ;
}
}
4.4.3. 超出滚动区域外禁止滚动
const el = this.getScroller(event.target);
const { scrollHeight, offsetHeight, scrollTop } = el ? el : this.$el;
我们需要这三个值，scrollHeight, offsetHeight, scrollTop。
- scrollHeight 这个只读属性是一个元素内容高度的度量，包括由于溢出导致的视图中不可见内容。
- offsetHeight 是一个只读属性，它返回该元素的像素高度，高度包含该元素的垂直内边距和边框，且是一个整数。
- scrollTop 属性可以获取或设置一个元素的内容垂直滚动的像素数。
我先来处理向上滑动手势的判断，判断方向 + 是否滑到顶部，当两个条件同时满足的时候禁止。
if((this.deltaY > 0 && scrollTop === 0 ) event.preventDefault(); }
接下来我们再判断向下滑动并且滑动到底部的时候。逻辑同上
if(this.deltaY < 0 && scrollTop + offsetHeight >= scrollHeight){
event.preventDefault();
}
这样我们就在 ios 上完成了禁止滚动穿透功能。
5. 总结
本文从两个实现角度和一个常见问题的解决方案去说明 popup 公用组件实现原理，为了让大家能够能清晰的了解逻辑主干，在示例中缩减了很多的代码。在文章中包含了很多我个人学习思考的过程，希望能对大家有所帮助。最后，附上官网的地址，NutUI 组件库目前在持续的优化和迭代中，欢迎大家使用，并提出宝贵意见。
