基于postCss的TaiWindCss源码解析

前言
了解 postCss
- 什么是 postCss?
- postCss的核心原理/工作流
TaiWindCss 源码解析
- TaiWindCss 是什么？
- 实现基本原理
- 源码文件解读
- - package.json
  - 读取相关配置文件
  - 主要入口处理逻辑
  - 核心代码
  - - base 核心代码
    - utilities 核心代码
    - components 核心代码
  - 插件配置
- 脚手架
总结
参考资料

前言

从最初看到TaiWindCss这个库的时候，单纯从css上看，这块跟自前接触到的bootstrap差不多，就是纯粹的css 样式库而已，但是深入了解之后，发现这个比bootstrap使用的更加方便，也很细，唯一感觉麻烦就是，每次的样式都需要自己去DIV组装，包括一系列hover，active等效果。后来深入查看了解TaiWindCss，发现这css 样式库，竟然是用js代码写出来，然后编译出来的CSS文件样式库。当时就把我给震惊了，js还能这样的操作。有点厉害！！！于是我这边就去细细的去了解并查看TaiWindCss源码。去深究这块的实现逻辑。

了解 postCss

什么是 postCss?

通俗的讲法：postCss 就是一个开发工具，是一个用 JavaScript 工具和插件转换 CSS 代码的工具。支持变量，混入，未来 CSS 语法，内联图像等等。

它具备以下特性与常见的功能：

增强代码的可读性：Autoprefixer 自动获取浏览器的流行度和能够支持的属性，并根据这些数据帮你自动为 CSS 规则添加前缀。
将未来的 CSS 特性带到今天！：帮你将最新的 CSS 语法转换成大多数浏览器都能理解的语法，并根据你的目标浏览器或运行时环境来确定你需要的 polyfills
终结全局 CSS：CSS 模块能让你你永远不用担心命名太大众化而造成冲突，只要用最有意义的名字就行了。
避免 CSS 代码中的错误：通过使用 stylelint 强化一致性约束并避免样式表中的错误。stylelint 是一个现代化 CSS 代码检查工具。它支持最新的 CSS 语法，也包括类似 CSS 的语法，例如 SCSS
可以作为预处理器使用，类似：Sass, Less 和 Stylus。但是 PostCSS 是模块化的工具，比之前那些快3-30 倍，而且功能更强大。并演化出了一系列的插件来使用。

postCss的核心原理/工作流

PostCSS 包括 CSS 解析器，CSS 节点树 API，一个源映射生成器和一个节点树 stringifier。

PostCSS 主要的原理核心工作流：

通过 fs 读取CSS文件
通过 parser 将CSS解析成抽象语法树(AST树)
将AST树”传递”给任意数量的插件处理
诸多插件进行数据处理。插件间传递的数据就是AST树
通过 stringifier 将处理完毕的AST树重新转换成字符串

这一系列的工作流，讲简单一点就是对数据进行一系列的操作。为此PostCSS提供了一系列的数据操作API。比如：walkAtRules ，walkComments，walkDecls，walkRules等相关API, 具体相关文档可查看：
postcss官方API文档

TaiWindCss 源码解析

TaiWindCss 是什么？

从TaiWindCss时间的使用场景上来看，我们以 PostCSS 插件的形式安装TaiWindCss，而本质上讲TaiWindCss是一个postCss的插件，我们目前在实际项目开发的角度上看，我们目前都已经普遍使用PostCSS，目前大环境下的大多数的流行/主流的框架基本都默认使用了 PostCSS，例如 autoprefixer. 这个我们就基本上都会使用。

对于PostCSS的插件使用，我们再使用的过程中一般都需要如下步骤：

PostCSS 配置文件 postcss.config.js，新增 tailwindcss 插件。
TaiWindCss插件需要一份配置文件，比如:tailwind.config.js。
项目引入的 less,sass,css 文件中注入 @tailwind 标识，并引入 base，components，utilities，是否全部引入取决你自己。

相关配置完成之后，在项目打包或者热更新的过程中，执行 PostCSS一系列插件，自动把我们页面上引用的相关css,进行打包成我们需要的css文件，然后加载到我们的页面中。

因为我们使用了碎片化的样式文件布局，比如页面上的代码

class="col-start-1 row-start-1 flex sm:col-start-2 sm:row-span-3"

这些 class 类型，高度颗粒化，高度复用，而 TailwindCss 在构建生产文件时会自动删除所有未使用的 CSS，这意味着您最后的 CSS 文件可能会是最小的。

实现基本原理

首先我们明确清楚postCss的工作流：

大致步骤：

将CSS解析成抽象语法树(AST树)
将AST树”传递”给任意数量的插件处理
将处理完毕的AST树重新转换成字符串

在PostCSS中有几个关键的处理机制：

Source string → Tokenizer → Parser → AST → Processor → Stringifier

那么TaiWindCss也是遵循这样的类似的一个工作流：

基本的步骤:

将CSS解析成抽象语法树(AST树)
读取插件配置，根据配置文件，生成新的抽象语法树
将AST树”传递”给一系列数据转换操作处理（变量数据循环生成，切套类名循环等）
清除一系列操作留下的数据痕迹
将处理完毕的AST树重新转换成字符串

举例说明：

当前代码块如下：
@layer components{@variants responsive{.container{width: 100%}}
}
转换后的AST代码块如下：
{"raws": {"semicolon": false,"after": "\n\n"},"type": "root","nodes": [{"raws": {"before": "","between": "","afterName": " ","semicolon": false,"after": "\n"},"type": "atrule","name": "layer","source": {"start": {"line": 1,"column": 1},"input": {"css": "@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n  }\n}\n\n","hasBOM": false,"id": "<input css 17>"},"end": {"line": 7,"column": 1}},"params": "components","nodes": [{"raws": {"before": "\n  ","between": "","afterName": " ","semicolon": false,"after": "\n  "},"type": "atrule","name": "variants","source": {"start": {"line": 2,"column": 3},"input": {"css": "@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n  }\n}\n\n","hasBOM": false,"id": "<input css 17>"},"end": {"line": 6,"column": 3}},"params": "responsive","nodes": [{"raws": {"before": "\n    ","between": "","semicolon": false,"after": "\n    "},"type": "rule","nodes": [{"raws": {"before": "\n      ","between": ": "},"type": "decl","source": {"start": {"line": 4,"column": 7},"input": {"css": "@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n  }\n}\n\n","hasBOM": false,"id": "<input css 17>"},"end": {"line": 4,"column": 17}},"prop": "width","value": "100%"}],"source": {"start": {"line": 3,"column": 5},"input": {"css": "@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n  }\n}\n\n","hasBOM": false,"id": "<input css 17>"},"end": {"line": 5,"column": 5}},"selector": ".container"}]}]}],"source": {"input": {"css": "@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n  }\n}\n\n","hasBOM": false,"id": "<input css 17>"},"start": {"line": 1,"column": 1}}
}

树形结构图：
反复的数据操作，新增删除添加，都是对root -> nodes -> atrule / rule / Comment / Container / Declaration -> nodes 数组，往里面新增数据。这一系列的操作用的postCss文档提供的一系列方法。

如果我们想Css文件变成如下代码：

@layer components{@variants responsive{.container{width: 100%}.c {color: red}}
}

那么我们只需把下面的数据：

{"raws":{"before":"\n    ","between":" ","semicolon":false,"after":"\n    "},"type":"rule","nodes":[{"raws":{"before":"\n    \t","between":": "},"type":"decl","source":{"start":{"line":7,"column":6},"input":{"css":"@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n    .c {\n    \tcolor: red\n    }\n      \n  }\n}\n\n","hasBOM":false,"id":"<input css 37>"},"end":{"line":7,"column":15}},"prop":"color","value":"red"}],"source":{"start":{"line":6,"column":5},"input":{"css":"@layer components{\n  @variants responsive{\n    .container{\n      width: 100%\n    }\n    .c {\n    \tcolor: red\n    }\n      \n  }\n}\n\n","hasBOM":false,"id":"<input css 37>"},"end":{"line":8,"column":5}},"selector":".c"
}

插入到 root -> nodes -> atrule / rule / Comment / Container / Declaration -> nodes 下面的数据即可。
得到新的树形图如下：
图中，新增的目标就是我们上次出入数据之后，反馈出来的AST树形图机构。

从上述内容，我们基本上就了解TaiWindCss的实现基本原理了。其实就是一个对数据流的一系列操作过程，得到最终我们想要的 CSS 模块，然后再剔除掉多余的代码，转换成我们想要的CSS文件。

源码文件解读

TaiWindCss的github地址: TaiWindCss github 地址

package.json

首先查看package.json文件，我们找到scripts，代码如下：

"scripts": {"prebabelify": "rimraf lib","babelify": "babel src --out-dir lib --copy-files","rebuild-fixtures": "npm run babelify && babel-node scripts/rebuildFixtures.js","prepublishOnly": "npm run babelify && babel-node scripts/build.js","style": "eslint .","test": "jest","posttest": "npm run style","compat": "node scripts/compat.js --prepare","compat:restore": "node scripts/compat.js --restore"},

我们查看prepublishOnly 这一行，就是TaiWindCss源码构建的入口点。

找到项目文件 scripts/build.js，核心代码如下：

import tailwind from '..'
function buildDistFile(filename, config = {}, outFilename = filename) {return new Promise((resolve, reject) => {fs.readFile(`./${filename}.css`, (err, css) => {if (err) throw errreturn postcss([tailwind(config), require('autoprefixer')]).process(css, {from: `./${filename}.css`,to: `./dist/${outFilename}.css`,}).then((result) => {fs.writeFileSync(`./dist/${outFilename}.css`, result.css)return result}).then((result) => {const minified = new CleanCSS().minify(result.css)fs.writeFileSync(`./dist/${outFilename}.min.css`, minified.styles)}).then(resolve).catch((error) => {console.log(error)reject()})})})
}

这个核心代码描述就是传递文件名（base），读取项目中的css文件，经过postcss插件tailwindcss进行转换的css文件。然后到处Css文件。

值得注意的是

import tailwind from '..'

这里的tailwind，其实就是package.json里面的对应的

 "main": "lib/index.js",

读取相关配置文件

文件目录 src -> index.js
核心代码如下：

const plugin = postcss.plugin('tailwindcss', (config) => {const plugins = []const resolvedConfigPath = resolveConfigPath(config)if (!_.isUndefined(resolvedConfigPath)) {plugins.push(registerConfigAsDependency(resolvedConfigPath))}console.log('plugins:', plugins)return postcss([...plugins,processTailwindFeatures(getConfigFunction(resolvedConfigPath || config)),formatCSS,])
})

定义tailwindcss命名的postCss插件，去解析css文件。
页面上引用的：

import getAllConfigs from './util/getAllConfigs'
import { defaultConfigFile } from './constants'
import defaultConfig from '../stubs/defaultConfig.stub.js'

就是项目初始化的一系列配置文件。其中核心的读取配置文件就是 tailwind.config.js , 而这个就是我们再使用tailwindcss的时候，需要去对我们的引用进行配置化管理的文件。

读取配置的文件，主要是对AST的数据结构进行初始化与替换操作。这个文件再后续的逻辑处理中都是作为参数的形式调用的。

主要入口处理逻辑

src 文件下面的 processTailwindFeatures.js，这个文件是所有操作业务逻辑的入口文件，还有因为PostCss版本不同的引用，核心的入口都是这个文件，一系列逻辑操作代码如下：

return postcss([substituteTailwindAtRules(config, getProcessedPlugins()),evaluateTailwindFunctions(config),substituteVariantsAtRules(config, getProcessedPlugins()),substituteResponsiveAtRules(config),convertLayerAtRulesToControlComments(config),substituteScreenAtRules(config),substituteClassApplyAtRules(config, getProcessedPlugins, configChanged),applyImportantConfiguration(config),purgeUnusedStyles(config, configChanged),]).process(css, { from: _.get(css, 'source.input.file') })

substituteTailwindAtRules 转换AST数据操作
evaluateTailwindFunctions 主题配置操作
substituteVariantsAtRules 变量递归规则操作
substituteResponsiveAtRules 常规Responsive规则逻辑操作
convertLayerAtRulesToControlComments 内容编辑描述操作
substituteScreenAtRules 样式 Screen 规则操作
substituteClassApplyAtRules 标识 @apply 逻辑处理
applyImportantConfiguration 传参 important 是否添加逻辑处理
purgeUnusedStyles 删除多余的代码，添加purgecss插件，读取配置删除多余的未引用的css样式代码
10.最好导出我们项目开发所需的Css文件

核心代码

src 文件下面的 processTailwindFeatures.js，中有这样一行代码：

processedPlugins = processPlugins([...corePlugins(config), ..._.get(config, 'plugins', [])],config
)getProcessedPlugins = function () {return {// ...jumpUrl,base: cloneNodes(processedPlugins.base),components: cloneNodes(processedPlugins.components),utilities: cloneNodes(processedPlugins.utilities),}
}

其中核心的功能就是遍历src/plugins下面的一些列配置文件：

'preflight','container','space','divideWidth','divideColor','divideStyle','divideOpacity','accessibility','appearance','backgroundAttachment','backgroundClip','backgroundColor','backgroundImage','gradientColorStops','backgroundOpacity','backgroundPosition','backgroundRepeat','backgroundSize','borderCollapse','borderColor','borderOpacity','borderRadius','borderStyle','borderWidth','boxSizing','cursor','display','flexDirection','flexWrap','placeItems','placeContent','placeSelf','alignItems','alignContent','alignSelf','justifyItems','justifyContent',.....

遍历这些配置生成代码就是util -> processPlugins.js 里面的代码：

handler({postcss,config: getConfigValue,theme: (path, defaultValue) => {const [pathRoot, ...subPaths] = _.toPath(path)const value = getConfigValue(['theme', pathRoot, ...subPaths], defaultValue)return transformThemeValue(pathRoot)(value)},corePlugins: (path) => {if (Array.isArray(config.corePlugins)) {return config.corePlugins.includes(path)}return getConfigValue(`corePlugins.${path}`, true)},variants: (path, defaultValue) => {if (Array.isArray(config.variants)) {return config.variants}return getConfigValue(`variants.${path}`, defaultValue)},e: escapeClassName,prefix: applyConfiguredPrefix,addUtilities: (utilities, options) => {const defaultOptions = { variants: [], respectPrefix: true, respectImportant: true }options = Array.isArray(options)? Object.assign({}, defaultOptions, { variants: options }): _.defaults(options, defaultOptions)const styles = postcss.root({ nodes: parseStyles(utilities) })styles.walkRules((rule) => {if (options.respectPrefix && !isKeyframeRule(rule)) {rule.selector = applyConfiguredPrefix(rule.selector)}if (options.respectImportant && config.important) {rule.__tailwind = {...rule.__tailwind,important: config.important,}}})pluginUtilities.push(wrapWithLayer(wrapWithVariants(styles.nodes, options.variants), 'utilities'))},addComponents: (components, options) => {const defaultOptions = { variants: [], respectPrefix: true }options = Array.isArray(options)? Object.assign({}, defaultOptions, { variants: options }): _.defaults(options, defaultOptions)const styles = postcss.root({ nodes: parseStyles(components) })styles.walkRules((rule) => {if (options.respectPrefix && !isKeyframeRule(rule)) {rule.selector = applyConfiguredPrefix(rule.selector)}})pluginComponents.push(wrapWithLayer(wrapWithVariants(styles.nodes, options.variants), 'components'))},addBase: (baseStyles) => {pluginBaseStyles.push(wrapWithLayer(parseStyles(baseStyles), 'base'))},addVariant: (name, generator, options = {}) => {pluginVariantGenerators[name] = generateVariantFunction(generator, options)},})})

循环一些列根据配置所需要的元素，进行遍历逻辑操作，从而生成生成base，components ，utilities 文件。为数据逻辑操作生成原始数据。

base 核心代码

base的核心操作代码如下：

export default function () {return function ({ addBase }) {const normalizeStyles = postcss.parse(fs.readFileSync(require.resolve('modern-normalize'), 'utf8'))const preflightStyles = postcss.parse(fs.readFileSync(`${__dirname}/css/preflight.css`, 'utf8'))addBase([...normalizeStyles.nodes, ...preflightStyles.nodes])}
}

base就是一些基础样式配置，这里面引用了 modern-normalize 这个基础样式库来作为 TaiWindCss 的基础样式库，我们也可以自定义引用，比如代码中的 preflightStyles.css 文件，如果后续需要扩展 TaiWindCss的base基础库，写法类似上传代码中preflight.css代码引用即可。

utilities 核心代码

utilities 的核心操作

（1）我们已经明确css是如何的，比如我们明确字体样式向左，向右，居中等，那么代码如下：

export default function () {return function ({ addUtilities, variants }) {addUtilities({'.text-left': { 'text-align': 'left' },'.text-center': { 'text-align': 'center' },'.text-right': { 'text-align': 'right' },'.text-justify': { 'text-align': 'justify' },},variants('textAlign'))}
}

(2) 我们需要根据配置文件去生成的样式文件，比如z-index 后面的值是配置化的，那么代码如下：

import createUtilityPlugin from '../util/createUtilityPlugin'export default function () {return createUtilityPlugin('zIndex', [['z', ['zIndex']]])
}

components 核心代码

components 这个模板，我的理解，就是提供一系列类似组件化的代码逻辑，TaiWindCss 目前它只对布局样式 container 做了这样的操作。主要代码如下：

onst atRules = _(minWidths).sortBy((minWidth) => parseInt(minWidth)).sortedUniq().map((minWidth) => {return {[`@media (min-width: ${minWidth})`]: {'.container': {'max-width': minWidth,...generatePaddingFor(minWidth),},},}}).value()addComponents([{'.container': Object.assign({ width: '100%' },theme('container.center', false) ? { marginRight: 'auto', marginLeft: 'auto' } : {},generatePaddingFor(0)),},...atRules,],variants('container')
)
}

从代码逻辑上看，读取配置 screens 的值，遍历生成不同 screens 下面的 container的样式数据。然后进行归类并输出components这个样式库。当然我们也可以对这块进行扩展，比如：

addComponents({'.btn-blue': {backgroundColor: 'blue',color: 'white',padding: '.5rem 1rem',borderRadius: '.25rem',},'.btn-blue:hover': {backgroundColor: 'darkblue',},
})
//或者
addComponents({'.btn-blue': {backgroundColor: 'blue',},},['responsive', 'hover']
)

如果新增这样的插件配置，那么这些板块就是打包到components这个库里面。

这三个模板的配置化生产CSS文件，就是TaiWindCss的主要功能

插件配置

插件的功能, 给我们开发了一个入口函数，让我们可以进行配置化开发，插件的方法如下：

module.exports = {plugins: [plugin(function({ addUtilities, addComponents, e, prefix, config }) {// Add your custom styles here}),]
}

传递的一系列参数，就是util -> processPlugins.js 里面的一些核心代码应用。
主要的核心代码：
入口文件src -> index.js 读取插件配置：

processTailwindFeatures(getConfigFunction(resolvedConfigPath || config)),}

getConfigFunction方法，读取tailwind.config.js配置里面的插件，进行数据初始化操作，然后把这些插件写入进来，从原理上js下写的方法就是类似 plugins 文件夹下的哪些插件js文件。只是调用的方式不同而已。

具体的插件使用文档查看官网 TaiWindCss插件使用文档

脚手架

我们再使用TaiWindCss过程中，需要提供一个npm包，于是TaiWindCss内部也集成了一个TaiWindCss的使用手册（脚手架）。
查看package.json ：

 "bin": {"tailwind": "lib/cli.js","tailwindcss": "lib/cli.js"},

根据目录我们知道了，它主要提供三个 init (初始化)，build(构建生成css ),help (帮助文档)

核心的代码在 src -> cli -> commands -> init.js help.js,build.js

具体代码很简单，就是简单的脚手架配置js, 这里就不写了，大家有兴趣可以去看源码。

总结

通过这段时间的对TaiWindCss源码的解析，阅读源码，从中学到了代码的一些好的写法，系统架构的设计思想与理念。主要还是有以下的学习成果：

AST结构与转换原理
从0到1熟悉postCss，具体文档查看postCss官网
postCss 插件的开发流程
TaiWindCss框架的设计理念
JS插件化/可配置化架构的设计与实现

通过这段时间的阅读与相关代码查看，让我真正熟悉并可以熟练使用postCss这个工具库，还有我觉得很重要的收获就是代码的系统设计。

以前我们的代码设计可能都是正向的，从if else 一直下去，该调用就调用，该传参就传参，设计理念都是至上而下的。

而阅读TaiWindCss的源码之后，让我觉得很受用的就是通过遍历plugins下面的一系列文件，函数传参中传递函数方法，从何获取数据，最终得到原始数据。而这样的设计就是这个架构最核心的设计理念。

这样的反向操作逻辑，代码归类很棒，收集数据通过一个循环就搞定了。函数调用传递参数，每个不同的插件集按需去使用。

这样的设计给与我通过阅读源码来获取到。从而让我感受到了阅读源码带来了一下好处，可以丰富并增长我们的开发实践与开发经验。

后续我会提供一个mini TaiWindCss的开发实践。

参考资料

tailwindcss官网
tailwindcss Github地址
tailwindcss官方博客
postCss官网
postcss中文官网
postcss Github地址
astexplorer在线转换
purgecss官网
开发一个psotcss插件
PostCSS 到底是一个什么东西？