如何理解前端BEM？

[FrankKai]

在这篇【译】什么是CSS Modules ？我们为什么需要他们？的结尾处，明确指出CSS Modules不需要BEM，那么BEM到底是什么呢？

下面我将带领大家搞清楚前端领域的BEM到底是什么。
起初我以为BEM仅仅是一种项目内规范前端CSS命名的一种方法论，但后来才发现BEM原来其实还是一种性能优化的实践。
BEM降低了浏览器渲染过程javascript->style->layout->paint->composite中style阶段的选择器与元素之间的匹配消耗的时间。

• BEM概览
• BEM介绍
• BEM命名
• BEM是如何降低渲染过程中Style阶段耗时的？

[FrankKai]

BEM概览

BEM - Block Element Modfier（块元素编辑器）是一个很有用的方法，它可以帮助你创建出可以复用的前端组件和前端代码

它有如下3个特性：

• 易用性 如果想使用BEM，你只需要采用BEM命名规范即可
• 单元性 独立的块和CSS选择器，可以使得你的代码可重用和单元化
• 灵活性 使用BEM之后，方法和工具可以按照你喜欢的方式去组织和配置

下面将从3个方面来分析BEM到底是什么？

BEM介绍

BEM是一个高可用的，强大的，而且简单的命名规范，它可以使得你的前端代码更加易读和理解，容易与他人协作，容易扩展，更加强壮和明确，关键是更加严谨。

BEM命名

BEM的方法，可以确保参与网站开发的每一个人，都能够使用一个代码库并且使用同一种语言。使用BEM格式的命名规范，可以从容应对需求变更。

BEM是如何降低渲染过程中Style阶段耗时的？

BEM不仅仅是一种CSS命名的方法论，它其实对于浏览器渲染页面的性能有帮助。
BEM是如何通过减少选择器的复杂性，从而降低computed style计算的损耗的？

[FrankKai]

BEM介绍

在小型手册网站上，如何组织你的风格通常不是一个大问题。你进入那里，写一些CSS，或者甚至是一些SASS。用SASS的生产设置将它编译成一个样式表，然后将它聚合到一起，将模块中的所有样式表都变成一个很好的整洁包。

但是，当涉及到更大，更复杂的项目时，组织代码的方式至少有以下三种方式是提高效率的关键：它影响编写代码需要多长时间，需要多少代码写和你的浏览器将不得不做多少加载。当你与团队合作并且高性能是必不可少的时候，这变得尤为重要。

这对于使用遗留代码的长期项目也是如此（请参阅“如何使用Sass和SMACSS来扩展和维护传统CSS” - 一些不错的SMACSS和BEM混合）。

方法

目前有很多方法可以减少CSS占用空间，组织程序员之间的合作以及维护大型CSS代码库。这在Twitter，Facebook和Github等大型项目中很明显，但其他项目通常会很快成长为“巨大的CSS文件”状态。

• OOCSS 用CSS“对象”分隔容器和内容
• SMACSS 风格指南为您的CSS编写CSS规则的五个类别
• SUITCSS 结构化类名和有意义的连字符
• 原子 将样式分解为原子或不可分割的部分
  为什么BEM比其他人更好？
  无论您选择在项目中使用哪种方法，您都将受益于更多结构化CSS和UI的优势。一些风格不那么严格和更灵活，而另一些则更容易理解和适应团队。

我选择BEM而不采用其他方法的原因归结为：它比其他方法（即SMACSS）更容易混淆，但仍为我们提供了我们想要的良好体系结构（即OOCSS）以及可识别的术语。
Mark McDonnell，BEM可维护的CSS

Blocks，Element和Modifier

听到BEM是方法论的关键元素 - Block，Element和Modifier的缩写，您一定不会感到惊讶。BEM严格的命名规则可以在这里找到。

Block

• 独立的实体，它本身是有意义的。
• 例子 header，container，menu，checkbox，input

Element

• 块的一部分，没有独立的含义，并且在语义上与其块相关联。
• 例子 menu item，list item，checkbox caption，header title

Modifier

• 块或元素上的标志。用它们来改变外观或行为。
• 例子 disabled，highlighted，checked，fixed，size big，color yellow
  

深入理解

我们现在来看一个使用BEM的元素，是Github的button：

我们可以使用一个普通按钮应对普通情况 ，再使用两种不同的应对不同情况。因为我们使用BEM的方式为Block 绑定了class，我们可以用任何想使用的标签去实现。（button，a 甚至是div）。但是命名规则告诉我们需要使用block-modifier-value的语法。
HTML:

<button class="button">
	Normal button
</button>
<button class="button button--state-success">
	Success button
</button>
<button class="button button--state-danger">
	Danger button
</button>

CSS:

.button {
	display: inline-block;
	border-radius: 3px;
	padding: 7px 12px;
	border: 1px solid #D5D5D5;
	background-image: linear-gradient(#EEE, #DDD);
	font: 700 13px/18px Helvetica, arial;
}
.button--state-success {
	color: #FFF;
	background: #569E3D linear-gradient(#79D858, #569E3D) repeat-x;
	border-color: #4A993E;
}
.button--state-danger {
	color: #900;
}

优点

-单元性：块的样式从来不依赖同页面其它的元素，所以你永远不会遇到级联问题。您还可以将完成的项目中的块转移到新项目中。

• 重用性：不同方式组织独立的块，并智能地重用它们，可以减少必须维护的CSS代码量。通过一系列风格指南，您可以构建一个块库，使您的CSS超级有效。
• 结构化：BEM方法可以使得你的CSS代码结构性很好，从而更加容易理解。

[FrankKai]

BEM命名

在计算机科学领域，只有2个非常难解决的问题：一个是缓存失效，而另一个则是命名。-Phil Karlton

有一个好的样式指导手册将会显著提高开发的速度，debug的速度，以及在原有代码上完成新功能的效率。然而不幸的是，大多数的CSS 代码在开发过程中毫无任何结构和命名的规范。从长远角度来看，这会导致最后产生的CSS代码库很难维护。

BEM方法确保每一个参加了同一网站开发项目的人，基于一套代码规范去开发，这样非常有利于团队成员理解彼此的代码，而且对于后续接手项目的同学来说，也是一件好事。

我们将对Block，Element，Modifier从naming，html，css三个方面进行分析。

• Block naming，html，css
• Element naming，html，css
• Modifier naming，html，css

Block

封装一个只对自己有意义的实体。当blocks能够被嵌套而且彼此之间可以交互的时候，语义上他们是等价的；没有层级关系。没有DOM表示的整体实体。（例如控制器和模型也可以是块）

Naming

Block名字包含拉丁字母，数字和句号。当组合一个完整CSS class的时候，可以增加一个短的前缀：.block

HTML

任何DOM节点可以作为一个Block，只要它接受一个class名。<div class="block">...</div>

CSS

• 只使用class名选择器
• 没有标签名和或者id
• 同一页面里，不依赖其它的block或者element
• 例如.block {color:#042;}

Element

Block的一部分，当把它独立取出来时，没有任何实际意义。任何元素在语义上都是它自己的block紧密相连的。

Naming

Element的名字可能包含拉丁字母，数字，句号以及下划线。CSS class名由block名成加两个下划线再加element的名字，最后组织成一个块名。

HTML

任何的在Block中的DOM节点，都是一个element。在一个已知的block中，所有的element在语义上都是相等的。

<div class="block">
    <span class="block__name"></span>
</div>

CSS

• 只选择class名字作为选择器
• 没有标签名或者id
• 不依赖当前页面的其它block或者element

Good

.block__elem{color:#042};

Bad

.block .block__elem {color:#042;}
div.block__elem {color:#042;}

Modifier

block或者element的flag。使用他们可以改变样式，行为或者是状态。

Naming

Modifier的名字可以包含拉丁字母，数字，句号以及下划线。CSS的class可以由block或者element名称后面加--组成，例如.block--mod或者.block__elem--mod，以及.block--color-black .block--color-red。复杂的modifier里由短线替代空格。

HTML

Modifier是一个额外的加在block或者element class名之后一个class 名。只为他们负责修改的blocks或者elements添加class，然后保持原有的class不变。
Good

<div class="block block--mod">...</div>
<div class="block block--size-big block--shadow-yes">...</div>

Bad

<div class="block--mod">...</div>

CSS

• 使用modifier类名作为选择器 .block--hidden { }
• 基于block级的modifier修改元素 .block--mod .block__elem { }
• 元素修改器 .block__elem--mod { }

例子：
假设你的form Block由modifier：theme:"xmas" 以及simple:true 以及element:input 和submit，submit自己的modifier是disabled:true。
HTML:

<form class="form form--them-xmas form--simple"
    <input class="form__input" type="text" />
    <input class="form__submit form__submit--disabled" type="submit" />
</form>

CSS:

.form {}
.form--theme-xmas {}
.form--simple {}
.form__input {}
.form__submit {}
.form__submit--disabled {}

[FrankKai]

BEM是如何降低渲染过程中Style阶段耗时的？

我们知道浏览器渲染页面分为js->style->layout(reflow)->paint->composite这5步。
在style阶段是进行css规则的匹配，也就是通过选择器去选中元素。在这个过程中，如果使用过分复杂的选择器，其实会增大Recalculate style的时候消耗。
而通过为每一个元素设置一个自己命名的class的，可以使得浏览器直接通过class与元素做匹配，从而降低recalculate style的开销。
而BEM就是这样的一种方法论。

因为BEM为每个元素都增加了单独的class，无须通过CSS选择器一级一级一级一直查找到最深的层级。BEM使得匹配元素的时间复杂度从O(n)降低到O(1)。

假设有这样的伪代码：

function findElement(element) {
    // complex css selectors cost O(n)
    // BEM cost O(1)
}

注：如果对这一步骤有疑惑，可以查阅[译]Rendering Performance之Overview

BEM是如何通过减少选择器的复杂性，从而降低computed style计算的损耗的？

用一句话概括就是：通过一个特殊命名的class去替代复杂的选择器，降低浏览器在 style 阶段的性能损耗。
具体原因可以在下文的分析中找到。

最简单的通过CSS去引用一个元素的方式只需要一个class：

.title {
/* styles */
}

但是，随着项目的成长，会出现更加复杂的CSS，例如我们可能用下面这种选择器：

.box:nth-last-child(-n+1) .title {
/* styles */
}

为了知道需要应用到浏览器的样式，必须这样问：“这是一个class名为title的元素，然后它的父元素需要找到第-n+1个class为box的元素？”
想把这个搞清楚的话，需要花费大量的时间，一般需要取决于使用的选择器和提问的浏览器。
上面这种消耗性能且可读性差的选择器可以改为下面这样：

.final-box-title {
/* styles */
}

我们需要花费一些时间去想class的名字，但是这对于浏览器来说会变得特别简单。
在之前的版本中，为了拿到最后一个元素，浏览器必须首先知道所有其他的元素所有信息，然后去判断后面的元素是不是最后一个子元素。这种方式显然比直接简单地通过class做匹配更加昂贵。

想知道更多Computed Style Calculation的信息，可以查看：[译]Rendering Performance之Reduce the Scope and Complexity of Style Calculations

为什么不适用语义化的标签而是直接去使用为块元素添加CSS class呢？

[FrankKai]

参考资料：

• http://getbem.com/
• http://getbem.com/faq/#custom-tags-for-blocks
• https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/rendering/reduce-the-scope-and-complexity-of-style-calculations