¿Cómo crear un componente web?  Shadow DOM y etiqueta template

¿Cómo crear un componente web? Shadow DOM y etiqueta template

¿Cómo logramos encapsulación de nuestros nuevos elementos HTML que no provoque conflictos con el resto de una aplicación?, es decir, que los estilos, HTML interno y JS de un componente web, no colisionen con el resto.

La respuesta básicamente es, el Shadow DOM. El Shadow DOM nos permite tener los estilos y contenido HTML interno totalmente aislado del exterior. También se ayuda del API del DOM y custom elements para establecer comunicación con otros elementos y componentes internos. Además con el exterior.

El amor es de naturaleza interna. No lo vas a encontrar en alguien más, naces con ello, es un componente interno de cada persona. Mira a un bebé, simplemente es feliz por el hecho de existir. Irradia amor, te lo comparte.

Anónimo

Antes de comenzar, si aún no estás familiarizado con los custom elements y los componentes web nativos en general, te recomiendo revisar primero estas publicaciones:

  1. Componentes web, ¿Qué son? POO
  2. ¿Cómo crear un componente web? Elementos HTML personalizados

Primero vamos a revisar la etiqueta <template>, para luego utilizarla dentro de nuestro componente web usando shadow DOM.

¿Qué es una plantilla?

Un template o plantilla HTML con el tag <template>, es una forma de crear elementos visuales de manera sencilla y eficiente, de tal forma que se pueden definir partes de una página web o aplicación a las cuales les podemos insertar valores.

Este template puede ser reutilizado en diferentes vistas de una aplicación. Tal vez estés familiarizado con jade, pug, mustache, o con algunos frameworks y librerías como angular y vue, los cuales utilizan templates. También si has utilizado wordpress y php, los archivos de los temas serian una especie de templates.

Ahora, los templates que vamos a aprender son específicos de HTML y por lo tanto funcionan en los navegadores web. Para entrar un poco más en contexto veamos un ejemplo sencillo de como podemos crear varios elementos para mostrar un saludo, utilizaremos estas tres fuciones, que forman parte del API del DOM.

  • document.createDocumentFragment()
  • document.createElement('nombreTag', [opciones])
  • nodo.appendChild(nodo)

Queremos mostrar en nuestra aplicación un saludo al usuario y lo hacemos de la siguiente forma:

Ahora veamos como hacer lo mismo, pero utilizando la etiqueta <template>:

Como podemos ver, con la etiqueta <template> se usa mucho menos código, si el contenido de lo que queremos mostrar crece, solo debemos agregar las etiquetas y demás contenido de manera sencilla dentro de la etiqueta <template>. Pero si usamos el primer método, nuestro código javascript crecerá mucho más, esto es más difícil de entender y mantener con el tiempo.

La etiqueta template usa internamente un DocumentFragment, la ventaja de utilizar document fragments es que su contenido no es aún agregado al árbol de nodos, sino que se encuentra en memoria y se inserta una sola vez al final, cuando el contenido esta completo.

// Agregar document fragment a la página
host.appendChild(df);

Existen 4 puntos importantes al utilizar la etiqueta <template> para crear plantillas:

  • La etiqueta <template> no se pinta en nuestra aplicación, por default tiene un display: none;.
  • El contenido de la etiqueta <template> es un document fragment, el cual tiene la característica de no estar insertado en el árbol de nodos. Esto es bueno para el rendimiento de la aplicación debido al alto costo de pintar elementos.
  • El código JS necesario es muy simple y corto
  • Cuando clonamos el contenido de nuestro template usando cloneNode(), debemos pasar el valor true como parámetro, de otra manera NO clonaríamos los elementos hijos del document fragment de nuestro template.

Shadow DOM

El shadow DOM es un DOM o árbol de nodos en las sombras, escondidos de los demás elementos de una aplicación. Para entender esto vamos a crear nuestro primer componente web utilizando el estándar de custom elements, la etiqueta <template> y el shadow DOM.

Nuestro componente se llama mi-saludo, con el contenido del ejemplo anterior:

Si aún no sabes que son los custom elements, sigue este link. En el ejemplo anterior creamos un custom element llamado mi-saludo, dentro del constructor() creamos una instancia del template.

// Obtengo la única etiqueta 'template'
const tpl = document.querySelector('template');
// Clono su contenido y se crea una instancia del document fragment
const tplInst = tpl.content.cloneNode(true);

Luego creamos un shadow DOM y lo adjuntamos al custom element mi-saludo:

// Se crea un nuevi shadow DOM para las instancias de mi-saludo
this.attachShadow({ mode: 'open'});

Y finalmente agregamos el contenido clonado del template dentro del shadow DOM:

// Y se agrega el template dentro del shadow DOM usando el elemento raíz 'shadowRoot'
this.shadowRoot.appendChild(tplInst);

En este último paso usamos la propiedad shadowRoot, creada cundo invocamos attachShadow, esta propiedad hace referencia a un nodo raíz especial de donde se empieza a colgar todo lo que definimos dentro de nuestra etiqueta <template>, y es a partir de este nodo que agregamos contenido.

Lo que se agrega al shadow DOM esta oculto para el exterior, ningún document.querySelector() externo puede acceder a los elementos del shadow DOM y los estilos definidos en el exterior no pueden acceder a estos elementos ocultos. Esto quiere decir que dentro del shadow DOM podemos utilizar atributos id y name sin temor a colisionar con los ids y name del exterior.

Cuando creamos un shadow DOM, se hace con la propiedad mode: open, de esta manera se puede acceder al contenido del shadow DOM usando Javascript y el atributo shadowRoot. Sin el atributo shadowRoot es imposible acceder a los elementos y eso nos proporciona encapsulación a nuestro componente.

Para crear una nueva instancia de nuestro nuevo componente, solo utilizamos el nombre que registramos como etiqueta:

// Se registra el custom element para poder ser utilizado declarativamente en el HTML o imperativamente mediante JS
customElements.define('mi-saludo', MiSaludo);

Y en el html utilizamos código declarativo:

<mi-saludo></mi-saludo>

¿Qué pasa si a nuestro template le agregamos una etiqueta style? Debido a que las instancias de nuestro template son agregadas al shadow DOM, entonces esos estilos solo afectan dentro del shadow DOM.

Para establecer estilos dentro del shadow DOM al nuevo tag creado, se utiliza la pseudoclase :host, que hace referencia a la etiqueta huésped del shadow DOM, es decir, mi-saludo.

También agregamos en el exterior estilos para las etiquetas <h1>, estos estilos no pudieron afectar al contenido interno del shadow DOM, el único h1#mi-id con borde rojo es el que se encuentra fuera de nuestro componente. El h1 externo como el interno tienen el mismo id, a causa del encapsulamiento con shadow DOM, no colisionan los estilos con el mismo selector de id.

Ahora en nuestro código html, agreguemos más etiquetas mi-saludo:

Como podemos ver la combinación de estas tres tecnologías; custom elements, template y shadow DOM nos permite crear nuevas etiquetas personalizadas con su propio contenido interno sin afectar el exterior y también el exterior no puede afectar directamente la implementación interna de nuestro componente. En el último ejemplo podemos ver como creamos cuatro instancias de nuestro componente simplemente utilizando etiquetas, es decir, reutilizando nuestro componente encapsulado.

En la próxima publicación veremos como implementar más funcionalidad Javascript encapsulada del componente web y también más características muy útiles del shadow DOM como composición, eventos y más estilos. Finalmente veremos los módulos de JS para completar un componente web reutilizable que pueda ser importado en cualquier otra aplicación web.

Componentes web, ¿Qué son? POO

Componentes web, ¿Qué son? POO

Para entender los componentes web, tenemos que entender un poco a la naturaleza. Como seres humanos a veces se nos olvida que somos parte de la naturaleza y que el desarrollo de software siempre trata de representar el mundo real.

Un dato curioso sobre esta perspectiva es que Alan Kay, la persona que se le atribuye la definición formal de la programación orientada a objetos tuvo como influencia la biología.

Veo el micelio como la Internet natural de la Tierra, una conciencia con la que podríamos comunicarnos. A través de la interfaz entre especies, es posible que algún día intercambiemos información con estas redes celulares sensibles. Debido a que estas redes neurológicas externalizadas sienten cualquier impresión en ellas, desde pasos hasta ramas de árboles que caen, podrían transmitir enormes cantidades de datos sobre los movimientos de todos los organismos a través del paisaje.

Paul Stamets

Los componentes web tratan de representar el mundo real

La programación y el desarrollo de software se inspira en la naturaleza. El desarrollo de software al ser una actividad humana y social, siempre se usa en busca de solucionar problemas reales de nuestro entorno.

Antes de explicar que es un componente web me gustaría mucho compartir contigo esta información sobre diseño atómico. Interesante la relación con los átomos, moléculas y organismos ¿Verdad?. La naturaleza nos enseña mucho, pues está diseñada de una manera superior y el ser humano puede aprender mucho de este gran sistema. El mundo mismo es un sistema, el universo es un sistema.

Teniendo una noción de estos componentes podemos encontrar su relación con el desarrollo de software y con ello aprender a diseñar mejor nuestros sistemas computacionales.

Comunicación entre componentes

Los átomos se comunican y forman moléculas, las moléculas se comunican y forman organismos y como estos también se comunican y forman organismos más complejos. Luego esos organismos más complejos forman sistemas completos, como el sistema respiratorio o el mismo ser humano. ¡Ups!, creo que acabo de describir la esencia de la programación orientada a objetos, porque es lo mismo, desde la comunicación entre funciones, clases, componentes, módulos, hasta la comunicación entre aplicaciones.

Paso de mensajes entre células
Paso de mensajes entre células, Imagen modificada de “Signaling molecules and cellular receptors: Figure 1,” por OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).

Imagina como los pulmones forman parte del sistema respiratorio, y como este último forma parte de un ser humano. El cerebro se encarga de indicarle a los pulmones cuando contraerse y cuando expandirse sin que nosotros seamos conscientes de esos movimientos. ¿Te das cuenta de la comunicación entre el cerebro y los pulmones?

También los pulmones se comunican con otro componente llamado corazón. Los pulmones limpian la sangre llena de dióxido de carbono y agregan oxígeno. Es en ese momento en que esa sangre rica en oxígeno se envía al corazón. El corazón bombea la sangre a todas las partes de nuestro cuerpo. ¿Te das cuenta de todas las comunicaciones que existen entre los órganos (componentes)?

Dicho todo el rollo anterior y después de darle por lo menos un vistazo al diseño atómico. Nos damos cuenta de la importancia de los componentes que conforman el diseño de algo más complejo. Y en nuestro caso los componentes con los que construimos nuestras aplicaciones web.

¿Qué es un componente web?

Entonces, ¿Qué es un componente web? Un componente web es lo mismo que explicamos en los párrafos anteriores solo que con el contexto de aplicaciones web. Dado que es tecnología web, se usa mucho javascript, CSS y HTML, cuando se crea un componente web. Se crea una nueva etiqueta HTML para ser reutilizada tal como usamos las etiquetas h1, p, o form.

Diseño atómico, átomos, moléculas, organismos y plantillas
Diseño atómico, átomos, moléculas, organismos y plantillas

Tomando como ejemplo nuestro sistema respiratorio y utilizándola como analogía a la multiplicación de números. Primero, en lugar de nariz, laringe y traquea para ingerir aire, tenemos elementos de entrada como inputs y botones para insertar los números.

En los pulmones se obtiene el oxígeno para crear una combustión interna para luego mandar al corazón sangre rica en oxígeno, también se despide el resultado de la combustión en forma de CO2. En la multiplicación, tenemos un componente Multiplicación de números que permite recibir dos números, multiplicarlos y mostrártelos en la aplicación a través de texto.

¿Cómo empezar a utilizar los componentes web?

Ahora, la creación de componentes web está basado en cuatro principales estándares de la web. Estos nos permite crear componentes reutilizables y encapsular su funcionamiento y al mismo tiempo permiten la comunicación entre ellos para crear sistemas robustos.

  • Custom elements o elementos personalizados
  • Shadow DOM, DOM en las sombras.
  • HTML Templates, Plantillas HTML.
  • <script type="module">, cargando módulos usando el tag script.
    • Antes se usaba HTML imports, importar componentes a través del tag <link rel="import">

Actualmente el soporte de estos cuatro estándares en los navegadores web es el siguiente. Tomado de https://www.webcomponents.org/.

Soporte de componentes web en navegadores
Soporte de componentes web en navegadores

La imagen fue tomada de webcomponents.org, y si quieres saber más a detalle sobre el soporte de los navegadores, aquí te dejo la lista:

También existen frameworks como Angular y Vue, y librerías como React, que se basan en componentes. Aunque no ocupen los cuatro estándares principales, se utilizan para crear aplicaciones web robustas con los mismos principios.

Aquí hay un compendio inicial de algunos de ellos:

Custom Elements Everywhere

Custom Elements Everywhere
Making sure frameworks and custom elements can be BFFs 🍻

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