Никто не знает, как работает каскад

Перед началом чтения пройдите простой тест — каким будет значение свойства background-color в первом и во втором варианте, и почему именно так?

Правильный ответ. В 1 варианте — transparent, во 2 варианте — red. Проверить вживую в интерактивной демонстрации.

Почему так?

Может показаться, что в обоих случаях на этапе каскада победит последнее CSS-правило. Но нет.

Во втором случае объявление background-color: 20px вообще невалидное, поэтому оно отбросится ещё на этапе фильтрации. А на вход алгоритма каскадной сортировки попадёт только одно объявление – background-color: red. Оно же и победит.

В первом случае всё ещё интереснее.

Сначала оба объявления пройдут через этап фильтрации. Затем они поборются друг с другом на этапе каскада и победит объявление background-color: var(--not-a-color). 

На этапе определения вычисленного значения браузер заглянет внутрь переменной --not-a-color , а там окажется 20px. Это невалидный цвет фона, поэтому придётся его отбросить и запустить алгоритм выбора значений по умолчанию. 

Наследуемое значение получить не выйдет, ведь background-color не наследуется, поэтому будет использовано начальное значение свойства из спецификации — transparent.

Как браузер разбирает CSS

Существует частое заблуждение в том, что при обработке CSS в браузере выполняется только каскадирование и наследование. На самом деле процесс получения и обработки значений шире. Вот примерная схема:

Давайте подробнее разберёмся, из чего состоит процесс обработки значений.

Обработка значений

Обработка значений — процесс, после которого свойства всех элементов на странице получают конкретные значения. Он происходит после того, как парсер разделит весь код на токены и выделит среди них объявления. Напомним, что объявлениями называют пары свойство: значение. Например, font-style: italic.

Обработку значений можно разделить на четыре этапа:

• фильтрация,

• каскад,

• получение значений по умолчанию,

• вычисления.

При обработке значения появляются, изменяются, а иногда даже отбрасываются. Каждая ступень «эволюции» значений имеет свои особенности и своё название:

Фильтрация

Первый этап обработки значений — фильтрация объявлений (Авито, извините). В процессе фильтрации браузер отбирает валидные и уместные объявления, а также сопоставляет их с элементами из HTML.

На основе разобранных и отфильтрованных объявлений браузер составляет для каждого элемента список всех его объявленных (declared) значений. Таких значений может быть сколько угодно: ноль, одно или несколько.

p {
  color: #101010;
}

.warning {
  color: #22ff22;
}

p.warning {
  font-size: 24px;
  color: #744ce5;
}

Тогда у элемента <p class="warning"> будет три объявленных значения свойства color, одно значение свойства font-size и ни одного объявленного значения свойства font-weight.

Каскад

На следующем этапе для каждого объявленного свойства с помощью алгоритма каскада вычисляется каскадированное (cascaded) значение. 

При каскадировании учитывается:

• происхождение — стили самого браузера, стили разработчика и пользователя учитываются с разным приоритетом;

• важность — стили бывают «важные» (!important) или «обычные»;

• контекст — стили могут быть изолированы в отдельном контексте «теневого» DOM-дерева;

• специфичность — селекторы (по тегу, классу и так далее) имеют разный вес;

• порядок появления в коде — стили применяются по очереди и последующие переопределяют предыдущие.

Важно запомнить, что каскадированных значений у свойства может быть не больше одного.

Например, у элемента <p class="warning">, о котором говорилось выше, останется только одно значение свойства color — это #744ce5. Два других объявленных значения будут отброшены.

Получение значений по умолчанию

Разработчики при написании стилей редко указывают абсолютно все свойства элемента. Поэтому и в объявленные, и в каскадированные значения попадает меньше значений, чем нужно браузеру для отрисовки страницы.

Недостающую информацию браузер получает с помощью значений по умолчанию. К ним относятся унаследованные (inherited) и начальные (initial) значения.

Узнать, наследуется ли свойство, и его начальное значение, можно из его описания:

Каскадированные, унаследованные и начальные значения попадают в список определённых (specified) значений. В результате абсолютно всем свойствам каждого элемента на странице присваивается какое-то значение.

Вычисления

До этого момента браузер только собирал значения, но никаких вычислений не происходило. Однако без них не обойтись, если в объявлениях используются формулы, относительные адреса и единицы измерения.

Этап вычислений можно разделить на три подэтапа: получение вычисленных, используемых и действительных значений.

Получение вычисленных значений

Первый этап расчётов происходит ещё до создания раскладки страницы. Поэтому некоторые значения — например, ширина элемента, если она зависит от размера вьюпорта — так и остаются невычисленными. Однако там, где это возможно, браузер находит вычисленные (computed) значения.

Что может быть вычисленным значением свойства, можно узнать из его описания:

Разберём пример:

p {
  font-size: 16px;
  line-height: 1.2em;
  padding: calc(3em + 20px);
  background-image: url("image.jpg");
  width: 50%;
}

После первого этапа вычислений значения превратятся в следующие:

p {
  font-size: 16px; /* Ничего вычислять не нужно */
  line-height: 19.2px;
  padding: 68px;
  background-image: url("https://www.example.com/image.jpg");
  width: 50%;     /* Невозможно вычислить на этом этапе */
}

Как и определённое, вычисленное значение существует для абсолютно всех свойств элемента. И именно оно передаётся по наследству потомкам.

Даже если сам элемент не использует какое-то значение, оно может наследоваться и влиять на отрисовку. Так, например, свойство text-transform не применяется к блочным боксам, но наследуется и влияет на вложенные в них строчные боксы.

<style>
  div {
    text-transform: uppercase;
  }
</style>

<div>                  <!-- Свойство text-transform не играет 
														роли для этого элемента -->
  <p>                  <!-- И для этого -->
    <span>Текст</span> <!-- Но оно влияет на отрисовку потомка -->
  </p>
</div>

В описании свойств в спецификации указано, к каким элементам они применяются:

Кстати, по историческим причинам метод getComputedStyle не всегда возвращает именно вычисленное значение. Иногда это будет используемое значение (см. ниже).

Получение используемых значений

Получив все возможные вычисленные значения, браузер создаёт раскладку страницы и начинает следующий этап вычислений. Теперь разрешаются те значения, которые зависят от вьюпорта, а также размеров, пропорций и относительного расположения элементов на странице.

Кроме того, отбрасываются значения, которые для конкретного элемента не имеют смысла. Например, grid-template-columns для элемента, который не является грид-контейнером.

В результате остаются и вычисляются все значения, которые нужны для отрисовки страницы. Такие значения называют используемыми (used).

Получение действительных значений

Вооружённый используемыми значениями, браузер готов начать отрисовку страницы… но тут в игру вступают внешние факторы и ограничения. Не всё, что указано и вычислено, может быть отрисовано. В результате действительные (actual) значения могут отличаться от используемых.

Например, так происходит с дробным значением border-width. Как правило, браузеры округляют используемое значение, и в действительности ширина рамки оказывается кратной целому пикселю.

div {
  border-width: 13.2px; /* Действительное значение — 13px */
}

Другой пример — действительный размер текста может отличаться от используемого, если желаемый шрифт по какой-то причине недоступен и задано свойство font-size-adjust.

.rule {
  font-family: "Futura", "Verdana", sans-serif;
  font-size: 20px; /* Если первый шрифт не загрузится, 
  										то действительное значение — 41px */
  font-size-adjust: 1;
}

После получения действительных значений обработка заканчивается, и браузер отрисовывает страницу.

Мы собрали таблицу с примерами того, как во время обработки могут меняться значения различных свойств.

Как работает каскад

1. Сначала браузер анализирует и фильтрует значения, чтобы получить список объявленных значений.

2. Затем включается алгоритм каскада, и в результате для каждого свойства остаётся только одно каскадированное значение.

3. Если какое-то значение не было объявлено, оно получается с помощью наследования или начальных значений. Таким образом каждый элемент получает полный набор определённых значений.

4. Затем наступает первый этап вычислений, и браузер преобразует определённые значения в вычисленные. Именно они передаются по наследству потомкам элемента.

5. На втором этапе вычислений браузер разрешает те значения, которые зависят от устройства пользователя и относительного расположения элементов на странице, а также отбрасывает те значения, которые не нужны для отрисовки. В результате получаются используемые значения.

6. В конце концов к веб-странице применяются некоторые ограничения, и используемые значения становятся действительными.

Эта статья — попытка описать то, как браузеры понимают и разбирают CSS, и почему важно понимать, как это работает. А ещё это фрагмент курса «Анатомия каскада», на котором мы разбираем вообще все тонкости каскада: обработку и фильтрацию значений, наследование и стили по умолчанию. И всё это приправлено тестами и демками, чтобы сразу пробовать всё на практике.

Финальный тест, чтобы закрепить пройденное. Можете обсудить свои варианты в комментариях.

Какого цвета будет ссылка в обоих случаях?