clipboard.js 的源码分析

Posted 2021-04-05 奇舞精选

2020 年即将结束了，不知不觉 源码分析 专题已经写了 9 篇文章，往期的 8 篇文章介绍了 Axios、BetterScroll、koa-compose 和 FileSaver.js 等优秀的开源项目，该专题的每篇文章阿宝哥都花了挺多时间与精力。

对往期 8 篇文章感兴趣的小伙伴，可以阅读 这篇文章。

好的，我们马上回到正题。本期阿宝哥将介绍一个被 157317 个项目引用的 JS 开源库 —— clipboard.js。相信挺多小伙伴在项目中，也用到了这个库。那么这个库背后的工作原理是什么？感兴趣的小伙伴，跟阿宝哥一起来揭开这背后的秘密吧。

一、clipboard.js 简介

clipboard.js 是一个用于将文本复制到剪贴板的 JS 库。没有使用 Flash，没有使用任何框架，开启 gzipped 压缩后仅仅只有 3kb。

（图片来源：https://clipboardjs.com/#example-text）

那么为什么会有 clipboard.js 这个库呢？因为作者 zenorocha 认为：

将文本复制到剪贴板应该不难。它不需要几十个步骤来配置，也不需要加载数百 KB 的文件。最最重要的是，它不应该依赖于 Flash 或其他任何框架。

该库依赖于 Selection 和 execCommand API，几乎所有的浏览器都支持 Selection API，然而 execCommand API 却存在一定的兼容性问题：

（图片来源：https://caniuse.com/?search=execCommand）

（图片来源：https://caniuse.com/?search=execCommand）

当然对于较老的浏览器，clipboard.js 也可以优雅地降级。好的，现在我们来看一下如何使用 clipboard.js。

二、clipboard.js 使用

在使用 clipboard.js 之前，你可以通过 NPM 或 CDN 的方式来安装它：

NPM

npm install clipboard --save

CDN

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/clipboard@2.0.6/dist/clipboard.min.js"></script>

clipboard.js 使用起来很简单，一般只要 3 个步骤：

1.定义一些标记

<input id="foo" type="text" value="大家好，我是阿宝哥">
<button class="btn" data-clipboard-action="copy" data-clipboard-target="#foo">复制</button>

2.引入 clipboard.js

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/clipboard@2.0.6/dist/clipboard.min.js"></script>

3.实例化 clipboard

<script>
  var clipboard = new ClipboardJS('.btn');

  clipboard.on('success', function(e) {
    console.log(e);
  });
    
  clipboard.on('error', function(e) {
    console.log(e);
  });
</script>

以上代码成功运行之后，当你点击 “复制” 按钮时，输入框中的文字会被选中，同时输入框中的文字将会被复制到剪贴板中，对应的效果如下图所示：

除了 input 元素之外，复制的目标还可以是 div 或 textarea 元素。在以上示例中，我们复制的目标是通过 data-* 属性 来指定。此外，我们也可以在实例化 clipboard 对象时，设置复制的目标：

// https://github.com/zenorocha/clipboard.js/blob/master/demo/function-target.html
let clipboard = new ClipboardJS('.btn', {
  target: function() {
    return document.querySelector('div');
  }
});

如果需要设置复制的文本，我们也可以在实例化 clipboard 对象时，设置复制的文本：

// https://github.com/zenorocha/clipboard.js/blob/master/demo/function-text.html
let clipboard = new ClipboardJS('.btn', {
  text: function() {
    return 'to be or not to be';
  }
});

关于 clipboard.js 的使用，阿宝哥就介绍到这里，感兴趣的小伙伴可以查看 Github 上 clipboard.js 的使用示例。

由于 clipboard.js 底层依赖于 Selection 和 execCommand API，所以在分析 clipboard.js 源码前，我们先来了解一下 Selection 和 execCommand API。

三、Selection 与 execCommand API

3.1 Selection API

Selection 对象表示用户选择的文本范围或插入符号的当前位置。它代表页面中的文本选区，可能横跨多个元素。文本选区由用户拖拽鼠标经过文字而产生。如果要获取用于检查或修改的 Selection 对象，可以调用 window.getSelection 方法。

Selection 对象所对应的是用户所选择的 ranges （区域），俗称 拖蓝。默认情况下，该函数只针对一个区域，我们可以这样使用这个函数：

let selection = window.getSelection();
let range = selection.getRangeAt(0);

以上示例演示了如何获取选区中的第一个区域，其实除了获取选区中的区域之外，我们还可以通过 createRange API 创建一个新的区域，然后将该区域添加到选区中：

<div>大家好，我是<strong>阿宝哥</strong>。欢迎关注<strong>全栈修仙之路</strong></div>
<script>
   let strongs = document.getElementsByTagName("strong");
   let s = window.getSelection();

   if (s.rangeCount > 0) s.removeAllRanges(); // 从选区中移除所有区域
   for (let i = 0; i < strongs.length; i++) {
     let range = document.createRange(); // 创建range区域
     range.selectNode(strongs[i]); // 让range区域包含指定节点及其内容
     s.addRange(range); // 将创建的区域添加到选区中
   }
</script>

以上代码用于选中页面中所有的 strong 元素，但需要注意的是，目前只有使用 Gecko 渲染引擎的浏览器，比如 Firefox 浏览器实现了多个区域。

在某些场景下，你可能需要获取选中区域中的文本。针对这种场景，你可以通过调用 Selection 对象的 toString 方法来获取被选中区域中的纯文本。

3.2 execCommand API

document.execCommand API 允许运行命令来操作网页中的内容，常用的命令有 bold、italic、copy、cut、delete、insertHTML、insertImage、insertText 和 undo 等。下面我们来看一下该 API 的语法：

bool = document.execCommand(aCommandName, aShowDefaultUI, aValueArgument)

相关的参数说明如下：

• aCommandName：字符串类型，用于表示命令的名称；
• aShowDefaultUI：布尔类型，用于表示是否展示用户界面，一般为 false；
• aValueArgument：额外参数，一些命令（比如 insertImage）需要额外的参数（提供插入图片的 URL），默认为 null。

调用 document.execCommand 方法后，该方法会返回一个布尔值。如果是 false 的话，表示操作不被支持或未被启用。对于 clipboard.js 这个库来说，它会通过 document.execCommand API 来执行 copy 和 cut 命令，从而实现把内容复制到剪贴板。

那么现在问题来了，我们有没有办法判断当前浏览器是否支持 copy 和 cut 命令呢？答案是有的，即使用浏览器提供的 API —— Document.queryCommandSupported，该方法允许我们确定当前的浏览器是否支持指定的编辑命令。

clipboard.js 这个库的作者，也考虑到了这种需求，所以提供了一个静态的 isSupported 方法，用于检测当前的浏览器是否支持指定的命令：

// src/clipboard.js
static isSupported(action = ['copy', 'cut']) {
  const actions = (typeof action === 'string') ? [action] : action;
  let support = !!document.queryCommandSupported;

  actions.forEach((action) => {
    support = support && !!document.queryCommandSupported(action);
  });

  return support;
}

Document.queryCommandSupported 兼容性较好，大家可以放心使用，具体的兼容性如下图所示：

（图片来源：https://caniuse.com/?search=queryCommandSupported）

介绍完 Selection、execCommand 和 queryCommandSupported API，接下来我们开始分析 clipboard.js 的源码。

如果你想了解阅读源码的思路与技巧，可以阅读 这篇文章。

四、clipboard.js 源码解析

4.1 Clipboard 类

看源码的时候，阿宝哥习惯从最简单的用法入手，这样可以快速地了解内部的执行流程。下面我们来回顾一下前面的示例：

<!-- 定义一些标记 -->
<input id="foo" type="text" value="大家好，我是阿宝哥">
<button class="btn" data-clipboard-action="copy" data-clipboard-target="#foo">复制</button>

<!-- 实例化 clipboard -->
<script>
  let clipboard = new ClipboardJS('.btn');

  clipboard.on('success', function(e) {
    console.log(e);
  });
    
  clipboard.on('error', function(e) {
    console.log(e);
  });
</script>

通过观察以上的代码，我们可以快速地找到切入点 —— new ClipboardJS('.btn')。在 clipboard.js 项目内的 webpack.config 配置文件中，我们可以找到 ClipboardJS 的定义：

module.exports = {
  entry: './src/clipboard.js',
  mode: 'production',
  output: {
    filename: production ? 'clipboard.min.js' : 'clipboard.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    library: 'ClipboardJS',
    globalObject: 'this',
    libraryExport: 'default',
    libraryTarget: 'umd'
  },
  // 省略其他配置信息
}

基于以上的配置信息，我们进一步找到了 ClipboardJS 指向的构造函数：

import Emitter from 'tiny-emitter';
import listen from 'good-listener';

class Clipboard extends Emitter {
  constructor(trigger, options) {
    super();
    this.resolveOptions(options);
    this.listenClick(trigger);
  }
}

在示例中，我们并没有设置 Clipboard 的配置信息，所以我们先不用关心 this.resolveOptions(options) 的处理逻辑。顾名思义 listenClick 方法是用来监听 click 事件，该方法的具体实现如下：

listenClick(trigger) {
  this.listener = listen(trigger, 'click', (e) => this.onClick(e));
}

在 listenClick 方法内部，会通过一个第三方库 good-listener 来添加事件处理器。当目标触发 click 事件时，就会执行对应的事件处理器，该处理器内部会进一步调用 this.onClick 方法，该方法的实现如下：

// src/clipboard.js
onClick(e) {
  const trigger = e.delegateTarget || e.currentTarget;

  // 为每次点击事件，创建一个新的ClipboardAction对象
  if (this.clipboardAction) {
    this.clipboardAction = null;
  }
  this.clipboardAction = new ClipboardAction({
    action    : this.action(trigger),
    target    : this.target(trigger),
    text      : this.text(trigger),
    container : this.container,
    trigger   : trigger,
    emitter   : this
  });
}

在 onClick 方法内部，会使用事件触发目标来创建 ClipboardAction 对象。当你点击本示例 复制 按钮时，创建的 ClipboardAction 对象如下所示：

相信看完上图，大家对创建 ClipboardAction 对象时，所使用到的方法都有了解。那么 this.action、this.target 和 this.text 这几个方法是在哪里定义的呢？通过阅读源码，我们发现在 resolveOptions 方法内部会初始化上述 3 个方法：

// src/clipboard.js
resolveOptions(options = {}) {
  this.action = (typeof options.action === 'function') 
    ? options.action :  this.defaultAction;
  this.target = (typeof options.target === 'function') 
    ? options.target : this.defaultTarget;
  this.text = (typeof options.text === 'function')
    ? options.text : this.defaultText;
  this.container = (typeof options.container === 'object')   
    ? options.container : document.body;
}

在 resolveOptions 方法内部，如果用户自定义了处理函数，则会优先使用用户自定义的函数，否则将使用 clipboard.js 中对应的默认处理函数。由于我们在调用 Clipboard 构造函数时，并未设置 options 参数，所以将使用默认的处理函数：

由上图可知在 defaultAction、defaultTarget 和 defaultText 方法内部都会调用 getAttributeValue 方法来获取事件触发对象上自定义属性，而对应的 getAttributeValue 方法也很简单，具体代码如下：

// src/clipboard.js
function getAttributeValue(suffix, element) {
  const attribute = `data-clipboard-${suffix}`;
  if (!element.hasAttribute(attribute)) {
    return;
  }
  return element.getAttribute(attribute);
}

介绍完 Clipboard 类，接下来我们来重点分析一下 ClipboardAction 类，该类会包含具体的复制逻辑。

4.2 ClipboardAction 类

在 clipboard.js 项目中，ClipboardAction 类被定义在 src/clipboard-action.js 文件内：

// src/clipboard-action.js
class ClipboardAction {
  constructor(options) {
    this.resolveOptions(options);
    this.initSelection();
  }
}

与 Clipboard 类的构造函数一样，ClipboardAction 类的构造函数会优先解析 options 配置对象，然后调用 initSelection 方法，来初始化选区。在 initSelection 方法中会根据 text 和 target 属性来选择不同的选择策略：

initSelection() {
  if (this.text) {
    this.selectFake();
  } else if (this.target) {
    this.selectTarget();
  }
}

对于前面的示例，我们是通过 data-* 属性 来指定复制的目标，即 data-clipboard-target="#foo"，相应的代码如下：

<input id="foo" type="text" value="大家好，我是阿宝哥">
<button class="btn" data-clipboard-action="copy" data-clipboard-target="#foo">复制</button>

所以接下来我们先来分析含有 target 属性的情形，如果含有 target 属性，则会进入 else if 分支，然后调用 this.selectTarget 方法：

// src/clipboard-action.js
selectTarget() {
  this.selectedText = select(this.target);
  this.copyText();
}

在 selectTarget 方法内部，会调用 select 函数获取已选中的文本，该函数是来自 clipboard.js 作者开发的另一个 npm 包，对应的代码如下：

// https://github.com/zenorocha/select/blob/master/src/select.js
function select(element) {
  var selectedText;

  if (element.nodeName === 'SELECT') {
    element.focus();
    selectedText = element.value;
  }
  else if (element.nodeName === 'INPUT' || element.nodeName === 'TEXTAREA') {
    var isReadOnly = element.hasAttribute('readonly');

    if (!isReadOnly) {
      element.setAttribute('readonly', '');
    }

    element.select();
    element.setSelectionRange(0, element.value.length);

    if (!isReadOnly) {
      element.removeAttribute('readonly');
    } 
      selectedText = element.value;
    }
  else {
    // 省略相关代码 
  }
  return selectedText;
}

因为在以上示例中，我们复制的目标是 input 元素，所以我们先来分析该分支的代码。在该分支中，使用了 HTMLInputElement 对象的 select 和 setSelectionRange 方法：

• select：用于选中一个 <textarea> 元素或者一个带有 text 字段的 <input> 元素里的所有内容。
• setSelectionRange：用于设定 <input> 或 <textarea> 元素中当前选中文本的起始和结束位置。

在获取选中的文本之后，selectTarget 方法会继续调用 copyText 方法来复制文本：

copyText() {
  let succeeded;
  try {
    succeeded = document.execCommand(this.action);
  } catch (err) {
    succeeded = false;
  }
  this.handleResult(succeeded);
}

前面阿宝哥已经简单介绍了 execCommand API，copyText 方法内部就是使用这个 API 来复制文本。在完成复制之后，copyText 方法会调用 this.handleResult 方法来派发复制的状态信息：

handleResult(succeeded) {
  this.emitter.emit(succeeded ? 'success' : 'error', {
    action: this.action,
    text: this.selectedText,
    trigger: this.trigger,
    clearSelection: this.clearSelection.bind(this)
  });
}

看到这里有些小伙伴可能会问 this.emitter 对象是来自哪里的？其实 this.emitter 对象也就是 Clipboard 实例：

// src/clipboard.js
class Clipboard extends Emitter {
  onClick(e) {
    const trigger = e.delegateTarget || e.currentTarget;
    // 省略部分代码
    this.clipboardAction = new ClipboardAction({
      // 省略部分属性
      trigger   : trigger,
      emitter   : this // Clipboard 实例
    });
  }
}

而对于 handleResult 方法派发的事件，我们可以通过 clipboard 实例来监听对应的事件，具体的代码如下：

let clipboard = new ClipboardJS('.btn');

clipboard.on('success', function(e) {
  console.log(e);
});
    
clipboard.on('error', function(e) {
  console.log(e);
});

在继续介绍另一个分支的处理逻辑之前，阿宝哥用一张图来总结一下上述示例的执行流程：

下面我们来介绍另一个分支，即含有 text 属性的情形，对应的使用示例如下：

// https://github.com/zenorocha/clipboard.js/blob/master/demo/function-text.html
let clipboard = new ClipboardJS('.btn', {
  text: function() {
    return '大家好，我是阿宝哥';
  }
});

当用户在创建 clipboard 对象时，设置了 text 属性，则会执行 if 分支的逻辑，即调用 this.selectFake 方法：

// src/clipboard-action.js
class ClipboardAction {
  constructor(options) {
    this.resolveOptions(options);
    this.initSelection();
  }
  
  initSelection() {
    if (this.text) {
      this.selectFake();
    } else if (this.target) {
      this.selectTarget();
    }
  }
}

在 selectFake 方法内部，它会先创建一个假的 textarea 元素并设置该元素的相关样式和定位信息，并使用 this.text 的值来设置 textarea 元素的内容，然后使用前面介绍的 select 函数来获取已选择的文本，最后通过 copyText 把文本拷贝到剪贴板：

// src/clipboard-action.js
selectFake() {
  const isRTL = document.documentElement.getAttribute('dir') == 'rtl';

  this.removeFake(); // 移除事件监听并移除之前创建的fakeElem

  this.fakeHandlerCallback = () => this.removeFake();
  this.fakeHandler = this.container.addEventListener('click', this.fakeHandlerCallback) || true;

  this.fakeElem = document.createElement('textarea');
  // Prevent zooming on iOS
  this.fakeElem.style.fontSize = '12pt';
  // Reset box model
  this.fakeElem.style.border = '0';
  this.fakeElem.style.padding = '0';
  this.fakeElem.style.margin = '0';
  // Move element out of screen horizontally
  this.fakeElem.style.position = 'absolute';
  this.fakeElem.style[ isRTL ? 'right' : 'left' ] = '-9999px';
  // Move element to the same position vertically
  let yPosition = window.pageYOffset || document.documentElement.scrollTop;
  this.fakeElem.style.top = `${yPosition}px`;

  this.fakeElem.setAttribute('readonly', '');
  this.fakeElem.value = this.text;

  this.container.appendChild(this.fakeElem);

  this.selectedText = select(this.fakeElem);
  this.copyText();
}

为了让大家能够更直观了解 selectFake 方法执行后的页面效果，阿宝哥截了一张实际的效果图：

其实 clipboard.js 除了支持拷贝 input 或 textarea 元素的内容之外，它还支持拷贝其它 HTML 元素的内容，比如 div 元素：

<div>大家好，我是阿宝哥</div>
<button class="btn" data-clipboard-action="copy" data-clipboard-target="div">Copy</button>

针对这种情形，在 clipboard.js 内部仍会利用前面介绍的 select 函数来选中目标元素并获取需拷贝的内容，具体的代码如下所示：

function select(element) {
  var selectedText;

  if (element.nodeName === 'SELECT') {
      element.focus();
      selectedText = element.value;
  }
  else if (element.nodeName === 'INPUT' || element.nodeName === 'TEXTAREA') {
      // 省略相关代码 
  }
  else {
     if (element.hasAttribute('contenteditable')) {
        element.focus();
     }

     var selection = window.getSelection(); // 创建选取
     var range = document.createRange(); // 新建区域

     range.selectNodeContents(element); // 使新建的区域包含element节点的内容
     selection.removeAllRanges(); // 移除选取中的所有区域
     selection.addRange(range); // 往选区中添加新建的区域
     selectedText = selection.toString(); // 获取已选中的文本
    }

    return selectedText;
}

在获得要拷贝的文本之后，clipboard.js 会继续调用 copyText 方法把对应的文本拷贝到剪贴板。到这里 clipboard.js 的核心源码，我们差不多都分析完了，希望阅读本文后，大家不仅了解了 clipboard.js 背后的工作原理，同时也学会了如何利用事件派发器来实现消息通信 及 Selection 和 execCommand API 等相关的知识。

五、参考资源

• MDN Selection
• MDN execCommand
• MDN queryCommandSupported
• MDN selectNodeContents

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