如何在零JS代碼情況下實現一個實時聊天功能❓

引言

前段時間在 github 上看到了一個很“trick”的項目：用純 CSS（即不使用 JavaScript）實現一個聊天應用 —— css-only-chat。即下圖所示效果。

在我們的印象裏，實現一個簡單的聊天應用（消息發送與多頁面同步）並不困難 —— 這是在我們有 JavaScript 的幫助下。而如果讓你只能使用 CSS，不能有前端的 JavaScript 代碼，那你能夠實現麼？

原版是用 Ruby 寫的後端。可能大家對 Ruby 不太瞭解，所以我按照原作者思路，用 NodeJS 實現了一版 css-only-chat-node，對大家來說可能會更易讀些。

1. 我們要解決什麼問題

首先強調一下，服務端的代碼肯定還是需要寫的，而且這部分顯然不能是 CSS。所以這裏的“純 CSS”主要指在瀏覽器端只使用 CSS。

回憶一下，如果使用 JavaScript 來實現上圖中展示的聊天功能，有哪些問題需要處理呢？

• 首先，需要添加按鈕的click事件監聽，包括字符按鈕的點擊與發送按鈕的點擊；
• 其次，點擊相應按鈕後，要將信息通過 Ajax 的方式發送到後端服務；
• 再者，要實現實時的消息展示，一般會建立一個 WebSocket 連接；
• 最後，對於後端同步來的消息，我們會在瀏覽器端操作 DOM API 來改變 DOM 內容，展示消息記錄。

涉及到 JavaScript 的操作主要就是上面四個了。但是，現在我們只能使用 CSS，那對於上面這幾個操作，可以用什麼方式實現呢？

2. Trick Time

2.1. 解決“點擊監聽”的問題

使用 JavaScript 的話一行代碼可以搞定：

document.getElementById('btn').addEventListener('click', function () {
    // ……
});

使用 CSS 的話，其實有個僞類可以幫我們，即:active。它可以選擇激活的元素，而當我們點擊某個元素時，它就會處於激活狀態。

所以，對於上面動圖中的26個字母（再加上 send 按鈕），可以分配不同的classname，然後設置僞類選擇器，這樣就可以在點擊該字母對應的按鈕時觸發命中某個 CSS 規則。例如可以對字符“a”設置如下規則用於“捕獲”點擊：

.btn_a:active {
    /* …… */ 
}

2.2. 發送請求

如果有 JavaScript 的幫助，發送請求只需要用個 XHR 即可，很方便。而對於 CSS，如果要想發一個請求的話有什麼辦法麼？

可以使用background-image屬性，將它指定爲某個 URL，這樣前端就會向服務器發起一個背景圖片的請求。之所以可以使用background-image屬性還因爲：瀏覽器只有在該 CSS 選擇器規則被實際應用到 DOM 元素後纔會實際發起background-image的請求。例如下面這個規則：

.btn_a:active {
    background-image: url('/keys/a');
}

只有在字符“a”被點擊後，瀏覽器纔會向服務器請求/keys/a這張“圖片”。而在服務器端，通過判斷 URL 可以知道前端點擊了哪個字符。例如，對於按鈕“b”會有如下規則：

.btn_b:active {
    background-image: url('/keys/b');
}

這樣就相當於實現了在 URL（/keys/a與/keys/b） 中“傳參”。

2.3. 實時消息展示

實時的消息展示，核心會用到一種叫“服務器推”的技術。其中比較常見方式有：

• 使用 JavaScript 來和服務端建立 WebSocket 連接
• 使用 JavaScript 創建定時器，定時發送請求輪詢
• 使用 JavaScript 和服務端配合來實現長輪詢

但這些方法都無法規避 JavaScript，顯然不符合咱們的要求。其實還有一種方式，我在《各類“服務器推”技術原理與實例》中也有提到，那就是基於 iframe 的長連接流（stream）模式。

這裏我們主要是借鑑了“長連接流”這種模式。讓我們的頁面永遠處於一個未加載完成的狀態。但是，由於請求頭中包含Transfer-Encoding: chunked，它會告訴瀏覽器，雖然頁面沒有返回結束，但你可以開始渲染頁面了。正是由於該請求的響應永遠不會結束，所以我們可以不斷向其中寫入新的內容，來更新頁面展示。

實現起來也非常簡單。http.ServerResponse類本身就是繼承自Stream的，所以只要在需要更新頁面內容時調用.write()方法即可。例如下面這段代碼，可以每隔2s在頁面上動態添加 "hello" 字符串而不需要任何瀏覽器端的配合（也就不需要寫 JavaScript 代碼了）：

const http = require('http');
http.createServer((req, res) => {
    res.setHeader('connection', 'keep-alive');
    res.setHeader('content-type', 'text/html; charset=utf-8');
    res.statusCode = 200;
    res.write('I will update by myself');

    setInterval(() => res.write('<br>hello'), 2000);
}).listen(8085);

2.4. 改變頁面信息

在上一節我們已經可以通過 Stream 的方式，不借助 JavaScript 即可動態改變頁面內容了。但是如果你細心會發現，這種方式只能不斷“append”內容。而在我們的例子中，看起來更像是能夠動態改變某個 DOM 中的文本，例如隨着點擊不同按鈕，“Current Message”後面的文本會不斷變化。

這裏其實也有個很“trick”的方式。下圖這個部分（我們姑且叫它 ChatPanel 吧）

其實我們每次調用res.write()時都會返回一個全新的 ChatPanel 的 HTML 片段。於此同時，還會附帶一個<style>元素，將之前的 ChatPanel 設爲display: none。所以看起來像是更新了原來的 ChatPanel 的內容，但其實是 append 了一個新的，同時隱藏之前的 ChatPanel。

2.5. 點擊重複的按鈕

到目前爲止，基本的方案都有了，但還有一個重要的問題：

在 CSS 規則中的background-image只會在第一次應用到元素時發起請求，之後就不會再向服務器請求了。也就是說，用

.btn_a:active {
    background-image: url('/keys/a');
}

這種規則，“a” 這個按鈕點過一次之後，下次再點擊就毫無反應了 —— 即後端收不到請求了。

要解決這個問題有一個方法。可以在每次返回的新的 ChatPanel（ChatPanel 是啥咱們在上一節中提到了，如果忘了可以回去看下）裏，爲每個字符按鈕都應用一套新的樣式規則，並設置新的背景圖 URL。例如我們第一次點擊了“h”之後，返回的 ChatPanel 裏的按鈕“a”的classname會該成btn_h_a，對應的 CSS 規則改爲：

.btn_h_a:active {
    background-image: url('/keys/h_a');
}

再次點擊“i”之後，ChatPanel 裏對應的按鈕的樣式規則改爲：

.btn_hi_a:active {
    background-image: url('/keys/hi_a');
}

2.6. 存儲

爲了能夠保存未發送的內容（點擊 send 按鈕之前的輸入內容），以及同步歷史消息，需要有個地方存儲用戶輸入。同時我們還會爲每個連接設定一個唯一的用戶 ID。在原版的 css-only-chat 中使用了 Redis。我在 css-only-chat-node 中爲了簡便，直接存儲在了運行時的內存變量中了。

3. 最後

也許有朋友會問，這個 DEMO 有什麼實用價值麼？可以發展成一個可用的聊天工具麼？

好吧，其實我覺得沒有太大用。但是裏面涉及到的一些“知識點”到是瞭解下也無妨。我們每天面對那麼多無趣的需求，偶爾看看這種“有意思”的項目也算是放鬆一下吧。

最後，如果想看具體的運行效果，或者想了解代碼的細節，可以看這裏：

• css-only-chat-node：由於原版是 Ruby 寫的，所以實現了一個 NodeJS 版的便於大家查看
• css-only-chat：css-only-chat 的原版倉庫，使用 Ruby 實現

Just have fun! 😜