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          Vite原理分析

          共 11424字,需瀏覽 23分鐘

           ·

          2021-01-30 12:33


          本文由字節(jié)跳動(dòng)折曜原創(chuàng),授權(quán)前端鐵蛋公眾號發(fā)表,原文鏈接:https://juejin.im/post/6881078539756503047



          Vite是什么


          Vite,一個(gè)基于瀏覽器原生ES模塊的開發(fā)服務(wù)器。利用瀏覽器去解析模塊,在服務(wù)器端按需編譯返回,完全跳過了打包這個(gè)概念,服務(wù)器隨起隨用。同時(shí)另有有Vue文件支持,還搞定定了熱更新,而且熱更新的速度不會(huì)隨著模塊增加而變慢。

          Vite(讀音)[法語],法語,快的意思是一個(gè)由原生ES模塊驅(qū)動(dòng)的Web開發(fā)工具。在開發(fā)環(huán)境下基于瀏覽器原生ES導(dǎo)入開發(fā),在生產(chǎn)環(huán)境下進(jìn)行匯總打包。


          Vite的特點(diǎn)


          • 閃電般快速的冷服務(wù)器啟動(dòng)-閃電般的冷啟動(dòng)速度

          • 即時(shí)熱模塊更換(HMR)-即時(shí)熱模塊更換(熱更新)

          • 真正的按需編譯-真正的按需編譯

          為了實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn),Vite要求項(xiàng)目完全由ES模塊模塊組成,common.js模塊不能直接在Vite上使用。因此不能直接在生產(chǎn)環(huán)境中使用。在打包上依舊還是使用rollup等傳統(tǒng)打包工具。因此Vite目前更像是一個(gè)webpack-dev-server的開發(fā)工具。


          ES模塊


          ES Module的更多介紹以vite自帶的demo為示例。

          <template>  <img alt="Vue logo" src="./assets/logo.png" />  <HelloWorld msg="Hello Vue 3.0 + Vite" /></template><script>import HelloWorld from './components/HelloWorld.vue'export default {  name: 'App',  components: {    HelloWorld  }}</script>

          當(dāng)瀏覽器解析從'./components/HelloWorld.vue'時(shí),會(huì)往當(dāng)前域名發(fā)送一個(gè)請求獲取對應(yīng)的資源。



          值得一提的是我們平時(shí)在Webpack中寫的mjs格式的代碼最終被Webpack打包成cjs。最終在瀏覽器上還是以cjs的形式運(yùn)行的。所以并不是真正的mjs。


          瀏覽器兼容性


          Vite采用了ES模塊來實(shí)現(xiàn)模塊的加載。目前基于web標(biāo)準(zhǔn)的ES模塊已經(jīng)覆蓋了超過90%的瀏覽器。




          Webpack&Vite原理對比


          當(dāng)我們使用如webpack的打包工具時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到遇到一小行代碼,webpack常常需要耗時(shí)數(shù)秒甚至幾秒鐘進(jìn)行重新打包。這是因?yàn)閣ebpack需要將所有模塊打包成一個(gè)一個(gè)或多個(gè)模塊。



          如下面的代碼為例,當(dāng)我們使用如webpack類的打包工具時(shí)。最終將所有代碼打包入一個(gè)bundle.js文件中。


          // a.jsexport const a = 10
          // b.jsexport const b = 20;
          // main.jsimport { a } from 'a.js'import { b } from 'b.js'export const getNumber = () => { return a + b;}
          // bundle.jsconst a = 10;const b = 20;const getNumber = () => { return a + b;}export { getNumber };

          不可避免的,當(dāng)我們修改模塊中的一個(gè)子模塊b.js,整個(gè)bundle.js都需要重新打包,隨著項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大,重新打包(熱更新)的時(shí)間越來越長。我們常用如thread-loadercache-loader代碼分片等方法進(jìn)行優(yōu)化。但通過項(xiàng)目規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,熱更新速度又將變慢,又將開始新一輪的優(yōu)化。通過項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大,基于bunder的項(xiàng)目優(yōu)化也將達(dá)到一定的極限。



          Webpack之所以慢,是因?yàn)閃ebpack會(huì)使多個(gè)資源構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)捆綁。如果我們跳過打包的過程,當(dāng)需要某個(gè)模塊時(shí)再通過請求去獲取是不是能完美解決這個(gè)問題呢?

          因此,Vite來了。一個(gè)由原生ES模塊驅(qū)動(dòng)的Web開發(fā)的工具,完全做到按需加載,一勞永逸的解決了熱更新慢的問題!



          Vite實(shí)現(xiàn)

          請求攔截原理


          Vite的基本實(shí)現(xiàn)原理,就是啟動(dòng)一個(gè)koa服務(wù)器攔截瀏覽器請求ES模塊的請求。通過路徑查找目錄下對應(yīng)文件的文件做一定的處理最終以ES模塊格式返回給客戶端

          這里稍微提一下Vite對js / ts的處理沒有使用如gulp,rollup等傳統(tǒng)打包工具,其他使用了esbuild。esbuild是一個(gè)全新的js打包工具,支持如babel,壓縮等的功能,他的特點(diǎn)是快(比rollup等工具會(huì)快上幾十倍)!你可以點(diǎn)擊這里了解更多關(guān)于esbuild的知識。


          而快的首要是他使用了go作為另一種語言(go這樣的靜態(tài)語言會(huì)比動(dòng)態(tài)語言快很多)。

          node_modules模塊的處理


          首先說一下基于ES模塊模塊的局限性,在我們平時(shí)寫代碼時(shí)。怎么不是相對路徑的引用,又直接引用一個(gè)node_modules模塊時(shí),我們都是以如下的格式進(jìn)行引用。

          import vue from 'vue'

          如Webpack&gulp等打包工具會(huì)幫我們找到模塊的路徑。但瀏覽器只能通過相對路徑去尋找。為了解決這個(gè)問題,Vite采取了一些特殊處理。以Vite官方演示如何,當(dāng)我們請求時(shí)本地主機(jī):3000

          Vite先返回index.html代碼,渲染index.html后發(fā)送請求src / main.js。main.js代碼如下。


          import { createApp } from 'vue'import App from './App.vue'import './index.css'createApp(App).mount('#app')

          可以觀察到瀏覽器請求vue.js時(shí),請求路徑是@ modules / vue.js。在Vite中約定路徑中的請求路徑滿足/ ^ \ / @ modules \ //格式時(shí),被認(rèn)為是一個(gè)node_modules模塊。


          • 如何將代碼中的/:id轉(zhuǎn)換為/ @ modules /:id

          Vite對ES模塊進(jìn)行形式化的js文件模塊的處理使用了。Lexer會(huì)返回js文件中引入的模塊并以交換形式返回。Vite通過該變量判斷是否為一個(gè)node_modules模塊。。

          // Plugin for rewriting served js.// - Rewrites named module imports to `/@modules/:id` requests, e.g.//   "vue" => "/@modules/vue"export const moduleRewritePlugin: ServerPlugin = ({  root,  app,  watcher,  resolver}) => {  app.use(async (ctx, next) => {    await initLexer    const importer = removeUnRelatedHmrQuery(      resolver.normalizePublicPath(ctx.url)    )    ctx.body = rewriteImports(      root,      content!,      importer,      resolver,      ctx.query.t    )  }})

          我們還能有另一個(gè)形式進(jìn)行一個(gè)ES模塊形式的引入,那就是直接使用腳本標(biāo)簽,對于腳本標(biāo)簽引入的模塊也會(huì)有對應(yīng)的處理。

           
           const scriptRE = /(<script\b[^>]*>)([\s\S]*?)<\/script>/gm  const srcRE = /\bsrc=(?:"([^"]+)"|'([^']+)'|([^'"\s]+)\b)/    async function rewriteHtml(importer: string, html: string) {    await initLexer    html = html!.replace(scriptRE, (matched, openTag, script) => {      if (script) {      } else {        const srcAttr = openTag.match(srcRE)        if (srcAttr) {          // register script as a import dep for hmr          const importee = resolver.normalizePublicPath(            cleanUrl(slash(path.resolve('/', srcAttr[1] || srcAttr[2])))          )          ensureMapEntry(importerMap, importee).add(importer)        }        return matched      }    })    return injectScriptToHtml(html, devInjectionCode)  }
          • 通過/ @ modules /:id在node_modules文件下找到對應(yīng)模塊

          瀏覽器發(fā)送路徑為/ @ modules /:id的對應(yīng)請求后。會(huì)被Vite客戶端做一層攔截,最終找到對應(yīng)的模塊代碼進(jìn)行返回。

          export const moduleRE = /^\/@modules\//// plugin for resolving /@modules/:id requests.app.use(async (ctx, next) => {    if (!moduleRE.test(ctx.path)) {      return next()    }    // path maybe contain encode chars    const id = decodeURIComponent(ctx.path.replace(moduleRE, ''))    ctx.type = 'js'    const serve = async (id: string, file: string, type: string) => {      moduleIdToFileMap.set(id, file)      moduleFileToIdMap.set(file, ctx.path)      debug(`(${type}) ${id} -> ${getDebugPath(root, file)}`)      await ctx.read(file)      return next()    }   }    // alias    const importerFilePath = importer ? resolver.requestToFile(importer) : root    const nodeModulePath = resolveNodeModuleFile(importerFilePath, id)    if (nodeModulePath) {      return serve(id, nodeModulePath, 'node_modules')    }})

          • .vue文件的處理

          當(dāng)Vite遇到一個(gè).vue后綴的文件時(shí)。由于.vue模板文件的特殊性,它被分割成template,css,腳本模塊三個(gè)模塊進(jìn)行分別處理。最后放入script,template,css發(fā)送多個(gè)請求獲取。


          如上圖App.vue獲取腳本,App.vue?type = template獲取模板,App.vue?type = style。這些代碼都被插入在app.vue中。



           if (descriptor.customBlocks) {    descriptor.customBlocks.forEach((c, i) => {      const attrsQuery = attrsToQuery(c.attrs, c.lang)      const blockTypeQuery = `&blockType=${qs.escape(c.type)}`      let customRequest =        publicPath + `?type=custom&index=${i}${blockTypeQuery}${attrsQuery}`      const customVar = `block${i}`      code += `\nimport ${customVar} from ${JSON.stringify(customRequest)}\n`      code += `if (typeof ${customVar} === 'function') ${customVar}(__script)\n`    })  }  if (descriptor.template) {    const templateRequest = publicPath + `?type=template`    code += `\nimport { render as __render } from ${JSON.stringify(      templateRequest    )}`    code += `\n__script.render = __render`  }  code += `\n__script.__hmrId = ${JSON.stringify(publicPath)}`  code += `\n__script.__file = ${JSON.stringify(filePath)}`  code += `\nexport default __script`


          靜態(tài)資源(statics&asset&JSON)的加載


          當(dāng)請求的路徑符合imageRE,mediaRE,fontsRE或JSON格式,會(huì)被認(rèn)為是一個(gè)靜態(tài)資源。靜態(tài)資源將處理成ES模塊模塊返回。

          // src/node/utils/pathUtils.tsconst imageRE = /\.(png|jpe?g|gif|svg|ico|webp)(\?.*)?$/const mediaRE = /\.(mp4|webm|ogg|mp3|wav|flac|aac)(\?.*)?$/const fontsRE = /\.(woff2?|eot|ttf|otf)(\?.*)?$/iexport const isStaticAsset = (file: string) => {  return imageRE.test(file) || mediaRE.test(file) || fontsRE.test(file)}
          // src/node/server/serverPluginAssets.tsapp.use(async (ctx, next) => { if (isStaticAsset(ctx.path) && isImportRequest(ctx)) { ctx.type = 'js' ctx.body = `export default ${JSON.stringify(ctx.path)}` return } return next()})
          export const jsonPlugin: ServerPlugin = ({ app }) => { app.use(async (ctx, next) => { await next() // handle .json imports // note ctx.body could be null if upstream set status to 304 if (ctx.path.endsWith('.json') && isImportRequest(ctx) && ctx.body) { ctx.type = 'js' ctx.body = dataToEsm(JSON.parse((await readBody(ctx.body))!), { namedExports: true, preferConst: true }) } })}


          熱更新(Hot Module Reload)原理


          Vite的熱加載原理,實(shí)際上就是在客戶端與服務(wù)端建立了一個(gè)websocket鏈接,當(dāng)代碼被修改時(shí),服務(wù)端發(fā)送消息通知客戶端去請求修改模塊的代碼,完成熱更新。


          服務(wù)端原理


          服務(wù)端做的就是監(jiān)聽代碼文件的更改,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)向客戶端發(fā)送websocket信息通知客戶端去請求新的模塊代碼。


          客戶端原理


          Vite的websocket相關(guān)代碼在處理html中時(shí)被編寫代碼中。

          export const clientPublicPath = `/vite/client`
          const devInjectionCode = `\n<script type="module">import "${clientPublicPath}"</script>\n`
          async function rewriteHtml(importer: string, html: string) { return injectScriptToHtml(html, devInjectionCode) }

          當(dāng)request.path路徑是/ vite / client時(shí),請求獲取對應(yīng)的客戶端代碼,因此在客戶端中我們創(chuàng)建了一個(gè)websocket服務(wù)并與服務(wù)端建立了連接。Vite會(huì)接受到來自客戶端的消息。通過不同的消息觸發(fā)一些事件。做到瀏覽器端的即時(shí)熱模塊更換(熱更新)。

          // Listen for messagessocket.addEventListener('message', async ({ data }) => {  const payload = JSON.parse(data) as HMRPayload | MultiUpdatePayload  if (payload.type === 'multi') {    payload.updates.forEach(handleMessage)  } else {    handleMessage(payload)  }})async function handleMessage(payload: HMRPayload) {  const { path, changeSrcPath, timestamp } = payload as UpdatePayload  console.log(path)  switch (payload.type) {    case 'connected':      console.log(`[vite] connected.`)      break    case 'vue-reload':      queueUpdate(        import(`${path}?t=${timestamp}`)          .catch((err) => warnFailedFetch(err, path))          .then((m) => () => {            __VUE_HMR_RUNTIME__.reload(path, m.default)            console.log(`[vite] ${path} reloaded.`)          })      )      break    case 'vue-rerender':      const templatePath = `${path}?type=template`      import(`${templatePath}&t=${timestamp}`).then((m) => {        __VUE_HMR_RUNTIME__.rerender(path, m.render)        console.log(`[vite] ${path} template updated.`)      })      break    case 'style-update':      // check if this is referenced in html via <link>      const el = document.querySelector(`link[href*='${path}']`)      if (el) {        el.setAttribute(          'href',          `${path}${path.includes('?') ? '&' : '?'}t=${timestamp}`        )        break      }      // imported CSS      const importQuery = path.includes('?') ? '&import' : '?import'      await import(`${path}${importQuery}&t=${timestamp}`)      console.log(`[vite] ${path} updated.`)      break    case 'style-remove':      removeStyle(payload.id)      break    case 'js-update':      queueUpdate(updateModule(path, changeSrcPath, timestamp))      break    case 'custom':      const cbs = customUpdateMap.get(payload.id)      if (cbs) {        cbs.forEach((cb) => cb(payload.customData))      }      break    case 'full-reload':      if (path.endsWith('.html')) {        // if html file is edited, only reload the page if the browser is        // currently on that page.        const pagePath = location.pathname        if (          pagePath === path ||          (pagePath.endsWith('/') && pagePath + 'index.html' === path)        ) {          location.reload()        }        return      } else {        location.reload()      }  }}

          Vite做的一些優(yōu)化


          Vite基于的ES模塊,在使用某些模塊時(shí)。由于模塊依賴了另一些模塊,依賴的模塊又基于另一些模塊。會(huì)出現(xiàn)頁面初始化時(shí)一次發(fā)送多個(gè)模塊請求的情況。此處以lodash-es實(shí)際上,一共發(fā)送了651個(gè)請求。一共花費(fèi)1.53s。



          Vite為了優(yōu)化這個(gè)情況,給了一個(gè)Optimize指令。我們可以直接使用vite Optimize使用它



          優(yōu)化原理性webpack的dll插件,提前將package.json中依賴項(xiàng)打包成一個(gè)esmodule模塊。這樣在頁面初始化時(shí)能減少大量請求。



          優(yōu)化后僅發(fā)送了14個(gè)請求



          順便提一嘴,有的人肯定會(huì)問:如果我的組件封裝很深,一個(gè)組件import了十個(gè)組件,十個(gè)組件又import了十個(gè)組件怎么處理。這是粗略的提一下我的想法:


          1. 首先可以看到請求lodash時(shí)651個(gè)請求只耗時(shí)1.53s。這個(gè)耗時(shí)是完全可以接受的。

          2. Vite是完全按需加載的,在頁面初始化時(shí)只會(huì)請求初始化頁面的一些組件。(使用一些如dynamic import的優(yōu)化)

          3. ES模塊是有一些優(yōu)化的,瀏覽器會(huì)給請求的模塊做一次緩存。當(dāng)請求路徑完全相同時(shí),瀏覽器會(huì)使用瀏覽器緩存的代碼。關(guān)于ES模塊的更多信息可以看https://segmentfault.com/a/1190000014318751

          4. Vite只是一個(gè)用于開發(fā)環(huán)境的工具,上線仍會(huì)打包成一個(gè)commonJs文件進(jìn)行調(diào)用。正基于上述這些原因,Vite啟動(dòng)的項(xiàng)目在剛進(jìn)入頁面時(shí)會(huì)發(fā)送大量請求。但是它耗費(fèi)的時(shí)候是完全可以接受的(會(huì)比webpack打包快)。而且由于緩存的原因,當(dāng)修改代碼時(shí),只會(huì)請求修改部分的代碼(發(fā)送請求會(huì)附上一個(gè)t = timestamp的參數(shù))。


          Vite vs Webpack


          我們以vite與vue-cli創(chuàng)建的模板項(xiàng)目為例。


          冷啟動(dòng)速度對比


          從左到右依次是:vue-cli3 + vue3的演示,vite 1.0.0-rc + vue 3的演示,vue-cli3 + vue2的演示。-cli3啟動(dòng)Vue2大概需要5s左右,vue-cli3啟動(dòng)Vue3需要4s左右,而vite只需要1s左右的時(shí)間。從理論上講Vite是ES模塊實(shí)現(xiàn)的。增加。而Webpack隨著代碼體積的增加啟動(dòng)時(shí)間是要明顯增加的。


          熱更新速度對比


          Vite熱更新速度很難用圖直接比較(在項(xiàng)目多個(gè)時(shí)熱更新速度都挺快的),只能從理論上講講,因?yàn)閂ite修改代碼后只是重新請求修改部分的代碼不受代碼體積的影響,而且使用了esbuild這種理論上快的webpack打包數(shù)十倍的工具。因此,在webpack這種時(shí)候修改都需要重新打包bundle的項(xiàng)目是能明顯提升熱更新速度的。


          React下的可行性


          已經(jīng)說了這么多,是不是很想在React中也嘗試Vite呢?由于社區(qū)的貢獻(xiàn),Vite已經(jīng)支持react開發(fā)了。你可以使用npm init vite-app --template react嘗試使用。



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