從源碼出發(fā)探索理解 webpack 核心特性

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webpack作為模塊打包工具，在前端界可以說是惡棍天使一般的存在，前端人對它大多數(shù)對它都是咬牙切齒的，以至于后面出現(xiàn)vite，以及剛剛出爐號稱比webpack快700倍的Turbopack，日薄西山的webpacK儼然已經(jīng)成為過氣網(wǎng)紅，但是在目前來說，很多公司老項(xiàng)目都還是用webpack體系進(jìn)行打包，面試的時候，往往也是會提一嘴，你做過什么優(yōu)化，webpack的一些原理和知識點(diǎn)好像還是必備， 早在兩年前我就寫過一篇文章《前端開發(fā)中常用的webpack優(yōu)化和相關(guān)原理》，那會還是webpack4，后來2020年10月10號左右，webpack5橫空出世，截止到今天2022年10月，webpack已經(jīng)更新到V5.75，再次重新去“順藤摸瓜”式的去粗讀源碼，溫故知新，當(dāng)然大家也可以帶著下面的問題思考：

• 1、webpack的構(gòu)建流程是怎么樣的？
• 2、webpack-cli對于文件打包是必須的嗎？
• 3、webpack中l(wèi)oader先執(zhí)行還是plugin先執(zhí)行？
• 4、webpack中 loader 的鏈?zhǔn)秸{(diào)用與執(zhí)行順序是怎么樣的？
• 5、 module.rules的loader的加載和傳遞流程是怎么樣的呢？
• 5、 webpack優(yōu)化新的思考

一、webpack的核心工作過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)怎么樣的？

1.1 梳理前置知識

從webpack4（2018年2月）開始它的CLI部分單獨(dú)抽離在?webpack-cli?模塊中，接下來我們就帶著源碼一點(diǎn)點(diǎn)來探索，webpack的核心工作流程。
注：本文下載的

webpack源碼版本為"version": "5.75.0"
webpack-cli源碼版本為"version": "4.10.0"

通過 上篇文章《前端工程化基建探索（3）定制腳手架模板——前端新建項(xiàng)目的“反卷利器”》我們對cli腳手架有個基礎(chǔ)知識儲備，現(xiàn)在閱讀起源碼來，也稍微更有方向感，我們從github下載webpack源碼到本地，直奔主題。

1.2 啟動webpack都做了什么

查看webpack啟動文件，我們可以看到它首先做了一些判斷是否安裝了webpack-cli，如果不安裝webpack-cli，程序運(yùn)行就結(jié)束。這里我們重點(diǎn)關(guān)注?runCli?函數(shù)，調(diào)用它會執(zhí)行?webpack-cli?中bin目錄下的cli.js?文件，后面的工作就交給webpack-cli?處理了。

接下來我們關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到webpack-cli?源碼，webpack-cli的啟動文件，打開webpack-cli/bin/cli.js

    #!/usr/bin/env?node

"use?strict";

const?importLocal?=?require("import-local");
const?runCLI?=?require("../lib/bootstrap");

if?(!process.env.WEBPACK_CLI_SKIP_IMPORT_LOCAL)?{
??//?Prefer?the?local?installation?of?`webpack-cli`
??if?(importLocal(__filename))?{
????return;
??}
}

process.title?=?"webpack";

runCLI(process.argv);


  

最終它去執(zhí)行await cli.run(args)，用來處理命令行參數(shù)

image.png

然后我們?nèi)タ纯?require("./webpack-cli")?里面的?run()?函數(shù)，這個run函數(shù)，足足有700多行代碼（看完燒腦），總的來說是處理命令行，并通過調(diào)用webpack的核心函數(shù)，構(gòu)建compiler 對象，最后再執(zhí)行整個構(gòu)建流程。

image.png

結(jié)論：webpack-cli對于文件打包不是必需的，因?yàn)樗皇翘幚砻钚袇?shù)，我們也可以自行設(shè)計(jì)cli來處理參數(shù)，比如我們常見的 Vue/React框架也是沒有使用webpack-cli

啟動流程總結(jié)

webpack啟動流程.png

內(nèi)部的運(yùn)行機(jī)制

(圖片來源：點(diǎn)擊圖片即可直達(dá))

1.3 整理一下Webpack 核心工作過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

一、初始化參數(shù)

(1)從配置文件解析配置項(xiàng)，開始載入?Webpack?核心模塊，傳入配置選項(xiàng)，這部分工作由?webpack-cli?處理

二、 開始編譯

(1)?run():編譯的入口方法
(2)?run觸發(fā)compile，接下來就是開始構(gòu)建options中模塊
(3) 構(gòu)建compilation對象。該對象負(fù)責(zé)組織整個編譯過程，包含了每個構(gòu)建環(huán)節(jié)所對應(yīng)的方法對象內(nèi)部保留了對compile對象的引用，并且存放所有modules， chunks，生成的assets以及最后用來生成最后JS的template。(4) compile中觸發(fā)make事件并調(diào)用addEntry
(5) 找到入口js文件，進(jìn)行下一步的模塊綁定

三、 構(gòu)建模塊

(1) 解析入口js文件，通過對應(yīng)的工廠方法創(chuàng)建模塊，保存到compilation對象上(通過單例模式保證同樣的模塊只有一個實(shí)例)
(2) 對module進(jìn)行build了。包括調(diào)用loader處理源文件，使用?acorn生成AST并且遍歷AST,遇到requirt等依賴時，創(chuàng)建依賴?Dependency加入依賴數(shù)組。
(3)?module已經(jīng)build完畢，此時開始處理依賴的module?異步的對依賴的module進(jìn)行build，如果依賴中仍有依賴，則循環(huán)處理其依賴

四、 完成模塊編譯

(1) 調(diào)用seal方法封裝，逐次對每個module和?chunk進(jìn)行整理，生成編譯后的源碼，合并，拆分。每一個chunk對應(yīng)一個入口文件。
(2) 開始處理最后生成的js

五、 輸出資源

根據(jù)入口和模塊之間的依賴關(guān)系，組裝成一個個包含多個模塊的?Chunk，再把每個?Chunk?轉(zhuǎn)換成一個單獨(dú)的文件加入到輸出列表

(1)所有的module，chunk仍然保存的是通過一個個require()聚合起來的代碼，需要通過Template產(chǎn)生最后帶有_webpack_require()的格式
(2)MainTemplate:處理入口文件的module,?ChunkTemplate:處理非首屏，需異步加載的module
(3)注意這里開始輸出生產(chǎn)的?assets，插件有機(jī)會最后修改assets

六、 輸出完成

在確定好輸出內(nèi)容后，根據(jù)配置確定輸出的路徑和文件名，把文件內(nèi)容寫入到文件系統(tǒng)。(1)不同的dependencyTemplates，如CommonJs,AMD... (2)生成好的js保存在compilation.assets中 (3)通過emitAssets將最終的js輸出到output的path中

二、解析通過源碼webpack的中的一些疑問

2.1 webpack中l(wèi)oader先執(zhí)行還是plugin先執(zhí)行？

其實(shí)這個是一個偽命題，，單從字面上是不能判斷執(zhí)行順序的，大家都知道plugin?負(fù)責(zé)webpack除了模塊化打包外其他多樣性的構(gòu)建任務(wù)處理。，我們從源碼上可以看到，當(dāng)創(chuàng)建了?Compiler?對象過后，Webpack?就開始注冊我們配置中的每一個插件，這樣webpack在往后的生命周期里，都可以觸發(fā)對應(yīng)的plugin?插件鉤子。

loader用于處理不同的文件類型，在編譯靜態(tài)資源個環(huán)節(jié)。我們繼續(xù)查閱源碼，創(chuàng)建完Compilation?對象過后，觸發(fā)了一個叫作?make?的鉤子，make的工作就是根據(jù)entry配置找到入口模塊，開始依次遞歸出所有依賴，形成依賴關(guān)系樹，buildModule?方法進(jìn)行模塊構(gòu)建，這里執(zhí)行具體的?Loader，處理特殊資源加載。

image.png

2.2 webpack中 loader 的鏈?zhǔn)秸{(diào)用與執(zhí)行順序是怎么樣的？

在webpack官網(wǎng)上有一句話：

“ loader 總是從右到左被調(diào)用。有些情況下，loader 只關(guān)心 request 后面的?元數(shù)據(jù)(metadata)，并且忽略前一個 loader 的結(jié)果。在實(shí)際（從右到左）執(zhí)行 loader 之前，會先?從左到右?調(diào)用 loader 上的?pitch?方法”
對于以下?use?配置：

    module.exports?=?{
??//...
??module:?{
????rules:?[
??????{
????????//...
????????use:?['a-loader',?'b-loader',?'c-loader'],
??????},
????],
??},
};

  

將會發(fā)生這些步驟：

    |-?a-loader?`pitch`
??|-?b-loader?`pitch`
????|-?c-loader?`pitch`
??????|-?requested?module?is?picked?up?as?a?dependency
????|-?c-loader?normal?execution
??|-?b-loader?normal?execution
|-?a-loader?normal?execution

  

module.rules的loader的加載和傳遞流程是怎么樣的呢？這里我們可以查閱源碼lib/rules/RuleSetCompiler.js

這里列舉了一兩個通過源碼查閱，來理解技術(shù)的方式，如果你有更多的疑問也可以一一通過源碼去查閱理解。

三、簡談項(xiàng)目中webpack優(yōu)化

webpack優(yōu)化，一提到這個問題，大家用心玩過webpack的人都能道個一二三，但是怎么樣系統(tǒng)的思考優(yōu)化，或許很少人會去總結(jié)。

3.1 怎么去量化優(yōu)化指標(biāo)？

一切以結(jié)果為導(dǎo)向，優(yōu)化到底優(yōu)化了什么，怎么樣量化（可視化、數(shù)據(jù)化），這個作為職場人重要的職業(yè)技能，優(yōu)化，通常來說我們可以從時間和空間兩個維度去考量：

（1）時間：比如編譯和打包過程中的耗時情況，你從3分鐘提速到1分鐘，這是一個很好的時間參數(shù)優(yōu)化，所以我們可以選擇一些基于時間的分析工具或插件，來幫我們統(tǒng)耗時情況，當(dāng)然你也可以自己卷一個工具，NPM上成熟的工具已經(jīng)有很多例如：?speed-measure-webpack-plugin

(2) 空間：這里通常指的就是輸出的代碼體積，你從10M壓縮到1M，這是一個很巨大體積優(yōu)化，我們可以通過產(chǎn)物內(nèi)容分析工具webpack-bundle-analyzer

image.png

可以直觀分析打包出的文件包含哪些，大小占比如何，壓縮后的大小。找到那些冗余的、可以被優(yōu)化的依賴項(xiàng)。

3.2 定位優(yōu)化方向

一、編譯提效

我們可以從開發(fā)場景，體驗(yàn)了Vite的絲滑后，webpack開發(fā)編譯等待是個難受的，多的時候得3-5分鐘，才能看到編譯成功，要提升這一階段的構(gòu)建效率，大致可以分為三個方向

1. 減少執(zhí)行編譯的模塊。
2. 提升單個模塊構(gòu)建的速度。
3. 并行構(gòu)建以提升總體效率。

二、打包提效

通常我們發(fā)布項(xiàng)目的時候打包也是也超級長的等待時間，我們可以回憶上面webpack的構(gòu)建流程中的環(huán)節(jié)，大概可以分為兩個方向：

1. 以提升當(dāng)前任務(wù)工作效率為目標(biāo)，壓縮代碼，壓縮JS、css、圖片等靜態(tài)資源
2. 以提升后續(xù)環(huán)節(jié)工作效率為目標(biāo)，比如分模塊打包（Split Chunks），搖樹（Tree Shaking）

以上都有很成熟的插件和文章去執(zhí)行webpack的優(yōu)化了，這里就不再細(xì)做班門弄斧了。

總結(jié)

本文主要是簡單從幾個小角度探索源碼出發(fā)理解webpack核心特性，和簡談項(xiàng)目中webpack優(yōu)化，如果你對webpack一些特性有想了解的，也可以通過帶著問題和目標(biāo)，去“順藤摸瓜”式的去粗讀源碼，了解更多相關(guān)知識點(diǎn)，百尺竿頭更進(jìn)一步！