前言

esbuild 是新一代的 JavaScript 打包工具。

他的作者是 Figma 的 CTO - Evan Wallace。

esbuild以速度快而著稱，耗時只有 webpack 的 2% ～3%。

esbuild 項目主要目標是: 開辟一個構建工具性能的新時代，創(chuàng)建一個易用的現(xiàn)代打包器。

它的主要功能：

• Extreme speed without needing a cache
• ES6 and CommonJS modules
• Tree shaking of ES6 modules
• An API for JavaScript and Go
• TypeScript and JSX syntax
• Source maps
• Minification
• Plugins

現(xiàn)在很多工具都內置了它，比如我們熟知的:

• vite,
• snowpack

借助 esbuild 優(yōu)異的性能， vite 更是如虎添翼， 快到飛起。

今天我們就來探索一下: 為什么 esbuild 這么快?

下文的主要內容：

• 幾組性能數(shù)據(jù)對比
• 為什么 esbuild 這么快
• esbuild upcoming roadmap
• esbuild 在 vite 中的運用
• 為什么生產(chǎn)環(huán)境仍需打包?
• 為何vite不用 esbuild 打包？
• 總結

正文

先看一組對比：

使用 10 份 threeJS 的生產(chǎn)包，對比不同打包工具在默認配置下的打包速度。

webpack5 墊底， 耗時 55.25秒。

esbuild 僅耗時 0.37 秒。

差異巨大。

還有更多對比：

webpack5 表示很受傷: 我還比不過 webpack 4 ?

...

為什么 esbuild 這么快 ？

有以下幾個原因。

(為了保證內容的準確性， 以下內容翻譯自 esbuild 官網(wǎng)。)

1. 它是用 Go 語言編寫的，并可以編譯為本地代碼。

大多數(shù)打包器都是用 JavaScript 編寫的，但是對于 JIT 編譯的語言來說，命令行應用程序擁有最差的性能表現(xiàn)。

每次運行打包器時，JavaScript VM 都會在沒有任何優(yōu)化提示的情況下看到打包程序的代碼。

在 esbuild 忙于解析 JavaScript 時，node 忙于解析打包程序的JavaScript。

到節(jié)點完成解析打包程序代碼的時間時，esbuild可能已經(jīng)退出，您的打包程序甚至還沒有開始打包。

另外，Go 是為并行性而設計的，而 JavaScript 不是。

Go在線程之間共享內存，而JavaScript必須在線程之間序列化數(shù)據(jù)。

Go 和 JavaScript都有并行的垃圾收集器，但是Go的堆在所有線程之間共享，而對于JavaScript, 每個JavaScript線程中都有一個單獨的堆。

根據(jù)測試，這似乎將 JavaScript worker 線程的并行能力減少了一半，大概是因為一半CPU核心正忙于為另一半收集垃圾。

2. 大量使用了并行操作。

esbuild 中的算法經(jīng)過精心設計，可以充分利用CPU資源。

大致分為三個階段：

1. 解析
2. 鏈接
3. 代碼生成

解析和代碼生成是大部分工作，并且可以完全并行化（鏈接在大多數(shù)情況下是固有的串行任務）。

由于所有線程共享內存，因此當捆綁導入同一JavaScript庫的不同入口點時，可以輕松地共享工作。

大多數(shù)現(xiàn)代計算機具有多內核，因此并行性是一個巨大的勝利。

3. 代碼都是自己寫的， 沒有使用第三方依賴。

自己編寫所有內容, 而不是使用第三方庫，可以帶來很多性能優(yōu)勢。

可以從一開始就牢記性能，可以確保所有內容都使用一致的數(shù)據(jù)結構來避免昂貴的轉換，并且可以在必要時進行廣泛的體系結構更改。缺點當然是多了很多工作。

例如，許多捆綁程序都使用官方的TypeScript編譯器作為解析器。

但是，它是為實現(xiàn)TypeScript編譯器團隊的目標而構建的，它們沒有將性能作為頭等大事。

4. 內存的高效利用。

理想情況下， 根據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的長度， 編譯器的復雜度為O(n).

如果要處理大量數(shù)據(jù)，內存訪問速度可能會嚴重影響性能。

對數(shù)據(jù)進行的遍歷次數(shù)越少（將數(shù)據(jù)轉換成數(shù)據(jù)所需的不同表示形式也就越少），編譯器就會越快。

例如，esbuild 僅觸及整個JavaScript AST 3次：

1. 進行詞法分析，解析，作用域設置和聲明符號的過程
2. 綁定符號，最小化語法。比如：將 JSX / TS轉換為 JS, ES Next 轉換為 es5。
3. 最小標識符，最小空格，生成代碼。

當 AST 數(shù)據(jù)在CPU緩存中仍然處于活躍狀態(tài)時，會最大化AST數(shù)據(jù)的重用。

其他打包器在單獨的過程中執(zhí)行這些步驟，而不是將它們交織在一起。

它們也可以在數(shù)據(jù)表示之間進行轉換，將多個庫組織在一起(例如:字符串→TS→JS→字符串，然后字符串→JS→舊的JS→字符串，然后字符串→JS→minified JS→字符串)。

這樣會占用更多內存，并且會減慢速度。

Go的另一個好處是它可以將內容緊湊地存儲在內存中，從而使它可以使用更少的內存并在CPU緩存中容納更多內容。

所有對象字段的類型和字段都緊密地包裝在一起，例如幾個布爾標志每個僅占用一個字節(jié)。

Go 還具有值語義，可以將一個對象直接嵌入到另一個對象中，因此它是'免費的'，無需另外分配。

JavaScript不具有這些功能，還具有其他缺點，例如 JIT 開銷（例如隱藏的類插槽）和低效的表示形式（例如，非整數(shù)與指針堆分配）。

以上的每一條因素， 都能在一定程度上提高編譯速度。

當它們共同工作時，效果比當今通常使用的其他打包器快幾個數(shù)量級。

以上內容比較繁瑣，對此，也有一些網(wǎng)友做了簡要的總結:

• 它是用 Go 語言編寫的，該語言可以編譯為本地代碼。而且 Go 的執(zhí)行速度很快。一般來說，JS 的操作是毫秒級，而 Go 則是納秒級。
• 解析，生成最終打包文件和生成 source maps 的操作全部完全并行化
• 無需昂貴的數(shù)據(jù)轉換，只需很少的幾步即可完成所有操作
• 該庫以提高編譯速度為編寫代碼時的第一原則，并盡量避免不必要的內存分配。

僅作參考。

Upcoming roadmap

以下這幾個 feature 已經(jīng)在進行中了, 而且是第一優(yōu)先級：

1. Code splitting (#16, docs)
2. CSS content type (#20, docs)
3. Plugin API (#111)

下面這幾個 fearure 比較有潛力, 但是還不確定：

1. HTML content type (#31)
2. Lowering to ES5 (#297)
3. Bundling top-level await (#253)

感興趣的可以保持關注。

esbuild 在 vite 中的運用

vite 中大量使用了 esbuild, 這里簡單分享兩點。

1. optimizer

import { build, BuildOptions as EsbuildBuildOptions } from 'esbuild'

// ...
const result = await build({
    entryPoints: Object.keys(flatIdDeps),
    bundle: true,
    format: 'esm',
    external: config.optimizeDeps?.exclude,
    logLevel: 'error',
    splitting: true,
    sourcemap: true,
    outdir: cacheDir,
    treeShaking: 'ignore-annotations',
    metafile: true,
    define,
    plugins: [
      ...plugins,
      esbuildDepPlugin(flatIdDeps, flatIdToExports, config)
    ],
    ...esbuildOptions
  })

  const meta = result.metafile!

  // the paths in `meta.outputs` are relative to `process.cwd()`
  const cacheDirOutputPath = path.relative(process.cwd(), cacheDir)

  for (const id in deps) {
    const entry = deps[id]
    data.optimized[id] = {
      file: normalizePath(path.resolve(cacheDir, flattenId(id) + '.js')),
      src: entry,
      needsInterop: needsInterop(
        id,
        idToExports[id],
        meta.outputs,
        cacheDirOutputPath
      )
    }
  }

  writeFile(dataPath, JSON.stringify(data, null, 2))

2. 處理 .ts 文件

為什么生產(chǎn)環(huán)境仍需打包?

盡管原生 ESM 現(xiàn)在得到了廣泛支持，但由于嵌套導入會導致額外的網(wǎng)絡往返，在生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)布未打包的 ESM 仍然效率低下（即使使用 HTTP/2）。

為了在生產(chǎn)環(huán)境中獲得最佳的加載性能，最好還是將代碼進行 tree-shaking、懶加載和 chunk 分割（以獲得更好的緩存）。

要確保開發(fā)服務器和產(chǎn)品構建之間的最佳輸出和行為達到一致，并不容易。

為解決這個問題，Vite 附帶了一套 構建優(yōu)化 的 構建命令，開箱即用。

為何 vite 不用 esbuild 打包？

雖然 esbuild 快得驚人，并且已經(jīng)是一個在構建庫方面比較出色的工具，但一些針對構建應用的重要功能仍然還在持續(xù)開發(fā)中 —— 特別是代碼分割和 CSS處理方面。

就目前來說，Rollup 在應用打包方面, 更加成熟和靈活。

盡管如此，當未來這些功能穩(wěn)定后，也不排除使用 esbuild 作為生產(chǎn)構建器的可能。

總結

esbuild 為構建提效帶來了曙光， 而且 esm 的數(shù)量也在快速增加：

希望 esm 生態(tài)盡快完善起來, 造福前端。

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今天的內容就這么多， 希望對大家有所啟發(fā)。

才疏學淺，文章若有錯誤， 歡迎指正， 謝謝。