webpack的基本原理

前言

本文是对知乎博主范文杰《[万字总结] 一文吃透 Webpack 核心原理》的沉淀化总结，原文写的可谓是鞭辟入里 精彩绝伦，推荐大家去看原文

在学习webpack之前，我们得先知道

1. 为什么要学习webpack，他到底解决了哪些问题
2. 其次我们得知道webpack大体包含了哪些内容，这样学起来才能做到心中有数

我们都知道，js本身就是一个不完善的脚本语言，并没有实现模块化，早年也只是在浏览中写写脚本操作DOM，但是随着时间的发展web应用变得越来越复杂，模块化开发变得刻不容缓，webpack其实就是充当了这个角色，只不过他所指代的模块更加宽泛，不仅仅指的js模块，甚至css图片字体都能当做模块来处理，最终打包出能在浏览器运行的js文件。 总的来说就是内容转换+资源合并，具体包含以下三个阶段

1. 初始化阶段

   1. 初始化参数: 从配置文件，配置对象，shell参数中读取，与默认配置结合得出最终的参数
   2. 创建编译器对象: 用上一步得到的参数创建compiler对象
   3. 初始化编译环境: 包括注入内置插件，注册各种模块工厂，加载配置插件等
   4. 开始编译: 执行compiler对象的run方法
   5. 确定入口: 根据配置中的entry找到所有入口文件，调用compilation.addEntry将入口文件转换为dependence对象

2. 构建阶段

   1. 编译模块(make) : 根据entry对应的dependence创建module对象，调用loader将模块转译为标准JS内容，调用JS解释器将内容转换为AST对象，从中找到该模块依赖的模块，通过递归本步骤直到所有入口依赖的文件都经过本步骤的处理
   2. 完成模块编译: 上一步递归处理所有能触达到的模块后，得到每个模块被翻译后的内容以及他们之间的依赖关系图

3. 生成阶段

   1. 输出资源(seal) : 根据入口和模块之间的依赖关系，组装成一个个包含多个模块的chunk，再把每个chunk转换成一个单独的文件加入到输出列表，这步是可以修改输出内容的最后机会
   2. 写入文件系统(emitAssets) : 在确定好输出内容后，根据配置确定输出的路径和文件名，将文件内容写入到文件系统

一些技术名称的介绍

• entry: 编译入口，webpack编译的起点
• compiler: 编译管理器，webpack启动后会创建compiler对象，该对象一直存活直到结束退出
• compilation: 单次编译过程中管理器，比如watch=true时，运行过程中只有一个compiler，但每次文件变更触发重新编译时，都会创建一个新的compilation对象
• dependence: 依赖对象，webpack基于该类型记录模块间依赖关系
• module: webpack内部所有资源都会以module对象形式存在，所有关于资源的操作，转译，合并都是以module为基本单位进行的
• chunk: 编译完成准备输出时，webpack会将module按照特定的规则组织成一个个的chunk，这些chunk某种程度上和最终输出一一对应
• loader: 资源内容转换器，其实就是实现将内容A转换成内容B
• plugin: webpack构建过程中，会在特定的实际广播对应的时间，插件监听这些时间，在特定的时间点接入编译过程

核心流程

初始化阶段

大概流程如下

1. 将process.args + webpack.config.js合并成用户配置

2. 调用validateSchema校验配置

3. 调用getNormalizeWebpackOptions + applyWebpackOptionsBaseDefaults合并出最终配置

4. 创建compiler对象

5. 遍历用户定义的plugins集合，执行插件的apply方法

6. 调用new webpackOptionsApply.process方法，加载各种内置插件，这些插件不需要我们手动配置而是会根据配置内容动态注入，比如

   1. 注入EntryOptionPlugin插件，处理entry配置
   2. 根据devtool值判断后续用哪个插件处理sourcemap
   3. 注入RuntimePlugin，用于根据代码内容动态注入webpack运行时
   4. ...

构建阶段

构建阶段从入口文件开始

1. 调用handleModuleCreate，根据文件类型创建module子类

2. 调用loader转译module内容，通常是从各种资源类型转译为js文本

3. 调用acorn将js文本解析成AST

4. 遍历AST，触发各种钩子

   1. 在HarmonyExportDependencyParsePlugin插件监听exportImportSpecifier钩子，解读js文本对应的资源依赖
   2. 调用module对象的addDenpendency将依赖对象加入到module依赖列表中

5. AST遍历完成后，调用module.handleParseResult处理模块依赖，对于新增的依赖，则调用handleModuleCreate递归处理

6. 所有依赖解析完毕 则构建结束

在整个数据流中module => ast => dependences => modules，先转AST再从AST中寻找依赖，举个例子，入口文件为index.js 最终生成结果为

生成阶段

经历过构建阶段，webpack已经掌握了所有module信息以及他们之间的依赖关系，此时通过调用compilation.seal方法将module转换成chunk 大体流程如下

1. 构建本次编译的ChunkGraph对象
2. 遍历compilation.modules集合，将module按照entry/动态引入的规则分配给不同的chunk对象
3. 得到完成chunk集合后，调用createXxxAssets方法将信息记录到compilation.assets对象中
4. 触发seal回调，控制流回到compiler对象，通过调用compiler.emitAssets将assets集合写入文件系统

这里有个关键点就是我们都知道module可以有很多个，但是最终打包出来的chunk文件是很少的，其中的封装规则是咋样的？其实默认规则很简单

• entry和entry触达的模块，组合成一个chunk
• 动态引入的模块，各自组合成一个chunk

这里可以查看一个例子，index-a.js和index-b.js都是入口文件 最终生成的chunk结构如下 而且细心的观众可以可以发现c.js被打包进了两个chunk中，造成了重复，其实这种情况webpack也考虑到了，可以通过CommonChunkPlugin，SplitChunkPlugin插件来进行优化 那SplitChunkPlugin是如何优化chunk的呢，其实我们在创建完chunk对象后会触发各种优化钩子，SplitChunkPlugin利用钩子获取到chunk对象进行分析并增加一些通用的chunk，例如分析出多个chunk中都存在c模块从而将c模块独立成一个chunk。这其中也体现了webpack架构其实非常具有扩展性。

资源流转形态

为了更加完整了解入口文件最终是如何变成打包文件的，可以查看这张图

• compilation.make阶段

  • entry文件以dependence对象形式加入compilation的依赖列表，dependence对象记录有entry的类型，路径等信息
  • 根据dependence调用对应的工厂函数创建module对象，之后读入module对应的文件内容，调用loader进行内容转化，转换结果如果有其他依赖则继续读入依赖资源，重复此过程直到所有依赖都转换成module

• compilation.seal阶段

  • 遍历module集合，根据entry配置和引入资源的方式，将module分配到不同的chunk
  • 遍历chunk集合，调用compilation.emitAssets方法标记chunk的输出规则，也就是转换成assets集合

• compiler.emitAssets阶段

  • 将assets写入文件系统

loader

loader其实就是实现将资源处理成标准的js语法，比如图片处理成 export defult "http://xxx.png"，也比如将ts处理成js，后续webpack才能基于转义出来的js解析成AST并进行解析依赖等操作。 由于内容比较独立，这里也不做展开。

插件

webpack的插件架构有点类似订阅发布模型，但是又有不同之处，区别在于一般来说订阅发布仅仅是订阅了某种消息后得到通知，但是webpack触发的回调钩子中会携带上下文，用户可以通过修改上下文的数据结构或者调用其接口来产生side effect，从而达到影响编译状态和后续流程。 举个例子，正如前面所提到了的SplitChunkPlugin通过监听compilation.hooks.optimizeChunks钩子实现chunk的拆分 由于内容比较独立，这里也不做展开。