【Webpack4打包机制原理解析】

webpack是一个打包模块化 JavaScript 的工具，在 webpack里一切文件皆模块，通过 Loader 转换文件，通过 Plugin 注入钩子，最后输出由多个模块组合成的文件。webpack专注于构建模块化项目。

# 简单版打包模型步骤

我们先从简单的入手看，当 webpack 的配置只有一个出口时，不考虑分包的情况，其实我们只得到了一个bundle.js的文件，这个文件里包含了我们所有用到的js模块，可以直接被加载执行。那么，我可以分析一下它的打包思路，大概有以下4步：

• 利用babel完成代码转换及解析,并生成单个文件的依赖模块Map
• 从入口开始递归分析，并生成整个项目的依赖图谱
• 将各个引用模块打包为一个立即执行函数
• 将最终的bundle文件写入bundle.js中

# 单个文件的依赖模块Map

• 我们会可以使用这几个包：
  • @babel/parser：负责将代码解析为抽象语法树
  • @babel/traverse：遍历抽象语法树的工具，我们可以在语法树中解析特定的节点，然后做一些操作，如ImportDeclaration获取通过import引入的模块,FunctionDeclaration获取函数
  • @babel/core：代码转换，如ES6的代码转为ES5的模式

由这几个模块的作用，其实已经可以推断出应该怎样获取单个文件的依赖模块了，转为Ast->遍历Ast->调用ImportDeclaration。代码如下

// exportDependencies.js
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const parser = require('@babel/parser')
const traverse = require('@babel/traverse').default
const babel = require('@babel/core')const exportDependencies = (filename)=>{const content = fs.readFileSync(filename,'utf-8')// 转为Astconst ast = parser.parse(content, {sourceType : 'module'//babel官方规定必须加这个参数，不然无法识别ES Module})const dependencies = {}//遍历AST抽象语法树traverse(ast, {//调用ImportDeclaration获取通过import引入的模块ImportDeclaration({node}){const dirname = path.dirname(filename)const newFile = './' + path.join(dirname, node.source.value)//保存所依赖的模块dependencies[node.source.value] = newFile}})//通过@babel/core和@babel/preset-env进行代码的转换const {code} = babel.transformFromAst(ast, null, {presets: ["@babel/preset-env"]})return{filename,//该文件名dependencies,//该文件所依赖的模块集合(键值对存储)code//转换后的代码}
}
module.exports = exportDependencies
 

可以跑一个例子:

//info.js
const a = 1
export a
// index.js
import info from'./info.js'
console.log(info)
//testExport.js
const exportDependencies = require('./exportDependencies')
console.log(exportDependencies('./src/index.js'))
 

单个文件的依赖模块Map

有了获取单个文件依赖的基础，我们就可以在这基础上，进一步得出整个项目的模块依赖图谱了。首先，从入口开始计算，得到entryMap，然后遍历entryMap.dependencies,取出其value(即依赖的模块的路径)，然后再获取这个依赖模块的依赖图谱，以此类推递归下去即可，代码如下：

const exportDependencies = require('./exportDependencies')
//entry为入口文件路径
const exportGraph = (entry)=>{const entryModule = exportDependencies(entry)const graphArray = [entryModule]for(let i = 0; i < graphArray.length; i++){const item = graphArray[i];//拿到文件所依赖的模块集合,dependencies的值参考exportDependenciesconst { dependencies } = item;for(let j in dependencies){graphArray.push(exportDependencies(dependencies[j]))//关键代码，目的是将入口模块及其所有相关的模块放入数组}}//接下来生成图谱const graph = {}graphArray.forEach(item => {graph[item.filename] = {dependencies: item.dependencies,code: item.code}})//可以看出，graph其实是 文件路径名：文件内容 的集合return graph
}
module.exports = exportGraph
 

# 输出立即执行函数

首先，我们的代码被加载到页面中的时候，是需要立即执行的。所以输出的bundle.js实质上要是一个立即执行函数。我们主要注意以下几点：

• 我们写模块的时候，用的是 import/export.经转换后,变成了require/exports
• 我们要让require/exports能正常运行，那么我们得定义这两个东西，并加到bundle.js里
• 在依赖图谱里，代码都成了字符串。要执行，可以使用eval

因此，我们要做这些工作：

• 定义一个require函数，require函数的本质是执行一个模块的代码，然后将相应变量挂载到exports对象上
• 获取整个项目的依赖图谱，从入口开始，调用require方法。完整代码如下：

const exportGraph = require('./exportGraph')
// 写入文件，可以用fs.writeFileSync等方法，写入到output.path中
const exportBundle = require('./exportBundle')
const exportCode = (entry)=>{//要先把对象转换为字符串，不然在下面的模板字符串中会默认调取对象的toString方法，参数变成[Object object]const graph = JSON.stringify(exportGraph(entry))exportBundle(`(function(graph) {//require函数的本质是执行一个模块的代码，然后将相应变量挂载到exports对象上function require(module) {//localRequire的本质是拿到依赖包的exports变量function localRequire(relativePath) {return require(graph[module].dependencies[relativePath]);}var exports = {};(function(require, exports, code) {eval(code);})(localRequire, exports, graph[module].code);return exports;//函数返回指向局部变量，形成闭包，exports变量在函数执行后不会被摧毁}require('${entry}')})(${graph})`)
}
module.exports = exportCode
        

至此，简单打包完成。贴一下我跑的demo的结果。bundle.js的文件内容为：

 (function(graph) {//require函数的本质是执行一个模块的代码，然后将相应变量挂载到exports对象上function require(module) {//localRequire的本质是拿到依赖包的exports变量function localRequire(relativePath) {returnrequire(graph[module].dependencies[relativePath]);}var exports = {};(function(require, exports, code) {eval(code);})(localRequire, exports, graph[module].code);return exports;//函数返回指向局部变量，形成闭包，exports变量在函数执行后不会被摧毁}require('./src/index.js')
})({"./src/index.js":{"dependencies":{"./info.js":"./src/info.js"},"code":"\"use strict\";\n\nvar _info = _interopRequireDefault(require(\"./info.js\"));\n\nfunction _interopRequireDefault(obj) { return obj && obj.__esModule ? obj : { \"default\": obj }; }\n\nconsole.log(_info[\"default\"]);"},"./src/info.js":{"dependencies":{"./name.js":"./src/name.js"},"code":"\"use strict\";\n\nObject.defineProperty(exports, \"__esModule\", {\n  value: true\n});\nexports[\"default\"] = void 0;\n\nvar _name = require(\"./name.js\");\n\nvar info = \"\".concat(_name.name, \" is beautiful\");\nvar _default = info;\nexports[\"default\"] = _default;"},"./src/name.js":{"dependencies":{},"code":"\"use strict\";\n\nObject.defineProperty(exports, \"__esModule\", {\n  value: true\n});\nexports.name = void 0;\nvar name = 'winty';\nexports.name = name;"}})
    

# webpack打包流程概括

webpack的运行流程是一个串行的过程，从启动到结束会依次执行以下流程：

• 初始化参数
• 开始编译 用上一步得到的参数初始Compiler对象，加载所有配置的插件，通 过执行对象的run方法开始执行编译
• 确定入口 根据配置中的 Entry 找出所有入口文件
• 编译模块 从入口文件出发，调用所有配置的 Loader 对模块进行编译，再找出该模块依赖的模块，再递归本步骤直到所有入口依赖的文件都经过了本步骤的处理
• 完成模块编译 在经过第4步使用 Loader 翻译完所有模块后， 得到了每个模块被编译后的最终内容及它们之间的依赖关系
• 输出资源 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,再将每个 Chunk 转换成一个单独的文件加入输出列表中，这是可以修改输出内容的最后机会
• 输出完成 在确定好输出内容后，根据配置确定输出的路径和文件名，将文件的内容写入文件系统中。

在以上过程中， Webpack 会在特定的时间点广播特定的事件，插件在监听到感兴趣的事件后会执行特定的逻辑，井且插件可以调用 Webpack 提供的 API 改变 Webpack 的运行结果。其实以上7个步骤，可以简单归纳为初始化、编译、输出，三个过程，而这个过程其实就是前面说的基本模型的扩展。