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90行代码实现模块打包器

卡颂
English

大家好,我卡颂。

今天来聊聊如何用90行代码实现一个现代JS模块打包器。

我们的打包器虽然迷你,但是实现了webpack的核心功能。

而且,我知道你看到大段代码头疼,所以这篇文章都是图。看完感兴趣的话,这里是完整代码的仓库地址,只有90行代码哦。

让我们愉快的开始吧。

生成依赖图

如果应用是个毛线团的话,那么入口文件就是线头。打包器要做的第一件事是:

顺着线头开始滤清整条线的走向

假设入口文件是entry.js

// entry.js

import a from './a.js';
import b from './b.js';

console.log(a, b);

他依赖了a.jsb.js

em... 有点太简陋了,让我们再扩展下a.jsb.js

// a.js
import c from './c.js';

// ...
// b.js
import d from './d.js';
import e from './e.js';

// ...

所以整个依赖关系是这样:

打包器会从入口文件开始,尝试建立模块(即js文件)间的依赖关系,也就是刚才我们讲的顺着线头开始滤清整条线的走向

模块间的依赖关系可以通过分析模块代码中的import 声明语句得知。

为了能分析import 声明语句,可以使用babel等编译工具将模块代码分解为AST(抽象语法树)。

遍历AST,类型为ImportDeclaration的节点就是import声明语句

最后,我们将AST重新转换为可执行的目标代码,可能还需要根据代码要执行的宿主环境(一般为浏览器)对代码做一些转换。

比如,浏览器不支持import './a.js'这样的ESM语法,那么我们需要将所有ESM语法转为CJS语法。

// 源代码
import './a.js';

// 转换后
require('./a.js');

所以,对于任一模块(js文件),会经历:

右边包含目标代码模块间依赖关系的数据结构被称为asset

每个asset可以通过模块间依赖关系找到依赖的模块,重复这一过程,生成新的asset,最终形成整个应用所有asset间的依赖关系:

应用完整的依赖关系被称为依赖图(dependency graph)。

打包代码

接下来,只需要遍历依赖图,将所有asset目标代码打包在一起就行。

所有代码会被打包在一个立即执行函数中:

(function(modules) {
  // 打包好的代码
})(modules)

modules中保存了所有asset及他们之间的依赖关系。

如果你对modules的细节感兴趣,可以去文末仓库里翻代码

刚才说过,asset目标代码CJS规范的,类似:

// entry.js

require('./a.js');
require('./b.js');

这意味着我们需要实现:

  • require方法(用于引入依赖的其他asset目标代码
  • module对象(用于保存当前asset目标代码执行后导出的数据)

同时,为了防止不同asset目标代码中的变量互相污染,每个目标代码需要独立的作用域。

我们将目标代码包裹在函数中:

// 我们操作的是字符串模版
`function (require, module, exports) {
  ${asset.code}
}`

所以,最终打包的结果为:

(function(modules) {
  function require() {// ...}
  
  require(入口asset的ID)
})(modules)

这段字符串被包裹在浏览器<script>标签内,会依次执行:

  1. require(入口asset的ID),执行入口asset目标代码
  2. 目标代码内部会调用require执行其他asset目标代码
  3. 一步步执行下去...

总结

打包器的工作原理分为两步:

  1. 从入口文件开始遍历,生成依赖图
  2. 根据依赖图,将代码打包进一个立即执行函数

这个打包器还很稚嫩,缺失很多必要的功能,比如:

  • 解决循环依赖
  • 缓存

但是瑕不掩瑜嘛~

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