腾讯面试官：兄弟，你说你会Webpack，那说说他的原理？-技术圈

作者：Sunshine_Lin

简介：「前端之神」的号主江湖人称林三心，现已有100+篇原创文章，全网粉丝高达1w+，面试过超过100+个前端程序员，全网获赞2w+，全网阅读量播放量超过60w，更是B站「面试进阶成为大佬」系列视频的Up主。喜欢分享Vue，React，Typescript等高级前端知识。

来源：SegmentFault 思否社区

前言

大家好，我是林三心，标题腾讯面试官：同学，你说你会Webpack，那说说他的原理？，是本菜鸟在面试腾讯时，面试官说的问的原话，一字不差，哈哈。本菜鸟当时肯定是回答不上来，最后也挂了。今天就简单实现一下webpack的打包原理，并分享给大家吧。由于webpack原理是非常复杂的，所以今天咱们只是简单实现哦。

原图理解

首先肯定是要先解析入口文件entry，将其转为AST(抽象语法树)，使用@babel/parser
然后使用@babel/traverse去找出入口文件所有依赖模块
然后使用@babel/core+@babel/preset-env将入口文件的AST转为Code
将2中找到的入口文件的依赖模块，进行遍历递归，重复执行1，2，3
重写require函数，并与4中生成的递归关系图一起，输出到bundle中

代码实现

webpack具体实现原理是很复杂的，这里只是简单实现一下，让大家粗略了解一下，webpack是怎么运作的。在代码实现过程中，大家可以自己console.log一下，看看ast，dependcies，code这些具体长什么样，我这里就不展示了，自己去看会比较有成就感，嘿嘿！！

config.js

这个文件中模拟webpack的配置


const path = require('path')
module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, './dist'),
    filename: 'main.js'
  }
}

入口文件

src/index.js是入口文件


// src/index
import { age } from './aa.js'
import { name } from './hh.js'

console.log(`${name}今年${age}岁了`)

// src/aa.js
export const age = 18

// src/hh.js
console.log('我来了')
export const name = '林三心'

1. 定义Compiler类


// index.js
class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {}
  // 重写 require函数,输出bundle
  generate() {}
}

2. 解析入口文件,获取 AST

我们这里使用@babel/parser,这是babel7的工具,来帮助我们分析内部的语法,包括 es6,返回一个 AST 抽象语法树


const fs = require('fs')
const parser = require('@babel/parser')
const options = require('./webpack.config')

const Parser = {
  getAst: path => {
    // 读取入口文件
    const content = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
    // 将文件内容转为AST抽象语法树
    return parser.parse(content, {
      sourceType: 'module'
    })
  }
}

class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {
    const ast = Parser.getAst(this.entry)
  }
  // 重写 require函数,输出bundle
  generate() {}
}

new Compiler(options).run()

3. 找出所有依赖模块

Babel 提供了@babel/traverse(遍历)方法维护这 AST 树的整体状态,我们这里使用它来帮我们找出依赖模块。


const fs = require('fs')
const path = require('path')
const options = require('./webpack.config')
const parser = require('@babel/parser')
const traverse = require('@babel/traverse').default

const Parser = {
  getAst: path => {
    // 读取入口文件
    const content = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
    // 将文件内容转为AST抽象语法树
    return parser.parse(content, {
      sourceType: 'module'
    })
  },
  getDependecies: (ast, filename) => {
    const dependecies = {}
    // 遍历所有的 import 模块,存入dependecies
    traverse(ast, {
      // 类型为 ImportDeclaration 的 AST 节点 (即为import 语句)
      ImportDeclaration({ node }) {
        const dirname = path.dirname(filename)
        // 保存依赖模块路径,之后生成依赖关系图需要用到
        const filepath = './' + path.join(dirname, node.source.value)
        dependecies[node.source.value] = filepath
      }
    })
    return dependecies
  }
}

class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {
    const { getAst, getDependecies } = Parser
    const ast = getAst(this.entry)
    const dependecies = getDependecies(ast, this.entry)
  }
  // 重写 require函数,输出bundle
  generate() {}
}

new Compiler(options).run()

4. AST 转换为 code

将 AST 语法树转换为浏览器可执行代码,我们这里使用@babel/core 和 @babel/preset-env。


const fs = require('fs')
const path = require('path')
const options = require('./webpack.config')
const parser = require('@babel/parser')
const traverse = require('@babel/traverse').default
const { transformFromAst } = require('@babel/core')

const Parser = {
  getAst: path => {
    // 读取入口文件
    const content = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
    // 将文件内容转为AST抽象语法树
    return parser.parse(content, {
      sourceType: 'module'
    })
  },
  getDependecies: (ast, filename) => {
    const dependecies = {}
    // 遍历所有的 import 模块,存入dependecies
    traverse(ast, {
      // 类型为 ImportDeclaration 的 AST 节点 (即为import 语句)
      ImportDeclaration({ node }) {
        const dirname = path.dirname(filename)
        // 保存依赖模块路径,之后生成依赖关系图需要用到
        const filepath = './' + path.join(dirname, node.source.value)
        dependecies[node.source.value] = filepath
      }
    })
    return dependecies
  },
  getCode: ast => {
    // AST转换为code
    const { code } = transformFromAst(ast, null, {
      presets: ['@babel/preset-env']
    })
    return code
  }
}

class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {
    const { getAst, getDependecies, getCode } = Parser
    const ast = getAst(this.entry)
    const dependecies = getDependecies(ast, this.entry)
    const code = getCode(ast)
  }
  // 重写 require函数,输出bundle
  generate() {}
}

new Compiler(options).run()

5. 递归解析所有依赖项,生成依赖关系图


const fs = require('fs')
const path = require('path')
const options = require('./webpack.config')
const parser = require('@babel/parser')
const traverse = require('@babel/traverse').default
const { transformFromAst } = require('@babel/core')

const Parser = {
  getAst: path => {
    // 读取入口文件
    const content = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
    // 将文件内容转为AST抽象语法树
    return parser.parse(content, {
      sourceType: 'module'
    })
  },
  getDependecies: (ast, filename) => {
    const dependecies = {}
    // 遍历所有的 import 模块,存入dependecies
    traverse(ast, {
      // 类型为 ImportDeclaration 的 AST 节点 (即为import 语句)
      ImportDeclaration({ node }) {
        const dirname = path.dirname(filename)
        // 保存依赖模块路径,之后生成依赖关系图需要用到
        const filepath = './' + path.join(dirname, node.source.value)
        dependecies[node.source.value] = filepath
      }
    })
    return dependecies
  },
  getCode: ast => {
    // AST转换为code
    const { code } = transformFromAst(ast, null, {
      presets: ['@babel/preset-env']
    })
    return code
  }
}

class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {
    // 解析入口文件
    const info = this.build(this.entry)
    this.modules.push(info)
    this.modules.forEach(({ dependecies }) => {
      // 判断有依赖对象,递归解析所有依赖项
      if (dependecies) {
        for (const dependency in dependecies) {
          this.modules.push(this.build(dependecies[dependency]))
        }
      }
    })
    // 生成依赖关系图
    const dependencyGraph = this.modules.reduce(
      (graph, item) => ({
        ...graph,
        // 使用文件路径作为每个模块的唯一标识符,保存对应模块的依赖对象和文件内容
        [item.filename]: {
          dependecies: item.dependecies,
          code: item.code
        }
      }),
      {}
    )
  }
  build(filename) {
    const { getAst, getDependecies, getCode } = Parser
    const ast = getAst(filename)
    const dependecies = getDependecies(ast, filename)
    const code = getCode(ast)
    return {
      // 文件路径,可以作为每个模块的唯一标识符
      filename,
      // 依赖对象,保存着依赖模块路径
      dependecies,
      // 文件内容
      code
    }
  }
  // 重写 require函数,输出bundle
  generate() {}
}

new Compiler(options).run()

6. 重写 require 函数,输出 bundle


const fs = require('fs')
const path = require('path')
const options = require('./webpack.config')
const parser = require('@babel/parser')
const traverse = require('@babel/traverse').default
const { transformFromAst } = require('@babel/core')

const Parser = {
  getAst: path => {
    // 读取入口文件
    const content = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
    // 将文件内容转为AST抽象语法树
    return parser.parse(content, {
      sourceType: 'module'
    })
  },
  getDependecies: (ast, filename) => {
    const dependecies = {}
    // 遍历所有的 import 模块,存入dependecies
    traverse(ast, {
      // 类型为 ImportDeclaration 的 AST 节点 (即为import 语句)
      ImportDeclaration({ node }) {
        const dirname = path.dirname(filename)
        // 保存依赖模块路径,之后生成依赖关系图需要用到
        const filepath = './' + path.join(dirname, node.source.value)
        dependecies[node.source.value] = filepath
      }
    })
    return dependecies
  },
  getCode: ast => {
    // AST转换为code
    const { code } = transformFromAst(ast, null, {
      presets: ['@babel/preset-env']
    })
    return code
  }
}

class Compiler {
  constructor(options) {
    // webpack 配置
    const { entry, output } = options
    // 入口
    this.entry = entry
    // 出口
    this.output = output
    // 模块
    this.modules = []
  }
  // 构建启动
  run() {
    // 解析入口文件
    const info = this.build(this.entry)
    this.modules.push(info)
    this.modules.forEach(({ dependecies }) => {
      // 判断有依赖对象,递归解析所有依赖项
      if (dependecies) {
        for (const dependency in dependecies) {
          this.modules.push(this.build(dependecies[dependency]))
        }
      }
    })
    // 生成依赖关系图
    const dependencyGraph = this.modules.reduce(
      (graph, item) => ({
        ...graph,
        // 使用文件路径作为每个模块的唯一标识符,保存对应模块的依赖对象和文件内容
        [item.filename]: {
          dependecies: item.dependecies,
          code: item.code
        }
      }),
      {}
    )
    this.generate(dependencyGraph)
  }
  build(filename) {
    const { getAst, getDependecies, getCode } = Parser
    const ast = getAst(filename)
    const dependecies = getDependecies(ast, filename)
    const code = getCode(ast)
    return {
      // 文件路径,可以作为每个模块的唯一标识符
      filename,
      // 依赖对象,保存着依赖模块路径
      dependecies,
      // 文件内容
      code
    }
  }
  // 重写 require函数 (浏览器不能识别commonjs语法),输出bundle
  generate(code) {
    // 输出文件路径
    const filePath = path.join(this.output.path, this.output.filename)
    // 懵逼了吗? 没事,下一节我们捋一捋
    const bundle = `(function(graph){
      function require(module){
        function localRequire(relativePath){
          return require(graph[module].dependecies[relativePath])
        }
        var exports = {};
        (function(require,exports,code){
          eval(code)
        })(localRequire,exports,graph[module].code);
        return exports;
      }
      require('${this.entry}')
    })(${JSON.stringify(code)})`

    // 把文件内容写入到文件系统
    fs.writeFileSync(filePath, bundle, 'utf-8')
  }
}

new Compiler(options).run()

7. 看看main里的代码

实现了上面的代码，也就实现了把打包后的代码写到main.js文件里，咱们来看看那main.js文件里的代码吧：


(function(graph){
      function require(module){
        function localRequire(relativePath){
          return require(graph[module].dependecies[relativePath])
        }
        var exports = {};
        (function(require,exports,code){
          eval(code)
        })(localRequire,exports,graph[module].code);
        return exports;
      }
      require('./src/index.js')
    })({
      "./src/index.js": {
          "dependecies": {
              "./aa.js": "./src\\aa.js",
              "./hh.js": "./src\\hh.js"
          },
          "code": "\"use strict\";\n\nvar _aa = require(\"./aa.js\");\n\nvar _hh = require(\"./hh.js\");\n\nconsole.log(\"\".concat(_hh.name, \"\\u4ECA\\u5E74\").concat(_aa.age, \"\\u5C81\\u4E86\"));"
      },
      "./src\\aa.js": {
          "dependecies": {},
          "code": "\"use strict\";\n\nObject.defineProperty(exports, \"__esModule\", {\n  value: true\n});\nexports.age = void 0;\nvar age = 18;\nexports.age = age;"
      },
      "./src\\hh.js": {
          "dependecies": {},
          "code": "\"use strict\";\n\nObject.defineProperty(exports, \"__esModule\", {\n  value: true\n});\nexports.name = void 0;\nconsole.log('我来了');\nvar name = '林三心';\nexports.name = name;"
      }
  })

大家可以执行一下main.js的代码，输出结果是：


我来了
林三心今年18岁了


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