webpack原理概述

基本概念

Entry： 入口，Webpack 执行构建的第一步将从 Entry 开始，可抽象成输入。

Module： 模块，在 Webpack 里一切皆模块，一个模块对应着一个文件。Webpack 会从配置的 Entry 开始递归找出所有依赖的模块。

Chunk： 代码块，一个 Chunk 由多个模块组合而成，用于代码合并与分割。

Loader： 模块转换器，用于把模块原内容按照需求转换成新内容。

Plugin： 扩展插件，在 Webpack 构建流程中的特定时机会广播出对应的事件，插件可以监听这些事件的发生，在特定时机做对应的事情。

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：

1. 初始化参数：从配置文件和 Shell 语句中读取与合并参数，得出最终的参数；
2. 开始编译：用上一步得到的参数初始化 Compiler 对象，加载所有配置的插件，执行对象的 run 方法开始执行编译；
3. 确定入口：根据配置中的 entry 找出所有的入口文件；
4. 编译模块：从入口文件出发，调用所有配置的 Loader 对模块进行翻译，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；
5. 完成模块编译：在经过第4步使用 Loader 翻译完所有模块后，得到了每个模块被翻译后的最终内容以及它们之间的依赖关系；
6. 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；
7. 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，把文件内容写入到文件系统。

流程细节

Webpack 的构建流程可以分为以下三大阶段：

1.初始化：启动构建，读取与合并配置参数，加载 Plugin，实例化 Compiler。

2.编译：从 Entry 发出，针对每个 Module 串行调用对应的 Loader 去翻译文件内容，再找到该 Module 依赖的 Module，递归地进行编译处理。

3.输出：对编译后的 Module 组合成 Chunk，把 Chunk 转换成文件，输出到文件系统。

如果只执行一次构建，以上阶段将会按照顺序各执行一次。但在开启监听模式下，流程将变为如下：

image

在每个大阶段中又会发生很多事件，Webpack 会把这些事件广播出来供给 Plugin 使用，下面来一一介绍。

初始化阶段

编译阶段

编写 Loader

Loader 就像是一个翻译员，能把源文件经过转化后输出新的结果，并且一个文件还可以链式的经过多个翻译员翻译。

以处理 SCSS 文件为例：

1.SCSS 源代码会先交给 sass-loader 把 SCSS 转换成 CSS；

2.把 sass-loader 输出的 CSS 交给 css-loader 处理，找出 CSS 中依赖的资源、压缩 CSS 等；

3.把 css-loader 输出的 CSS 交给 style-loader 处理，转换成通过脚本加载的 JavaScript 代码；

可以看出以上的处理过程需要有顺序的链式执行，先 sass-loader 再 css-loader 再 style-loader。 以上处理的 Webpack 相关配置如下：

module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        // 增加对 SCSS 文件的支持
        test: /\.scss/,
        // SCSS 文件的处理顺序为先 sass-loader 再 css-loader 再 style-loader
        use: [
          'style-loader',
          {
            loader:'css-loader',
            // 给 css-loader 传入配置项
            options:{
              minimize:true, 
            }
          },
          'sass-loader'],
      },
    ]
  },
};

Loader 的职责

由上面的例子可以看出：一个 Loader 的职责是单一的，只需要完成一种转换。 如果一个源文件需要经历多步转换才能正常使用，就通过多个 Loader 去转换。 在调用多个 Loader 去转换一个文件时，每个 Loader 会链式的顺序执行， 第一个 Loader 将会拿到需处理的原内容，上一个 Loader 处理后的结果会传给下一个接着处理，最后的 Loader 将处理后的最终结果返回给 Webpack。

所以，在你开发一个 Loader 时，请保持其职责的单一性，你只需关心输入和输出。

Loader 基础

由于 Webpack 是运行在 Node.js 之上的，一个 Loader 其实就是一个 Node.js 模块，这个模块需要导出一个函数。 这个导出的函数的工作就是获得处理前的原内容，对原内容执行处理后，返回处理后的内容。

一个最简单的 Loader 的源码如下：

const sass = require('node-sass');
module.exports = function(source) {
  return sass(source);
};

Loader 进阶

以上只是个最简单的 Loader，Webpack 还提供一些 API 供 Loader 调用，下面来一一介绍。

获得 Loader 的 options

在最上面处理 SCSS 文件的 Webpack 配置中，给 css-loader 传了 options 参数，以控制 css-loader。 如何在自己编写的 Loader 中获取到用户传入的 options 呢？需要这样做

const loaderUtils = require('loader-utils');
module.exports = function(source) {
  // 获取到用户给当前 Loader 传入的 options
  const options = loaderUtils.getOptions(this);
  return source;
};

返回其它结果

上面的 Loader 都只是返回了原内容转换后的内容，但有些场景下还需要返回除了内容之外的东西。

例如以用 babel-loader 转换 ES6 代码为例，它还需要输出转换后的 ES5 代码对应的 Source Map，以方便调试源码。 为了把 Source Map 也一起随着 ES5 代码返回给 Webpack，可以这样写：

module.exports = function(source) {
  // 通过 this.callback 告诉 Webpack 返回的结果
  this.callback(null, source, sourceMaps);
  // 当你使用 this.callback 返回内容时，该 Loader 必须返回 undefined，
  // 以让 Webpack 知道该 Loader 返回的结果在 this.callback 中，而不是 return 中 
  return;
};

其中的 this.callback 是 Webpack 给 Loader 注入的 API，以方便 Loader 和 Webpack 之间通信。 this.callback 的详细使用方法如下：

this.callback(
    // 当无法转换原内容时，给 Webpack 返回一个 Error
    err: Error | null,
    // 原内容转换后的内容
    content: string | Buffer,
    // 用于把转换后的内容得出原内容的 Source Map，方便调试
    sourceMap?: SourceMap,
    // 如果本次转换为原内容生成了 AST 语法树，可以把这个 AST 返回，
    // 以方便之后需要 AST 的 Loader 复用该 AST，以避免重复生成 AST，提升性能
    abstractSyntaxTree?: AST
);

编写 Plugin

Webpack 通过 Plugin 机制让其更加灵活，以适应各种应用场景。 在 Webpack 运行的生命周期中会广播出许多事件，Plugin 可以监听这些事件，在合适的时机通过 Webpack 提供的 API 改变输出结果。

一个最基础的 Plugin 的代码是这样的：

class BasicPlugin{
  // 在构造函数中获取用户给该插件传入的配置
  constructor(options){
  }

  // Webpack 会调用 BasicPlugin 实例的 apply 方法给插件实例传入 compiler 对象
  apply(compiler){
    compiler.plugin('compilation',function(compilation) {
    })
  }
}

// 导出 Plugin
module.exports = BasicPlugin;

在使用这个 Plugin 时，相关配置代码如下：

const BasicPlugin = require('./BasicPlugin.js');
module.export = {
  plugins:[
    new BasicPlugin(options),
  ]
}

Webpack 启动后，在读取配置的过程中会先执行 new BasicPlugin(options) 初始化一个 BasicPlugin 获得其实例。 在初始化 compiler 对象后，再调用 basicPlugin.apply(compiler) 给插件实例传入 compiler 对象。 插件实例在获取到 compiler 对象后，就可以通过 compiler.plugin(事件名称, 回调函数) 监听到 Webpack 广播出来的事件。 并且可以通过 compiler 对象去操作 Webpack。

通过以上最简单的 Plugin 相信你大概明白了 Plugin 的工作原理，但实际开发中还有很多细节需要注意，下面来详细介绍。

Compiler 和 Compilation

在开发 Plugin 时最常用的两个对象就是 Compiler 和 Compilation，它们是 Plugin 和 Webpack 之间的桥梁。 Compiler 和 Compilation 的含义如下：

• Compiler 对象包含了 Webpack 环境所有的的配置信息，包含 options，loaders，plugins 这些信息，这个对象在 Webpack 启动时候被实例化，它是全局唯一的，可以简单地把它理解为 Webpack 实例；
• Compilation 对象包含了当前的模块资源、编译生成资源、变化的文件等。当 Webpack 以开发模式运行时，每当检测到一个文件变化，一次新的 Compilation 将被创建。Compilation 对象也提供了很多事件回调供插件做扩展。通过 Compilation 也能读取到 Compiler 对象。

Compiler 和 Compilation 的区别在于：Compiler 代表了整个 Webpack 从启动到关闭的生命周期，而 Compilation 只是代表了一次新的编译。

事件流

Webpack 就像一条生产线，要经过一系列处理流程后才能将源文件转换成输出结果。 这条生产线上的每个处理流程的职责都是单一的，多个流程之间有存在依赖关系，只有完成当前处理后才能交给下一个流程去处理。 插件就像是一个插入到生产线中的一个功能，在特定的时机对生产线上的资源做处理。

Webpack 通过 Tapable 来组织这条复杂的生产线。 Webpack 在运行过程中会广播事件，插件只需要监听它所关心的事件，就能加入到这条生产线中，去改变生产线的运作。 Webpack 的事件流机制保证了插件的有序性，使得整个系统扩展性很好。

Webpack 的事件流机制应用了观察者模式，和 Node.js 中的 EventEmitter 非常相似。 Compiler 和 Compilation 都继承自 Tapable，可以直接在 Compiler 和 Compilation 对象上广播和监听事件，方法如下：

/**
* 广播出事件
* event-name 为事件名称，注意不要和现有的事件重名
* params 为附带的参数
*/
compiler.apply('event-name',params);

/**
* 监听名称为 event-name 的事件，当 event-name 事件发生时，函数就会被执行。
* 同时函数中的 params 参数为广播事件时附带的参数。
*/
compiler.plugin('event-name',function(params) {

});

同理，compilation.apply 和 compilation.plugin 使用方法和上面一致。

在开发插件时，你可能会不知道该如何下手，因为你不知道该监听哪个事件才能完成任务。

在开发插件时，还需要注意以下两点：

• 只要能拿到 Compiler 或 Compilation 对象，就能广播出新的事件，所以在新开发的插件中也能广播出事件，给其它插件监听使用。
• 传给每个插件的 Compiler 和 Compilation 对象都是同一个引用。也就是说在一个插件中修改了 Compiler 或 Compilation 对象上的属性，会影响到后面的插件。
• 有些事件是异步的，这些异步的事件会附带两个参数，第二个参数为回调函数，在插件处理完任务时需要调用回调函数通知 Webpack，才会进入下一处理流程。例如：

  compiler.plugin('emit',function(compilation, callback) {
    // 支持处理逻辑

    // 处理完毕后执行 callback 以通知 Webpack 
    // 如果不执行 callback，运行流程将会一直卡在这不往下执行 
    callback();
  });

常用 API

插件可以用来修改输出文件、增加输出文件、甚至可以提升 Webpack 性能、等等，总之插件通过调用 Webpack 提供的 API 能完成很多事情。 由于 Webpack 提供的 API 非常多，有很多 API 很少用的上，又加上篇幅有限，下面来介绍一些常用的 API。

读取输出资源、代码块、模块及其依赖

有些插件可能需要读取 Webpack 的处理结果，例如输出资源、代码块、模块及其依赖，以便做下一步处理。

在 emit 事件发生时，代表源文件的转换和组装已经完成，在这里可以读取到最终将输出的资源、代码块、模块及其依赖，并且可以修改输出资源的内容。 插件代码如下：

class Plugin {
  apply(compiler) {
    compiler.plugin('emit', function (compilation, callback) {
      // compilation.chunks 存放所有代码块，是一个数组
      compilation.chunks.forEach(function (chunk) {
        // chunk 代表一个代码块
        // 代码块由多个模块组成，通过 chunk.forEachModule 能读取组成代码块的每个模块
        chunk.forEachModule(function (module) {
          // module 代表一个模块
          // module.fileDependencies 存放当前模块的所有依赖的文件路径，是一个数组
          module.fileDependencies.forEach(function (filepath) {
          });
        });

        // Webpack 会根据 Chunk 去生成输出的文件资源，每个 Chunk 都对应一个及其以上的输出文件
        // 例如在 Chunk 中包含了 CSS 模块并且使用了 ExtractTextPlugin 时，
        // 该 Chunk 就会生成 .js 和 .css 两个文件
        chunk.files.forEach(function (filename) {
          // compilation.assets 存放当前所有即将输出的资源
          // 调用一个输出资源的 source() 方法能获取到输出资源的内容
          let source = compilation.assets[filename].source();
        });
      });

      // 这是一个异步事件，要记得调用 callback 通知 Webpack 本次事件监听处理结束。
      // 如果忘记了调用 callback，Webpack 将一直卡在这里而不会往后执行。
      callback();
    })
  }
}

监听文件变化

在4-5使用自动刷新 中介绍过 Webpack 会从配置的入口模块出发，依次找出所有的依赖模块，当入口模块或者其依赖的模块发生变化时， 就会触发一次新的 Compilation。

在开发插件时经常需要知道是哪个文件发生变化导致了新的 Compilation，为此可以使用如下代码：

// 当依赖的文件发生变化时会触发 watch-run 事件
compiler.plugin('watch-run', (watching, callback) => {
    // 获取发生变化的文件列表
    const changedFiles = watching.compiler.watchFileSystem.watcher.mtimes;
    // changedFiles 格式为键值对，键为发生变化的文件路径。
    if (changedFiles[filePath] !== undefined) {
      // filePath 对应的文件发生了变化
    }
    callback();
});

默认情况下 Webpack 只会监视入口和其依赖的模块是否发生变化，在有些情况下项目可能需要引入新的文件，例如引入一个 HTML 文件。 由于 JavaScript 文件不会去导入 HTML 文件，Webpack 就不会监听 HTML 文件的变化，编辑 HTML 文件时就不会重新触发新的 Compilation。 为了监听 HTML 文件的变化，我们需要把 HTML 文件加入到依赖列表中，为此可以使用如下代码：

compiler.plugin('after-compile', (compilation, callback) => {
  // 把 HTML 文件添加到文件依赖列表，好让 Webpack 去监听 HTML 模块文件，在 HTML 模版文件发生变化时重新启动一次编译
    compilation.fileDependencies.push(filePath);
    callback();
});

修改输出资源

有些场景下插件需要修改、增加、删除输出的资源，要做到这点需要监听 emit 事件，因为发生 emit 事件时所有模块的转换和代码块对应的文件已经生成好， 需要输出的资源即将输出，因此 emit 事件是修改 Webpack 输出资源的最后时机。

所有需要输出的资源会存放在 compilation.assets 中，compilation.assets 是一个键值对，键为需要输出的文件名称，值为文件对应的内容。

compiler.plugin('emit', (compilation, callback) => {
  // 设置名称为 fileName 的输出资源
  compilation.assets[fileName] = {
    // 返回文件内容
    source: () => {
      // fileContent 既可以是代表文本文件的字符串，也可以是代表二进制文件的 Buffer
      return fileContent;
      },
    // 返回文件大小
      size: () => {
      return Buffer.byteLength(fileContent, 'utf8');
    }
  };
  callback();
});

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