Vite 的实现原理,确实很巧妙

vite 是新兴的构建工具,它相比 webpack 最大的特点就是快。

那它是如何做到这么快的呢?

因为 vite 在开发环境并不做打包。

我们创建个 vite 项目:

bash 复制代码
npx create-vite

安装依赖,然后把服务跑起来:

bash 复制代码
npm install
npm run dev

浏览器访问下:

本地是 main.tsx 引入了 App.tsx,并且还有 react 和 react-dom/client 的依赖:

用 devtools 看下:

可以看到,main.tsx、App.tsx 还有 react 和 react-dom/client 的依赖都是直接引入的,做了编译,但是并没有打包。

这是基于浏览器的 type 为 module 的 script 实现的:

我们加一个 index2.html:

html 复制代码
<!doctype html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <link rel="icon" type="image/svg+xml" href="/vite.svg" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Vite + React + TS</title>
  </head>
  <body>
    <div id="root"></div>
    <script type="module" src="aaa.js"></script>
  </body>
</html>

然后添加 aaa.js

javascript 复制代码
import { add } from './bbb.js'

console.log(add(1, 2));

bbb.js

javascript 复制代码
export function add(a, b) {
    return a + b;
}

起个静态服务访问下:

bash 复制代码
npx http-server

浏览器访问下 http://localhost:8080/index2.html

可以看到,aaa 和 bbb 模块都被下载并执行了。

当然,我们没有做编译,如果有 ts 或者 jsx 的语法,需要做一次编译。

那我们是不是可以起个服务器,请求的时候根据 url 找到对应的文件,编译之后返回呢?

没错,如果你这样想了,那你也可以写一个 vite。

vite 在开发环境下就是起了一个做编译的服务器,根据请求的 URL 找到对应的模块做编译之后返回。

当你执行 npm run dev 的时候:

vite 会跑一个开发服务:

这个开发服务是基于 connect 实现的,vite 给它加了很多中间件来处理请求:

当你请求 index.html 的时候,它会通过 ast 遍历,找到其中所有的 script:

然后提前对这些文件做编译:

编译是通过不同插件完成的:

插件就是一个对象,它导出了 transform 方法的话,就会在 transform 的时候被调用。

比如图中有 css 插件来编译 css、esbuild 插件来编译 ts/js 等。

每个插件都会判断下,只处理对应的资源:

比如 vite:esbuild 插件,就是对 js/ts 做编译,然后返回编译后的 code 和 sourcemap:

还有个 import-anlysis 插件,在 esbuild 完成编译之后,分析模块依赖,继续处理其它模块的 transform:

这样,浏览器只要访问了 index.html,那么你依赖的所有的 js 模块,就都给你编译了。

这就是 vite 为什么叫 no bundle 方案,它只是基于浏览器的 module import,在请求的时候对模块做下编译。

但不知道大家有没有想过一个问题:

浏览器支持 es module 的 import,那如果 node_modules 下的依赖有用 commonjs 模块规范的代码呢?

是不是就不行了。

这种就需要提前做一些转换,把 commonjs 转成 esm。

还有一个问题,如果每个模块都是请求时编译,那向 lodash-es 这种包,它可是有几百个模块的 import 呢:

这样跑起来,一个 node_modules 下的包就有几百个请求,依赖多了以后,很容易就几千个请求。

这谁受的了?

所以我们要提前处理下,不但要把 node_modules 下代码的 commonjs 提前转成 es module,还有提前对这些包做一次打包,变成一个 es module 模块。

所以,vite 加了一个预构建功能 pre bundle。

在启动完开发服务器的时候,就马上对 node_modules 下的代码做打包,这个也叫 deps optimize,依赖优化。

如何优化呢?

首先,扫描出所有的依赖来:

这一步是用 esbuild 做的:

esbuild.context 和 esbuild.build 差不多的功能。

可以看到,用 esbuild 对入口 index.html 开始做打包,输出格式为 esm,但是 write 为 false,不写入磁盘。

有同学说,esbuild 支持 import html 么?

这里用到了一个 esbuild scan plugin:

vite 实现的,用来记录依赖的:

它会在每种模块路径解析的时候做处理,其中支持了 html 的处理。

这样用 esbuild 处理完一遍,是不是就知道预打包哪些包了?

我们在项目里引入下 dayjs 和 lodash-es 再试下:

依然给你一个不少的给分析了出来:

接下来调用 esbuild 打包就行。

但打包之前呢,还会对路径做扁平化,比如 react-dom/client 变成 react-dom_client

效果就是打包之后文件是平级的。

从每个依赖包作为入口打包,输出 esm 格式的模块到 node_modules/.vite 下。

之后还会生成一个 _metadata.json 文件写入 node_modules/.vite 下:

这样的:

这个 metadata.json 是干啥的呢?

看到这几个 hash 了么

vite 会在这些预打包的模块后加一个 query 字符串带上 hash,然后用 max-age 强缓存:

因为这些依赖一般不会变,不用每次都请求,强缓存就行。

但是在 lock 文件变化或者 config 有一些变化的时候也需要重新 build:

重新预编译,然后在资源请求时带上新的 query,这样就让强缓存失效了。

这里强缓存的用法很典型,面试官们可以记一下作为考点。

这样,vite 的开发服务的请求时编译,再就是预构建就都完成了。

有的同学可能会问,为啥预构建要用 esbuild 呢?

原因就是快:

vite 在 dev 时的核心原理我们理清了,但是在 build 的时候总要打包的吧。

那肯定,在 build 的时候 vite 会用 rollup 做打包。

那不会导致开发时的代码和生产环境不一致么?

不会。

能做到这一点也很巧妙。

看下 build 时的 rollup 插件:

是不是似曾相识?

对比下 dev 时跑的 vite 插件:

没错,vite 插件时兼容 rollup 插件的,这样在开发的时候,在生产环境打包的时候,都可以用同样的插件对代码做 transform 等处理。

处理用的插件都一样,又怎么会开发和生产不一致呢?

这也是 vite 的巧妙之处。

在 dev 的时候,它实现了一个 PluginContainer,用和 rollup 插件同样的参数来调用 vite 插件:

然后 build 的时候,可以把这些插件直接作为 rollup 插件用。

对了,vite 在 dev 的时候还支持热更新,也就是本地改了代码能够自动同步到浏览器。

这个就是基于 chokidar 监听了本地文件变动:

然后在模块变动的时候通过 websocket 通知浏览器端:

浏览器端接受之后做相应处理就好了:

我们改下 Aaa.tsx,可以看到浏览器端收到了 update 的 ws 消息:

收到消息之后,把模块换成这个新的,加上 timestamp 重新请求就好了:

总结

今天我们分析了下 vite 的实现原理。

它是基于浏览器的 type 为 module 的 script 可以直接下载 es module 模块实现的。

做了一个开发服务,根据请求的 url 来对模块做编译,调用 vite 插件来做不同模块的 transform。

但是 node_modules 下的文件有的包是 commonjs 的,并且可能有很多个模块,这时 vite 做了预构建也叫 deps optimize。

它用 esbuild 分析依赖,然后用 esbuild 打包成 esm 的包之后输出到 node_modules/.vite 下,并生成了一个 metadata.json 来记录 hash。

浏览器里用 max-age 强缓存这些预打包的模块,但是带了 hash 的query。这样当重新 build 的时候,可以通过修改 query 来触发更新。

在开发时通过 connect 起了一个服务器,调用 vite 插件来做 transform,并且对 node_modules 下的模块做了预构建,用 esbuild 打包。

在生产环境用 rollup 来打包,因为 vite 插件兼容了 rollup 插件,所以也是用同样的插件来处理,这样能保证开发和生产环境代码一致。

此外,vite 还基于 chokidar 和 websocket 来实现了模块热更新。

这就是 vite 的实现原理。

回想下,不管是基于浏览器 es module import 实现的编译服务,基于 esbuild 做的依赖预构建,基于 hash query 做的强缓存和缓存更新,还是兼容 rollup 的 vite 插件可以在开发服务和 rollup 里同时跑,这些功能实现都挺巧妙的。

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