Webpack详解

GISer_Jing2024-07-22 1:08

Webpack

Webpack 是一个现代 JavaScript 应用程序的静态模块打包器（module bundler） 。它允许开发者将项目中的资源（如 JavaScript、CSS、图片等）视为模块，通过分析和处理这些模块之间的依赖关系，将它们打包成一个或多个 bundle（捆绑包），这些 bundle 可以在浏览器中加载和执行。Webpack 提高了开发效率，简化了前端项目的构建流程，是现代前端开发不可或缺的工具之一。

Why Webpack?

Webpack通过提供模块化开发、依赖管理、资源优化、开发便捷性、易于集成、构建流程标准化和支持多种目标等特性，极大地提高了前端开发的效率和项目的可维护性。

使用Webpack有多个重要原因，这些原因主要涉及到前端开发中的效率、模块化、依赖管理、资源优化等方面。以下是使用Webpack的几个关键理由：

  1. 模块化开发 ：

    Webpack支持ES6模块化语法以及CommonJS、AMD等模块化标准，使得开发者能够以模块化的方式组织代码。这有助于代码的可维护性、可重用性和可扩展性。通过将代码分割成多个模块，开发者可以更容易地理解和维护大型项目。

  2. 依赖管理 ：

    Webpack能够自动分析项目结构，找到JavaScript模块以及其它的一些浏览器不能直接运行的扩展语言（如SCSS, TypeScript等），并将其转换和打包为合适的格式供浏览器使用。它还能智能地处理模块之间的依赖关系，确保它们按照正确的顺序加载和执行。

  3. 资源优化 ：

    Webpack提供了丰富的loader和plugin，可以对项目中的资源进行各种优化处理。例如，通过Babel loader可以将ES6代码转换为兼容当前浏览器的ES5代码；通过CSS loader和style loader可以将CSS文件注入到DOM中；通过UglifyJSPlugin可以对打包后的文件进行压缩，减少文件体积，加快加载速度。

  4. 开发便捷性 ：

    Webpack提供了开发服务器（webpack-dev-server）和热模块替换（HMR）等功能，使得开发者在开发过程中能够实时预览更改，而无需手动刷新浏览器。这大大提高了开发效率，减少了重复性工作。

  5. 易于集成 ：

    Webpack易于与其他工具和库集成，如React、Vue、Angular等前端框架，以及ESLint、Prettier等代码质量工具。这使得开发者可以在一个统一的构建系统中完成项目的构建、测试、部署等流程。

  6. 构建流程标准化 ：

    使用Webpack可以标准化项目的构建流程，无论是小型项目还是大型项目，都可以通过配置文件来定义项目的构建规则。这使得团队成员能够更容易地理解和参与项目的构建过程，提高了团队协作的效率。

  7. 支持多种目标 ：

    Webpack不仅可以用于构建浏览器端的应用，还可以通过适当的配置和插件，支持Node.js环境下的服务器端渲染（SSR）、Electron桌面应用等多种目标。这使得Webpack成为了一个非常灵活和强大的构建工具。

工作原理

Webpack 的工作原理可以概括为以下几个主要步骤：

  1. 初始化参数 ：Webpack 从配置文件（如 webpack.config.js）和命令行参数中读取和合并配置，确定最终的打包参数。

  2. 开始编译：使用上一步得到的参数初始化 Compiler 对象，并加载所有配置的插件。Compiler 对象执行 run 方法，开始执行编译过程。

  3. 确定入口 ：根据配置文件中的 entry 字段找出所有的入口文件。这些入口文件是 Webpack 打包的起点。

  4. 编译模块：从入口文件开始，Webpack 会递归地分析每个模块的依赖，并使用配置的 Loader 对这些模块进行翻译和转换。Loader 是一种转换器，可以将各种资源（如 CSS、图片等）转换为 Webpack 能够处理的模块。

  5. 完成模块编译：在所有的模块都被 Loader 转换后，Webpack 会得到每个模块的最终内容和它们之间的依赖关系图。

  6. 输出资源：Webpack 根据入口和模块之间的依赖关系，将模块组合成一个个包含多个模块的 Chunk（代码块）。每个 Chunk 可以是一个独立的文件，也可以被组合成最终的 bundle。然后，Webpack 将这些 Chunk 转换成单独的文件，并加入到输出列表中。

  7. 输出完成：最后，Webpack 根据配置确定输出的路径和文件名，将文件内容写入到文件系统中。

简单的说就是分析代码，找到"require"、"exports"、"define"等关键词，并替换成对应模块的引用。 在一个配置文件中，指明对某些文件进行编译、压缩、组合等任务。把你的项目当成一个整体，通过一个给定的主文件 （index.js），webpack将从这个文件开始找到你的项目的所有的依赖文件，使用loaders处理他们，最后打包为一个浏览器可以识别的js文件。

基本能力

处理依赖

方便引用第三方模块，让模块更容易复用、避免全局注入导致的冲突、避免重复加者加载不必要的模块载。

Webpack通过读取入口文件、解析文件并生成AST、遍历AST并处理依赖、构建依赖图、打包输出等步骤来处理项目中的依赖，并最终生成可供浏览器或Node.js环境运行的bundle文件。这一过程充分利用了AST的抽象能力，使得Webpack能够准确地理解和处理复杂的项目依赖关系。

1. 初始化与配置
  • Webpack从配置文件（如webpack.config.js）中读取配置信息，包括入口文件（entry）、输出配置（output）、模块规则（module rules）等。
  • 根据配置信息，Webpack初始化一个Compiler对象，这个对象将控制整个构建过程。
2. 读取入口文件
  • Webpack从配置的入口文件开始，读取这个文件的内容。
3. 解析入口文件并生成AST
  • 使用Webpack内置的解析器或配置的loader（如babel-loader）对入口文件进行解析。
  • 解析过程中，源码会经过词法分析（Lexical Analysis）和语法分析（Syntax Analysis）两个阶段，最终生成AST。
    • 词法分析：将源代码字符串转换为一系列标记（tokens）的集合。
    • 语法分析：使用这些标记来构建AST，AST是一个树状结构，表示了源代码的语法结构。
4. 遍历AST并处理依赖
  • Webpack使用遍历器（如Babel的@babel/traverse）来遍历AST。
  • 在遍历过程中，Webpack会识别出所有的依赖声明（如import和require语句）。
  • 对于每个依赖，Webpack会递归地执行上述步骤（读取文件、解析文件、生成AST、遍历AST并处理依赖），直到所有依赖都被处理完毕。
5. 依赖图构建
  • 通过上述递归过程，Webpack会构建一个依赖图（Dependency Graph），这个图表示了项目中所有模块之间的依赖关系。
6. 打包输出
  • 在依赖图构建完成后，Webpack会根据配置中的输出配置，将项目中的所有模块打包成一个或多个bundle文件。
  • 这些bundle文件包含了项目的所有代码，并且已经通过loader进行了必要的转换和优化。
7. 插件介入
  • 在Webpack的构建过程中，还可以通过插件（Plugins）来介入和修改构建流程。
  • 插件可以在Webpack生命周期的不同阶段执行自定义的逻辑，如打包优化、资源管理等。
模块化

前端模块化-webpack打包工具-CSDNVue入门技能树

AMD、CMD、CommonJs的优缺点，区别？_amd cmd的优劣势-CSDN博客

CommonJS模块
//moduleA.js
// 导出变量  
module.exports.name = 'Alice';  
  
// 或者导出函数  
function sayHello() {  
  return 'Hello, CommonJS!';  
}  
module.exports.sayHello = sayHello;


//main.JS
// 导入moduleA模块  
const moduleA = require('./moduleA');  
  
console.log(moduleA.name); // 输出: Alice  
console.log(moduleA.sayHello()); // 输出: Hello, CommonJS!

优点：

  1. 简单易用：CommonJS的模块系统相对简单，易于理解和使用。
  2. 支持服务器端：Node.js等服务器端JavaScript环境广泛支持CommonJS。
  3. 丰富的生态系统：npm等包管理工具为CommonJS模块提供了丰富的第三方库和工具。

缺点：

  1. 同步加载 ：CommonJS模块是同步加载的，这在服务器端通常不是问题，但在浏览器端可能会导致性能问题。因此，在浏览器端使用CommonJS模块时，通常需要通过打包工具（如Webpack）进行转换和优化。
  2. 浏览器兼容性：浏览器默认不支持CommonJS模块系统，需要通过工具进行转换才能在浏览器中使用。
ES6模块
// 导出变量和函数  
export let name = 'Alice';  
export function sayHello() {  
  console.log('Hello, ES6 Modules!');  
}  
  
// 默认导出  
export default function createGreeting(name) {  
  return `Hello, ${name}!`;  
}
----------------------------------------------
// 导入具名导出的变量和函数  
import { name, sayHello } from './moduleA.js';  
  
console.log(name); // 输出: Alice  
sayHello(); // 输出: Hello, ES6 Modules!  
  
// 导入默认导出的函数，并重命名  
import createGreeting as greet from './moduleB.js';  
  
console.log(greet('Bob')); // 输出: Hello, Bob!
打包
  • 各种loader与插件：loader加载各种资源、babel把ES6+转化为ES5-，eslint可以检查编译时的各种错误。
//常见loader
1. css-loader & style-loader
{  
  test: /\.css$/,  
  use: ['style-loader', 'css-loader']  
}
2. less-loader & sass-loader
{  
  test: /\.s[ac]ss$/i,  
  use: ['style-loader', 'css-loader', 'sass-loader']  
}
3.babel-loader
{  
  test: /\.(js|jsx)$/,  
  exclude: /node_modules/,  
  use: {  
    loader: 'babel-loader',  
    options: {  
      presets: ['@babel/preset-env']  
    }  
  }  
}
4.file-loader & url-loader
{  
  test: /\.(png|jpe?g|gif)$/i,  
  use: [  
    {  
      loader: 'url-loader',  
      options: {  
        limit: 8192, // 小于8KB的图片会被base64处理  
        outputPath: 'images/' // 输出目录  
      }  
    }  
  ]  
}
5. ts-loader & awesome-typescript-loader
{  
  test: /\.tsx?$/,  
  use: 'ts-loader',  
  exclude: /node_modules/  
}
  • 合并代码：把各个分散的模块集中打包成大文件，减少HTTP的链接的请求次数，配合uglify.js可以减少、优化代码的体积
  • 分块（好渲染）

打包中常见核心概念

摇树

Tree-shaking 它的名字来源于通过摇晃（shake）JavaScript代码的抽象语法树（AST），是一种用于优化JavaScript代码的技术，主要用于移除未被使用的代码，使得最终生成的代码包含应用程序中实际使用的部分。

Webpack摇树VS Vite摇树

摇树失败原因

1、代码引入没用import(ES6)

使用了CommonJS模块化规范：

  • CommonJS采用require()和module.exports进行模块导入导出，这种方式是动态导入且同步加载的，无法在编译时确定所依赖的模块，因此Webpack在进行摇树时可能会忽略这些模块。

必须用 import 导入，导出用 esm 或者 commonjs 都行

2、代码没开启摇树

  • 在Webpack的optimization配置中，需要设置usedExports为true来标记无用代码。此外，还需要配合代码压缩插件（如terser-webpack-plugin）来移除这些无用代码。

3、副作用(sideEffects)

  • 在webpack.config.js中设置sideEffects为true时，Webpack会检查第三方包的package.json中的sideEffects字段。如果设置不当或Webpack无法准确判断代码中是否存在副作用，则可能导致摇树失败。
  • 代码存在副作用（修改全局变量、修改外部作用域的行为）等副作用会导致Webpack无法安全地移除未使用的代码，因为这些代码可能会对外部产生影响。

4、babel配置preset-env没写module:false参数码没用import引入

  • 使用babel-loader时，如果配置了@babel/preset-env且未禁用ESM到CommonJS的转换，可能会导致Webpack拿到的是以CommonJS组织的代码，从而无法进行摇树。

Chunk

webpack的本质是把多个js模块合并到一个js中，即一个入口得到一个输出js文件（bundle.js）。但是导致的问题是，如果这个bundle.js文件很大，那么浏览器请求的时候，导致请求时间很长，首屏长时间白屏。所以优化手段就是把bundle.js文件拆分成多个小的js文件，同时请求，首屏当然就更快渲染显示。所以入口文件，chunk文件，输出文件三者的关系从原来的一个入口文件对应一个chunk最后输出一个bundle文件改变为一个入口文件对应多个chunk最后输出多个bundle文件

获得Chunk方法

在Webpack中，一个"chunk"通常指的是构建过程中生成的一个或多个bundle（即打包后的文件）。这些chunks可以包含应用程序的代码、第三方库、懒加载的代码块等。了解如何获取或操作这些chunks对于进行代码分割、懒加载优化等场景非常有用。

1. 运行时获取chunks

在客户端（浏览器）中，Webpack提供了__webpack_require__.e函数来动态加载（即懒加载）chunks。但直接获取已加载或可用的chunks列表在运行时通常不是Webpack的直接功能，因为这取决于你的代码分割策略和懒加载逻辑。

然而，你可以通过一些间接的方式来获取关于chunks的信息，比如：

  • 通过Webpack的manifest文件：Webpack可以生成一个manifest文件，它包含了关于各个chunk的元数据（如文件名、包含的模块等）。虽然这不是直接在客户端运行时获取，但你可以在构建过程中解析这个文件来获取chunks的信息。

  • 使用Webpack的Stats对象 ：在构建过程中，你可以通过Webpack的stats对象来获取关于构建结果的详细信息，包括chunks的信息。这通常用于构建后分析或优化。

2. 构建时获取chunks

在Webpack的构建过程中，你可以通过Webpack的API或插件来访问和修改chunks。这通常是通过编写Webpack插件来完成的，因为Webpack插件可以访问到Webpack的编译（compilation）和构建（compilation.hooks）过程。

例如，你可以编写一个Webpack插件，监听compilation.hooks.additionalChunkAssets或compilation.hooks.optimizeChunkAssets等钩子，以获取或修改chunks。

class MyPlugin {  
  apply(compiler) {  
    compiler.hooks.emit.tapAsync('MyPlugin', (compilation, callback) => {  
      const chunks = compilation.chunks;  
      chunks.forEach(chunk => {  
        console.log(`Chunk name: ${chunk.name}`);  
        console.log(`Chunk files: ${chunk.files}`);  
        // 这里可以进一步处理chunks  
      });  
      callback();  
    });  
  }  
}  
  
module.exports = MyPlugin;

热更新

Webpack热更新（Hot Module Replacement，简称HMR）是Webpack提供的一种在开发过程中实现模块动态替换和更新的功能，而无需刷新整个页面。这种技术能够极大地提升开发效率，允许开发者在保持应用状态的同时，实时预览修改的效果。

一、热更新的基本原理
  1. 启动Webpack开发服务器 ：
    • 当启动Webpack开发服务器（如webpack-dev-server）时，会创建一个WebSocket或轮询连接，用于与浏览器建立通信通道。
    • 开发服务器通常将打包后的文件存储在内存中，以提高访问速度。
  2. 捕获模块变化 ：
    • 使用Webpack的热更新插件（如HotModuleReplacementPlugin）来捕获模块的变化。
    • 当源代码文件发生变化时，Webpack会重新编译这些文件，并生成新的模块。
  3. 生成更新补丁 ：
    • Webpack将变化的模块及其依赖模块打包成一个或多个更新补丁（update chunk）。
    • 这些补丁包含了模块的新代码和必要的元数据。
  4. 发送更新补丁 ：
    • 通过之前建立的WebSocket或轮询连接，Webpack将更新补丁发送给浏览器。
  5. 浏览器接收并处理更新补丁 ：
    • 浏览器接收到更新补丁后，使用热更新的运行时（Hot Module Replacement Runtime）来解析和处理这些补丁。
    • 运行时根据更新补丁对模块进行动态替换和更新，同时尽可能地保持应用的状态。
二、热更新的优势
  • 快速反馈：开发者可以在修改代码后立即看到修改效果，无需手动刷新页面。
  • 保持应用状态：在模块替换过程中，应用的状态得以保留，开发者可以继续与应用进行交互。
  • 提高开发效率：减少了调试和错误修复的时间，提升了开发效率。
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