探索webpack 机制

发表于

本文从简单的例子入手，从打包文件去分析以下三个问题：webpack打包文件是怎样的？如何做到兼容各大模块化方案的？webpack3带来的新特性又是什么？

一个简单的例子

webpack配置

// webpack.config.js
module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist')
  },
};

简单的js文件

// src/index.js
 console.log('hello world');

webpack打包后的代码

// dist/bundle.js
 /******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
/******/     // The module cache
/******/     var installedModules = {};
/******/
/******/     // The require function
/******/     function __webpack_require__(moduleId) {
/******/
/******/         // Check if module is in cache
/******/         if(installedModules[moduleId]) {
/******/             return installedModules[moduleId].exports;
/******/         }
/******/         // Create a new module (and put it into the cache)
/******/         var module = installedModules[moduleId] = {
/******/             i: moduleId,
/******/             l: false,
/******/             exports: {}
/******/         };
/******/
/******/         // Execute the module function
/******/         modules[moduleId].call(module.exports, module, module.exports, __webpack_require__);
/******/
/******/         // Flag the module as loaded
/******/         module.l = true;
/******/
/******/         // Return the exports of the module
/******/         return module.exports;
/******/     }
/******/
/******/
/******/     // expose the modules object (__webpack_modules__)
/******/     __webpack_require__.m = modules;
/******/
/******/     // expose the module cache
/******/     __webpack_require__.c = installedModules;
/******/
/******/     // define getter function for harmony exports
/******/     __webpack_require__.d = function(exports, name, getter) {
/******/         if(!__webpack_require__.o(exports, name)) {
/******/             Object.defineProperty(exports, name, {
/******/                 configurable: false,
/******/                 enumerable: true,
/******/                 get: getter
/******/             });
/******/         }
/******/     };
/******/
/******/     // getDefaultExport function for compatibility with non-harmony modules
/******/     __webpack_require__.n = function(module) {
/******/         var getter = module && module.__esModule ?
/******/             function getDefault() { return module['default']; } :
/******/             function getModuleExports() { return module; };
/******/         __webpack_require__.d(getter, 'a', getter);
/******/         return getter;
/******/     };
/******/
/******/     // Object.prototype.hasOwnProperty.call
/******/     __webpack_require__.o = function(object, property) { return Object.prototype.hasOwnProperty.call(object, property); };
/******/
/******/     // __webpack_public_path__
/******/     __webpack_require__.p = "";
/******/
/******/     // Load entry module and return exports
/******/     return __webpack_require__(__webpack_require__.s = 0);
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, exports) {

console.log('hello world');


/***/ })
/******/ ]);

一看你就会想，我就一行代码，你给我打包那么多？？？（黑人问号）

我们来分析一下这部分代码，先精简一下，其实整体就是一个自执行函数，然后传入一个模块数组

(function(modules) { 
     //...
 })([function(module, exports) {
     //..
 }])

好了，传入模块数组做了什么(其实注释都很明显了，我只是大概翻译一下）

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
/******/     // The module cache  缓存已经load过的模块
/******/     var installedModules = {};
/******/
/******/     // The require function  引用的函数
/******/     function __webpack_require__(moduleId) {
/******/
/******/         // Check if module is in cache 假如在缓存里就直接返回
/******/         if(installedModules[moduleId]) {
/******/             return installedModules[moduleId].exports;
/******/         }
/******/         // Create a new module (and put it into the cache) 构造一个模块并放入缓存
/******/         var module = installedModules[moduleId] = {
/******/             i: moduleId, //模块id
/******/             l: false, // 是否已经加载完毕
/******/             exports: {} // 对外暴露的内容
/******/         };
/******/
/******/         // Execute the module function 传入模块参数，并执行模块
/******/         modules[moduleId].call(module.exports, module, module.exports, __webpack_require__);
/******/
/******/         // Flag the module as loaded 标记模块已经加载完毕
/******/         module.l = true;
/******/
/******/         // Return the exports of the module 返回模块暴露的内容
/******/         return module.exports;
/******/     }
/******/
/******/
/******/     // expose the modules object (__webpack_modules__) 暴露模块数组
/******/     __webpack_require__.m = modules;
/******/
/******/     // expose the module cache 暴露缓存数组
/******/     __webpack_require__.c = installedModules;
/******/
/******/     // define getter function for harmony exports 为ES6 exports定义getter
/******/     __webpack_require__.d = function(exports, name, getter) {
/******/         if(!__webpack_require__.o(exports, name)) { // 假如exports本身不含有name这个属性
/******/             Object.defineProperty(exports, name, {
/******/                 configurable: false,
/******/                 enumerable: true,
/******/                 get: getter
/******/             });
/******/         }
/******/     };
/******/
/******/     // getDefaultExport function for compatibility with non-harmony modules 解决ES module和Common js module的冲突，ES则返回module['default']
/******/     __webpack_require__.n = function(module) {
/******/         var getter = module && module.__esModule ?
/******/             function getDefault() { return module['default']; } :
/******/             function getModuleExports() { return module; };
/******/         __webpack_require__.d(getter, 'a', getter);
/******/         return getter;
/******/     };
/******/
/******/     // Object.prototype.hasOwnProperty.call
/******/     __webpack_require__.o = function(object, property) { return Object.prototype.hasOwnProperty.call(object, property); };
/******/
/******/     // __webpack_public_path__ webpack配置下的公共路径
/******/     __webpack_require__.p = "";
/******/
/******/     // Load entry module and return exports 最后执行entry模块并且返回它的暴露内容
/******/     return __webpack_require__(__webpack_require__.s = 0);
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, exports) {

console.log('hello world');


/***/ })
/******/ ]);

整体流程是怎样的呢

  • 传入module数组

  • 调用webpack_require(webpack_require.s = 0)

  • 构造module对象，放入缓存

  • 调用module,传入相应参数modules[moduleId].call(module.exports, module, module.exports, webpack_require); （这里exports会被函数内部的东西修改）
  • 标记module对象已经加载完毕

  • 返回模块暴露的内容（注意到上面函数传入了module.exports,可以对引用进行修改）

  • 模块函数中传入module, module.exports, webpack_require

  • 执行过程中通过对上面三者的引用修改，完成变量暴露和引用

webpack模块机制是怎样的

我们可以去官网看下webpack模块

https://doc.webpack-china.org/concepts/modules#-webpack-
webpack 模块能够以各种方式表达它们的依赖关系，几个例子如下：

  • ES2015 import 语句
  • CommonJS require() 语句
  • AMD define 和 require 语句
  • css/sass/less 文件中的 @import 语句。
  • 样式(url(…))或 HTML 文件()中的图片链接(image url)

强大的webpack模块可以兼容各种模块化方案，并且无侵入性(non-opinionated)

我们可以再编写例子一探究竟

CommonJS

修改src/index.js

var cj = require('./cj.js');

console.log('hello world');
cj();

新增src/cj.js，保持前面例子其他不变

// src/cj.js
function a() {
    console.log("CommonJS");
}
module.exports = a;

再次运行webpack

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
  //... 省略代码
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, exports, __webpack_require__) {

let cj = __webpack_require__(1);

console.log('hello world');
cj();


/***/ }),
/* 1 */
/***/ (function(module, exports) {

function a() {
    console.log("CommonJS");
}
module.exports = a;


/***/ })
/******/ ]);

我们可以看到模块数组多了个引入的文件，然后index.js模块函数多了个参数webpack_require，去引用文件（webpack_require在上一节有介绍），整体上就是依赖的模块修改了module.exports，然后主模块执行依赖模块，获取exports即可

ES2015 import

新增src/es.js

// src/es.js
export default function b() {
    console.log('ES Modules');
}

修改src/index.js

// src/index.js
import es from './es.js';

console.log('hello world');
es();

webpack.config.js不变，执行webpack

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
// ... 省略代码
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

"use strict";
Object.defineProperty(__webpack_exports__, "__esModule", { value: true });
/* harmony import */ var __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__es_js__ = __webpack_require__(1);


console.log('hello world');
Object(__WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__es_js__["a" /* default */])();


/***/ }),
/* 1 */
/***/ (function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

"use strict";
/* harmony export (immutable) */ __webpack_exports__["a"] = b;
function b() {
    console.log('ES Modules');
}


/***/ })
/******/ ]);

我们可以看到它们都变成了严格模式，webpack自动采用的

表现其实跟CommonJS相似，也是传入export然后修改，在主模块再require进来，

我们可以看到这个

Object.defineProperty(__webpack_exports__, "__esModule", { value: true });

这个干嘛用的？其实就是标记当前的exports是es模块，还记得之前的webpack_require.n吗，我们再拿出来看看

/******/     // getDefaultExport function for compatibility with non-harmony modules 解决ES module和Common js module的冲突，ES则返回module['default']
/******/     __webpack_require__.n = function(module) {
/******/         var getter = module && module.__esModule ?
/******/             function getDefault() { return module['default']; } :
/******/             function getModuleExports() { return module; };
/******/         __webpack_require__.d(getter, 'a', getter);
/******/         return getter;
/******/     };

为了避免跟非ES Modules冲突？冲突在哪里呢？
其实这部分如果你看到babel转换ES Modules源码就知道了，为了兼容模块，会把ES Modules直接挂在exports.default上，然后加上__esModule属性，引入的时候判断一次是否是转换模块，是则引入module[‘default’]，不是则引入module

我们再多引入几个ES Modules看看效果

// src/es.js
export function es() {
    console.log('ES Modules');
}

export function esTwo() {
    console.log('ES Modules Two');
}

export function esThree() {
    console.log('ES Modules Three');
}

export function esFour() {
    console.log('ES Modules Four');
}

我们多引入esTwo和esFour，但是不使用esFour

// src/index.js
import { es, esTwo, esFour} from './es.js';

console.log('hello world');
es();
esTwo();

得出

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
// ...
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

"use strict";
Object.defineProperty(__webpack_exports__, "__esModule", { value: true });
/* harmony import */ var __WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__es_js__ = __webpack_require__(1);


console.log('hello world');
Object(__WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__es_js__["a" /* es */])();
Object(__WEBPACK_IMPORTED_MODULE_0__es_js__["b" /* esTwo */])();


/***/ }),
/* 1 */
/***/ (function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

"use strict";
/* harmony export (immutable) */ __webpack_exports__["a"] = es;
/* harmony export (immutable) */ __webpack_exports__["b"] = esTwo;
/* unused harmony export esThree */
/* unused harmony export esFour */
function es() {
    console.log('ES Modules');
}

function esTwo() {
    console.log('ES Modules Two');
}

function esThree() {
    console.log('ES Modules Three');
}

function esFour() {
    console.log('ES Modules Four');
}



/***/ })
/******/ ]);

嗯嗯其实跟前面是一样的，举出这个例子重点在哪里呢，有没有注意到注释中

/* unused harmony export esThree */
/* unused harmony export esFour */

esThree是我们没有引入的模块，esFour是我们引用但是没有使用的模块，webpack均对它们做了unused的标记，其实这个如果你使用了webpack插件uglify，通过标记，就会把esThree和esFour这两个未使用的代码消除（其实它就是tree-shaking)

AMD

我们再来看看webpack怎么支持AMD

新增src/amd.js

// src/amd.js
define([
],function(){
    return {
        amd:function(){
            console.log('AMD');
        }
    };
});

修改index.js

// src/index.js
define([
    './amd.js'
],function(amdModule){
    amdModule.amd();
});

得到

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
// ... 省略代码
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, exports, __webpack_require__) {

var __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__, __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__;!(__WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__ = [
    __webpack_require__(1)
], __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ = function(amdModule){
    amdModule.amd();
}.apply(exports, __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__),
                __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ !== undefined && (module.exports = __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__));


/***/ }),
/* 1 */
/***/ (function(module, exports, __webpack_require__) {

var __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__, __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__;!(__WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__ = [
], __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ = function(){
    return {
        amd:function(){
            console.log('AMD');
        }
    };
}.apply(exports, __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__),
                __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ !== undefined && (module.exports = __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__));


/***/ })
/******/ ]);

先看amd.js整理一下代码

function(module, exports, __webpack_require__) {
    var __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__,
        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__;

    !(
        __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__ = [],

        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ = function() {
            return {
                amd: function() {
                    console.log('AMD');
                }
            };
        }.apply(exports, __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__),

        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ !== undefined &&
        (module.exports = __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__)

    );
})

简单来讲收集define Array然后置入返回函数，根据参数获取依赖

apply对数组拆解成一个一个参数

再看index.js模块部分

function(module, exports, __webpack_require__) {

    var __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__,
        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__;
    !(
        __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__ = [__webpack_require__(1)],
        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ = function(amdModule) {
                amdModule.amd();
        }.apply(exports, __WEBPACK_AMD_DEFINE_ARRAY__),

        __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__ !== undefined && 
        (module.exports = __WEBPACK_AMD_DEFINE_RESULT__)
    );
}

其实就是引入了amd.js暴露的{amd:[Function: amd]}

css/image?

css和image也可以成为webpack的模块，这是令人震惊的，这就不能通过普通的hack commonjs或者函数调用简单去调用了，这就是anything to JS，它就需要借助webpack loader去实现了

像css就是转换成一段js代码，通过处理，调用时就是可以用js将这段css插入到style中，image也类似，这部分就不详细阐述了，有兴趣的读者可以深入去研究

webpack3新特性

我们可以再顺便看下webpack3新特性的表现
具体可以看这里https://medium.com/webpack/webpack-3-official-release-15fd2dd8f07b

Scope Hoisting

我们可以发现模块数组是一个一个独立的函数然后闭包引用webpack主函数的相应内容，每个模块都是独立的，然后带来的结果是在浏览器中执行速度变慢，然后webpack3学习了Closure Compiler和RollupJS这两个工具，连接所有闭包到一个闭包里，放入一个函数，让执行速度更快,并且整体代码体积也会有所缩小

我们可以实际看一下效果（要注意的是这个特性只支持ES Modules,是不支持CommonJs和AMD的）
使用上面的例子，配置webpack.config.js，增加new webpack.optimize.ModuleConcatenationPlugin()

const path = require('path');
const webpack = require('webpack');

module.exports = {
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist')
  },
  module: {
  },
  plugins: [
    new webpack.optimize.ModuleConcatenationPlugin(),
  ]
};

打包

/******/ (function(modules) { // webpackBootstrap
// ... 省略代码
/******/ })
/************************************************************************/
/******/ ([
/* 0 */
/***/ (function(module, __webpack_exports__, __webpack_require__) {

"use strict";
Object.defineProperty(__webpack_exports__, "__esModule", { value: true });

// CONCATENATED MODULE: ./src/es.js
function es() {
    console.log('ES Modules');
}

function esTwo() {
    console.log('ES Modules Two');
}

function esThree() {
    console.log('ES Modules Three');
}

function esFour() {
    console.log('ES Modules Four');
}


// CONCATENATED MODULE: ./src/index.js
// src/index.js


console.log('hello world');
es();


/***/ })
/******/ ]);

我们可以惊喜的发现没有什么require了，它们拼接成了一个函数，good!?

Magic Comments

code splitting是webpack一个重点特性之一，涉及到要动态引入的时候，webpack可以使用 require.ensure去实现，后来webpack2支持使用了符合 ECMAScript 提案 的 import() 语法，但是它有个不足之处，无法指定chunk的名称chunkName,为了解决这个问题，出现了Magic Comments，支持用注释的方式去指定，如下

import(/* webpackChunkName: "my-chunk-name" */ 'module');

小结

webpack是一个强大的模块打包工具，在处理依赖、模块上都很优秀，本文从bundle.js文件分析出发去探索了不同模块方案的加载机制，初步去理解webpack，并且对webpack3特性进行阐述，当然，webpack还有很多地方需要去探索深究，敬请期待以后的文章吧～