webpack系列-插件机制杂记

系列文章

Webpack系列-第一篇基础杂记
Webpack系列-第二篇插件机制杂记
Webpack系列-第三篇流程杂记

前言

webpack本身并不难，他所完成的各种复杂炫酷的功能都依赖于他的插件机制。或许我们在日常的开发需求中并不需要自己动手写一个插件，然而，了解其中的机制也是一种学习的方向，当插件出现问题时，我们也能够自己来定位。

Tapable

Webpack的插件机制依赖于一个核心的库， Tapable。
在深入webpack的插件机制之前，需要对该核心库有一定的了解。

Tapable是什么

tapable 是一个类似于nodejs 的EventEmitter 的库, 主要是控制钩子函数的发布与订阅。当然，tapable提供的hook机制比较全面，分为同步和异步两个大类(异步中又区分异步并行和异步串行)，而根据事件执行的终止条件的不同，由衍生出 Bail/Waterfall/Loop 类型。

Tapable的使用 （该小段内容引用文章）

基本使用：

const {
  SyncHook
} = require('tapable')

// 创建一个同步 Hook，指定参数
const hook = new SyncHook(['arg1', 'arg2'])

// 注册
hook.tap('a', function (arg1, arg2) {
    console.log('a')
})

hook.tap('b', function (arg1, arg2) {
    console.log('b')
})

hook.call(1, 2)

钩子类型：

BasicHook：执行每一个，不关心函数的返回值，有SyncHook、AsyncParallelHook、AsyncSeriesHook。

BailHook：顺序执行 Hook，遇到第一个结果result!==undefined则返回，不再继续执行。有：SyncBailHook、AsyncSeriseBailHook, AsyncParallelBailHook。

什么样的场景下会使用到 BailHook 呢？设想如下一个例子：假设我们有一个模块 M，如果它满足 A 或者 B 或者 C 三者任何一个条件，就将其打包为一个单独的。这里的 A、B、C 不存在先后顺序，那么就可以使用 AsyncParallelBailHook 来解决:

x.hooks.拆分模块的Hook.tap('A', () => {
   if (A 判断条件满足) {
     return true
   }
 })
 x.hooks.拆分模块的Hook.tap('B', () => {
   if (B 判断条件满足) {
     return true
   }
 })
 x.hooks.拆分模块的Hook.tap('C', () => {
   if (C 判断条件满足) {
     return true
   }
 })

如果 A 中返回为 true，那么就无须再去判断 B 和 C。
但是当 A、B、C 的校验，需要严格遵循先后顺序时，就需要使用有顺序的 SyncBailHook(A、B、C 是同步函数时使用) 或者 AsyncSeriseBailHook(A、B、C 是异步函数时使用)。

WaterfallHook：类似于 reduce，如果前一个 Hook 函数的结果 result !== undefined，则 result 会作为后一个 Hook 函数的第一个参数。既然是顺序执行，那么就只有 Sync 和 AsyncSeries 类中提供这个Hook：SyncWaterfallHook，AsyncSeriesWaterfallHook
当一个数据，需要经过 A，B，C 三个阶段的处理得到最终结果，并且 A 中如果满足条件 a 就处理，否则不处理，B 和 C 同样，那么可以使用如下

x.hooks.tap('A', (data) => {
   if (满足 A 需要处理的条件) {
     // 处理数据 data
     return data
   } else {
     return
   }
 })
x.hooks.tap('B', (data) => {
   if (满足B需要处理的条件) {
     // 处理数据 data
     return data
   } else {
     return
   }
 })
 x.hooks.tap('C', (data) => {
   if (满足 C 需要处理的条件) {
     // 处理数据 data
     return data
   } else {
     return
   }
 })

LoopHook：不停的循环执行 Hook，直到所有函数结果 result === undefined。同样的，由于对串行性有依赖，所以只有 SyncLoopHook 和 AsyncSeriseLoopHook （PS：暂时没看到具体使用 Case）

Tapable的源码分析

Tapable 基本逻辑是，先通过类实例的 tap 方法注册对应 Hook 的处理函数， 这里直接分析sync同步钩子的主要流程，其他的异步钩子和拦截器等就不赘述了。

const hook = new SyncHook(['arg1', 'arg2'])

从该句代码， 作为源码分析的入口，

class SyncHook extends Hook {
    // 错误处理，防止调用者调用异步钩子
    tapAsync() {
        throw new Error("tapAsync is not supported on a SyncHook");
    }
    // 错误处理，防止调用者调用promise钩子
    tapPromise() {
        throw new Error("tapPromise is not supported on a SyncHook");
    }
    // 核心实现
    compile(options) {
        factory.setup(this, options);
        return factory.create(options);
    }
}

从类SyncHook看到， 他是继承于一个基类Hook， 他的核心实现compile等会再讲， 我们先看看基类Hook

// 变量的初始化
constructor(args) {
    if (!Array.isArray(args)) args = [];
    this._args = args;
    this.taps = [];
    this.interceptors = [];
    this.call = this._call;
    this.promise = this._promise;
    this.callAsync = this._callAsync;
    this._x = undefined;
}

初始化完成后， 通常会注册一个事件， 如：

// 注册
hook.tap('a', function (arg1, arg2) {
    console.log('a')
})

hook.tap('b', function (arg1, arg2) {
    console.log('b')
})

很明显， 这两个语句都会调用基类中的tap方法：

tap(options, fn) {
    // 参数处理
    if (typeof options === "string") options = { name: options };
    if (typeof options !== "object" || options === null)
        throw new Error(
            "Invalid arguments to tap(options: Object, fn: function)"
        );
    options = Object.assign({ type: "sync", fn: fn }, options);
    if (typeof options.name !== "string" || options.name === "")
        throw new Error("Missing name for tap");
    // 执行拦截器的register函数， 比较简单不分析
    options = this._runRegisterInterceptors(options);
    // 处理注册事件
    this._insert(options);
}

从上面的源码分析， 可以看到_insert方法是注册阶段的关键函数， 直接进入该方法内部

_insert(item) {
    // 重置所有的 调用 方法
    this._resetCompilation();
    // 将注册事件排序后放进taps数组
    let before;
    if (typeof item.before === "string") before = new Set([item.before]);
    else if (Array.isArray(item.before)) {
        before = new Set(item.before);
    }
    let stage = 0;
    if (typeof item.stage === "number") stage = item.stage;
    let i = this.taps.length;
    while (i > 0) {
        i--;
        const x = this.taps[i];
        this.taps[i + 1] = x;
        const xStage = x.stage || 0;
        if (before) {
            if (before.has(x.name)) {
                before.delete(x.name);
                continue;
            }
            if (before.size > 0) {
                continue;
            }
        }
        if (xStage > stage) {
            continue;
        }
        i++;
        break;
    }
    this.taps[i] = item;
}
}

_insert主要是排序tap并放入到taps数组里面， 排序的算法并不是特别复杂，这里就不赘述了， 到了这里， 注册阶段就已经结束了， 继续看触发阶段。

hook.call(1, 2)  // 触发函数

在基类hook中， 有一个初始化过程，

this.call = this._call; 

Object.defineProperties(Hook.prototype, {
    _call: {
        value: createCompileDelegate("call", "sync"),
        configurable: true,
        writable: true
    },
    _promise: {
        value: createCompileDelegate("promise", "promise"),
        configurable: true,
        writable: true
    },
    _callAsync: {
        value: createCompileDelegate("callAsync", "async"),
        configurable: true,
        writable: true
    }
});

我们可以看出_call是由createCompileDelegate生成的， 往下看

function createCompileDelegate(name, type) {
    return function lazyCompileHook(...args) {
        this[name] = this._createCall(type);
        return this[name](...args);
    };
}

createCompileDelegate返回一个名为lazyCompileHook的函数，顾名思义，即懒编译， 直到调用call的时候， 才会编译出正在的call函数。

createCompileDelegate也是调用的_createCall， 而_createCall调用了Compier函数

_createCall(type) {
    return this.compile({
        taps: this.taps,
        interceptors: this.interceptors,
        args: this._args,
        type: type
    });
}  
compile(options) {
    throw new Error("Abstract: should be overriden");
}

可以看到compiler必须由子类重写， 返回到syncHook的compile函数， 即我们一开始说的核心方法

class SyncHookCodeFactory extends HookCodeFactory {
    content({ onError, onResult, onDone, rethrowIfPossible }) {
        return this.callTapsSeries({
            onError: (i, err) => onError(err),
            onDone,
            rethrowIfPossible
        });
    }
}

const factory = new SyncHookCodeFactory();

class SyncHook extends Hook {
    ...
    compile(options) {
        factory.setup(this, options);
        return factory.create(options);
    }
}

关键就在于SyncHookCodeFactory和工厂类HookCodeFactory， 先看setup函数，

setup(instance, options) {
  // 这里的instance 是syncHook 实例, 其实就是把tap进来的钩子数组给到钩子的_x属性里.
  instance._x = options.taps.map(t => t.fn);
}

然后是最关键的create函数， 可以看到最后返回的fn，其实是一个new Function动态生成的函数

create(options) {
  // 初始化参数,保存options到本对象this.options,保存new Hook(["options"]) 传入的参数到 this._args
  this.init(options);
  let fn;
  // 动态构建钩子,这里是抽象层,分同步, 异步, promise
  switch (this.options.type) {
    // 先看同步
    case "sync":
      // 动态返回一个钩子函数
      fn = new Function(
        // 生成函数的参数,no before no after 返回参数字符串 xxx,xxx 在
        // 注意这里this.args返回的是一个字符串,
        // 在这个例子中是options
        this.args(),
        '"use strict";\n' +
          this.header() +
          this.content({
            onError: err => `throw ${err};\n`,
            onResult: result => `return ${result};\n`,
            onDone: () => "",
            rethrowIfPossible: true
          })
      );
      break;
    case "async":
      fn = new Function(
        this.args({
          after: "_callback"
        }),
        '"use strict";\n' +
          this.header() +
          // 这个 content 调用的是子类类的 content 函数,
          // 参数由子类传,实际返回的是 this.callTapsSeries() 返回的类容
          this.content({
            onError: err => `_callback(${err});\n`,
            onResult: result => `_callback(null, ${result});\n`,
            onDone: () => "_callback();\n"
          })
      );
      break;
    case "promise":
      let code = "";
      code += '"use strict";\n';
      code += "return new Promise((_resolve, _reject) => {\n";
      code += "var _sync = true;\n";
      code += this.header();
      code += this.content({
        onError: err => {
          let code = "";
          code += "if(_sync)\n";
          code += `_resolve(Promise.resolve().then(() => { throw ${err}; }));\n`;
          code += "else\n";
          code += `_reject(${err});\n`;
          return code;
        },
        onResult: result => `_resolve(${result});\n`,
        onDone: () => "_resolve();\n"
      });
      code += "_sync = false;\n";
      code += "});\n";
      fn = new Function(this.args(), code);
      break;
  }
  // 把刚才init赋的值初始化为undefined
  // this.options = undefined;
  // this._args = undefined;
  this.deinit();

  return fn;
}

最后生成的代码大致如下， 参考文章

"use strict";
function (options) {
  var _context;
  var _x = this._x;
  var _taps = this.taps;
  var _interterceptors = this.interceptors;
// 我们只有一个拦截器所以下面的只会生成一个
  _interceptors[0].call(options);

  var _tap0 = _taps[0];
  _interceptors[0].tap(_tap0);
  var _fn0 = _x[0];
  _fn0(options);
  var _tap1 = _taps[1];
  _interceptors[1].tap(_tap1);
  var _fn1 = _x[1];
  _fn1(options);
  var _tap2 = _taps[2];
  _interceptors[2].tap(_tap2);
  var _fn2 = _x[2];
  _fn2(options);
  var _tap3 = _taps[3];
  _interceptors[3].tap(_tap3);
  var _fn3 = _x[3];
  _fn3(options);
}

ok， 以上就是Tapabled的机制， 然而本篇的主要对象其实是基于tapable实现的compile和compilation对象。不过由于他们都是基于tapable，所以介绍的篇幅相对短一点。

compile

compile是什么

compiler 对象代表了完整的 webpack 环境配置。这个对象在启动 webpack 时被一次性建立，并配置好所有可操作的设置，包括 options，loader 和 plugin。当在 webpack 环境中应用一个插件时，插件将收到此 compiler 对象的引用。可以使用 compiler 来访问 webpack 的主环境。

也就是说， compile是webpack的整体环境。

compile的内部实现

class Compiler extends Tapable {
  constructor(context) {
    super();
    this.hooks = {
      /** @type {SyncBailHook<Compilation>} */
      shouldEmit: new SyncBailHook(["compilation"]),
      /** @type {AsyncSeriesHook<Stats>} */
      done: new AsyncSeriesHook(["stats"]),
      /** @type {AsyncSeriesHook<>} */
      additionalPass: new AsyncSeriesHook([]),
      /** @type {AsyncSeriesHook<Compiler>} */
      ......
      ......
      some code
    };
    ......
    ......
    some code
}

可以看到， Compier继承了Tapable, 并且在实例上绑定了一个hook对象， 使得Compier的实例compier可以像这样使用

compiler.hooks.compile.tapAsync(
  'afterCompile',
  (compilation, callback) => {
    console.log('This is an example plugin!');
    console.log('Here’s the `compilation` object which represents a single build of assets:', compilation);

    // 使用 webpack 提供的 plugin API 操作构建结果
    compilation.addModule(/* ... */);

    callback();
  }
);

compilation

什么是compilation

compilation 对象代表了一次资源版本构建。当运行 webpack 开发环境中间件时，每当检测到一个文件变化，就会创建一个新的 compilation，从而生成一组新的编译资源。一个 compilation 对象表现了当前的模块资源、编译生成资源、变化的文件、以及被跟踪依赖的状态信息。compilation 对象也提供了很多关键时机的回调，以供插件做自定义处理时选择使用。

compilation的实现

class Compilation extends Tapable {
    /**
     * Creates an instance of Compilation.
     * @param {Compiler} compiler the compiler which created the compilation
     */
    constructor(compiler) {
        super();
        this.hooks = {
            /** @type {SyncHook<Module>} */
            buildModule: new SyncHook(["module"]),
            /** @type {SyncHook<Module>} */
            rebuildModule: new SyncHook(["module"]),
            /** @type {SyncHook<Module, Error>} */
            failedModule: new SyncHook(["module", "error"]),
            /** @type {SyncHook<Module>} */
            succeedModule: new SyncHook(["module"]),

            /** @type {SyncHook<Dependency, string>} */
            addEntry: new SyncHook(["entry", "name"]),
            /** @type {SyncHook<Dependency, string, Error>} */
        }
    }
}

具体参考上面提到的compiler实现。

编写一个插件

了解到tapablecompilercompilation之后， 再来看插件的实现就不再一头雾水了
以下代码源自官方文档

class MyExampleWebpackPlugin {
  // 定义 `apply` 方法
  apply(compiler) {
    // 指定要追加的事件钩子函数
    compiler.hooks.compile.tapAsync(
      'afterCompile',
      (compilation, callback) => {
        console.log('This is an example plugin!');
        console.log('Here’s the `compilation` object which represents a single build of assets:', compilation);

        // 使用 webpack 提供的 plugin API 操作构建结果
        compilation.addModule(/* ... */);

        callback();
      }
    );
  }
}

可以看到其实就是在apply中传入一个Compiler实例， 然后基于该实例注册事件， compilation同理， 最后webpack会在各流程执行call方法。

compiler和compilation一些比较重要的事件钩子

compier

compilation

总结

插件机制并不复杂，webpack也不复杂，复杂的是插件本身..
另外， 本应该先写流程的， 流程只能后面补上了。

引用

不满足于只会使用系列: tapable
webpack系列之二Tapable
编写一个插件
Compiler
Compilation
compiler和comnpilation钩子
看清楚真正的 Webpack 插件