深入webpack打包原理及loader和plugin的实现

一、Webpack的打包原理

Webpack 是一个现代化的 JavaScript 应用程序打包器。Webpack 会读取你的应用程序并构建一个依赖关系图，然后根据这个图创建一个打包文件。在打包的过程中，Webpack 的核心功能包括模块解析器、依赖关系解析器、代码生成器和打包器等。Webpack 的打包流程大体可以分为如下几个阶段：

1. 初始化阶段：读取配置文件，创建Compiler对象，加载所有的插件，等等；

2. 编译阶段：通过调用 Compiler 对象提供的 run 方法来进行编译，主要是如下几个过程：

3. 根据 entry 和其依赖的模块，构建成 AST 树，然后经过转换器进行语法转换、附加前置、后置、中间模块等操作转换器；

4. 根据不同类型的模块，对模块进行相应的处理(姑且称之为 load)，例如: 解析模块依赖(package.json, CommonJS, ES6 等)，处理样式文件、图片等文件引用等；

5. 对模块进行封装，生成完成的 Chunk 对象；

6. 输出阶段：对 Chunk 进行优化、压缩、最终的输出文件等操作。

下面我们重点关注在编译阶段中，webpack是如何对模块进行处理的。

二、Loader的实现

在Webpack中，Loader是一个文件转换器，它专门用于处理资源文件，将入口文件和依赖文件都作为参数传入。Webpack 会通过读取配置文件的module.rules属性，来决定用哪个Loader进行处理。其实现基本流程可以简述为：

1. 读取配置文件，解析出module.rules下的所有正则表达式对象，并通过正则对象来匹配module下的模块文件；

2. 根据匹配的Loader对文件进行相应的转换处理等操作；

3. 返回转换好的内容。

有关 Loader 实现的两个示例：

1. 常用的文件转换

常用 Loader 中的一种是处理样式文件的 style-loader 和 css-loader，它们的作用是将 css 样式文件打包到 JavaScript 文件中，目的是为了提高浏览器的加载速度。

例如 css-loader 可以解析 CSS 文件，并将 CSS 文件转换成一个字符串，然后交给 style-loader 处理，style-loader 可以在 HTML 文件中插入一段 style 标签，然后将 CSS 字符串放入 style 标签中。

// css-loader.js
module.exports = function(source) {
  return JSON.stringify(source); // 将 css 转为字符串
}

// style-loader.js
module.exports = function(cssString) {
  const style = document.createElement('style');
  style.innerText = cssString; // 内联CSS
  document.head.appendChild(style); // 将style标签插入HTML
}

2. Babel转换器

常见的一个Loader是 Bable-loader，用于将 ES6 或更高的语法或其他语言转成浏览器支持的语法。

例如，将 ES6 代码转换成 ES5 代码：

// babel-loader.js
const babelCore = require('@babel/core');

module.exports = function(source) {
  const { code } = babelCore.transform(source, {
    presets: [
      ['@babel/preset-env', { targets: 'last 2 versions, >1%, not dead' }]
    ]
  });
  return code;
}

三、Plugin的实现

Plugin是可以影响Webpack的构建流程，并将在整个构建流程中“挂载”在Webpack的钩子上。Webpack的运行过程被定义为一个生命周期，而 Plugin 就是在 Webpack 生命周期中，将要被执行的代码。

常见的Plugin有：html-webpack-plugin插件可以在打包完成后，将打包生成的 js 自动引入到 html 页面中；clean-webpack-plugin插件可以在打包前自动清理输出目录；copy-webpack-plugin插件可以将需要转换成 ES5 代码的 js 文件从 dist 目录中COPY 到 dist/es5 目录中等等。

Plugin的实现基本流程可以简述为：

1. 在Webpack生命周期中通过生命周期钩子来获得Webpack中要处理的‘资源’。

2. 通过‘资源’创建新的‘资源’，并将这些‘资源’添加到Webpack构建流程中。

3. 完成插件（Plugin）的生命周期

有关 Plugin 实现的两个示例：

1. html-webpack-plugin插件

样式通常会以 link 标签或者 style 标签的形式插入到 HTML 中。针对这点，我们可以实现一个插件，自动向 HTML 文件中添加 link 或 style 标签，这样在浏览器中访问时，就可以自动加载样式。

const HtmlWebpackPlugin = require('html-webpack-plugin');

class AutoInsertStylePlugin {
  apply(compiler) {
    compiler.hooks.emit.tapAsync('AutoInsertStylePlugin', (compliation, callback) => {
      const htmlFileName = 'index.html'; // 设置需要插入 link 或 style 标签的HTML 文件名
      let htmlFileContent = null;

      for (const asset of compliation.assets) {
        const [fileName, fileContent] = Object.entries(asset)[0];
        if (fileName === htmlFileName) {
          htmlFileContent = fileContent.source(); // 读取 HTML 的文件内容
          break;
        }
      }

      if (!htmlFileContent) {
        callback();
        return;
      }

      const styleContent = ''; // 通过某种方式获得样式内容

      const styles = `<style>${styleContent}</style>`;
      const updatedFileContent = htmlFileContent.replace(/<\/head>/, + styles + '</head>'); // 通过正则将新的样式内容添加到 HTML 中

      compliation.assets[htmlFileName] = {
        source: () => updatedFileContent,
        size: () => updatedFileContent.length
      }

      callback();
    });
  }
}

// 使用
module.exports = {
  plugins: [
    new HtmlWebpackPlugin(),
    new AutoInsertStylePlugin()
  ]
};

2. clean-webpack-plugin插件

const fs = require('fs');

class CleanWebpackPlugin {
  apply(compiler) {
    compiler.hooks.beforeRun.tapAsync('clean-webpack-plugin', (compiler, callback) => {
      try {
        fs.rmdirSync('./dist', { recursive: true }); // 递归删除 dist 目录以及其下的所有文件
      } catch (e) {
        console.error(`Error while deleting dist directory : ${e}`);
      }
      callback();
    });
  }
}

// 使用
module.exports = {
  plugins: [
    new CleanWebpackPlugin()
  ]
};

这个插件会在 Webpack 打包开始之前，将 dist 目录删除，防止不必要的文件增量构建，并在下一次构建开始时清空整个 dist 目录。