JavaScript前端构建工具原理的理解

2024-04-02 19:04:59 412人浏览独家记忆

摘要

目录前言构建工具的前世今生YUI Tool + AntGrunt / Gulpwebpack / Rollup / ParcelVite / Esbuildjs 模块化的发展史和构建

前言

最近有幸在前端团队里面做了一次关于 WEBpack 的技术分享。在分享的准备过程中，为了能让大家更好的理解 webpack，特意对市面上以前和现在流行的构建工具做了一个梳理总结。在整理和分享的过程中，获益匪浅，对前端构建工具有了新的认识。在这里，将自己的一些思考总结写出来，希望也能给到对构建工具同样感兴趣的同学一点帮助。

本文的目录结构如下:

构建工具的前世今生
js 模块化的发展史和构建工具的变化
结束语

构建工具的前世今生

谈到构建工具，大家首先想到的肯定就是 Webpack 以及现在最?的 Vite。Webpack，功能强大，生态丰富，从面世到今天，一直是很受大家欢迎；Vite 采用 unbundle 构建模式，带来了极致的开发体验，给开发人员以新的选择。

在这两个构建工具之外，还有其他的构建工具，如和 Webpack、Vite 类似的 Rollup、Parcel、Esbuild，自动化构建工具 grunt、gulp，以及更加久远的 YUI Tool。

这些工具的存在，构成了前端构建工具的发展史。

YUI Tool + Ant

YUI tool 是 07 年左右出现的一个构建工具，功能比较简单，用于压缩混淆 CSS 和 js 代码，需要配合 java 的 Ant 使用。

当时 web 应用开发主要采用 JSP，还不像现在这样前后端分离，通常是由 java 开发人员来编写 js、css 代码，前端代码都是和后端 java 代码放在一起的。因此前端代码的压缩混淆也就基于 java 实现了。

Grunt / Gulp

Grunt / Gulp 都是运行在 node 环境上的自动化工具。

在开发过程中，我们可以将一些常见操作如解析 html、es6 代码转换为 es5、less / sass 代码转换为 css 代码、代码检查、代码压缩、代码混淆配置成一系列任务，然后通过 Grunt / Gulp 自动执行这些任务。

Grunt 和 Gulp 的不同点：

使用 Grunt的过程中，会产生一些中间态的临时文件。一些任务生成临时文件，其它任务可能会基于临时文件再做处理并生成最终的构建后文件，导致出现多次 I/O。
Gulp 有文件流的概念，通过管道将多个任务和操作连接起来，不会产生临时文件，减少了 I/O 操作，流程更清晰，更纯粹，大大加快了构建的速度。

Webpack / Rollup / Parcel

Webpack、Rollup、Parcel 统称为静态模块打包器。

这一类构建工具，通常需要指定入口 - entry，然后以 entry 为起点，通过分析整个项目内各个源文件之间的依赖关系，构建一个模块依赖图 - module graph，然后再将 module graph 分离为三种类型的 bundle: entry 所在的 initial bundle、lazy load 需要的 async bundle 和自定义分离规则的 custome bundle。

这几个构建工具各有优势:

Webpack 大而全，配置灵活，生态丰富，是构建工具的首选。
Parcel 号称零配置，使用简单，适合不太需要定制化构建的项目使用。
Rollup 推崇 ESM 标准开发，打包出来的代码干净，适用于组件库开发。

Vite / Esbuild

新一代构建工具。

esbuild, 基于 Go 语言实现，代码直接编译成机器码(不用像 js 那样先解析为字节码，再编译为机器码)，构建速度比 webpack 更快。

vite, 开发模式下借助浏览器对 ESM 的支持，采用 nobundle 的方式进行构建，能提供极致的开发体验；生产模式下则基于 rollup 进行构建。

js 模块化的发展史和构建工具的变化

javascript 语言设计之初，只是作为一个简单的脚本语言用来丰富网站的功能，并不像 java、c++ 那样有 module 的概念，发展到现在的模样，也经历了相当长的时间。

这段时间，可以简单归纳为：

青铜时代 - no module；
白银时代 - cjs、amd、cmd、umd、esm 相继出现；
黄金时代 - 组件模块化；

不同的时代，构建工具也不同。

青铜时代

由于没有 module 的概念, javascript 无法在语言层面实现模块之间的相互隔离、相互依赖，只能由开发人员手动处理。

相应的，早期的 web 开发也比较简单甚至简陋:

通过对象、iife(或者闭包)的方式实现模块隔离；
通过手动确定 script 的加载顺序确定模块之间的依赖关系。
jsp 开发模式，没有专门的前端，html、js、css 代码通常也由后端开发人员编写。

为了节省带宽和保密，通常需要对前端代码做压缩混淆处理。这个时候，构建工具为 YUI Tool + Ant。

白银时代

chrome v8 引擎和 node 的横空出世，给前端带来了无限的可能。

同时，javascript 的模块化标准也有了新的发展:

commonjs 规范，适用于 node 环境开发。
amd、cmd 规范，适用于浏览器环境。
umd，兼容 amd、commonjs，代码可以同时运行在浏览器和 node 环境。
ESM，即 ES6 module(这个时候还不是很成熟)；

同时还出现了 less、sass、 es6、 jslint、 eslint、typescript 等新的东西，前端角色也开始承担越来越重要的作用，慢慢的独立出来。

有了 node 提供的平台，大量的工具开始涌现:

requirejs 提供的 r.js 插件，可以分析 amd 模块依赖关系、合并压缩 js、优化 css；
less / sass 插件，可以将 less / sass 代码转化为 css 代码；
babel，可以将 es6 转化为 es5；
typescript，将 ts 编译为 js；
jslint / eslint，代码检查；
...

这个时候，我们可以将上面的的这些操作配置成一个个任务，然后通过 Grunt / Gulp 自动执行任务。

黄金时代

基于 angular、Vue、React 三大框架和 Webpack 的使用，组件模块化成为前端开发的主流模式。同时 ESM 规范也原来越成熟，被更多的浏览器支持。

以 React 和 Webpack 为例，通常我们会将一个应用涉及到的所有的功能拆分为一个个组件，如路由组件、页面组件、表单组件、表格组件等，一个组件对应一个源文件，然后通过 Webpack 将这些源文件打包。在开发过程中，还会通过 Webpack 开启一个 local server，实时查看代码的运行效果。

Webpack 是一个静态模块打包器，它会以 entry 指定的入口文件为起点，分析整个项目内各个源文件之间的依赖关系，构建一个模块依赖图 - module graph，然后将 module graph 分离为多个 bundle。在构建 module graph 的过程中，会使用 loader 处理源文件，将它们转化为浏览器可以是识别的 js、css、image、音视频等。

随着时间的发展， Webpack 的功能越来越来强大，也迎来诸多对手。

Webpack1
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Rollup 出现(推崇 ESM 规范，可以实现 tree shaking, 打包出来的代码更干净)
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Webpack2(也实现了 tree shaking, 但是配置还是太繁琐了)
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Parcel (号称 0 配置)
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Webpack4(通过 mode 确定 development 和 production 模式，各个模式有自己的默认配置)
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Webpack5(持久化缓存、module federation)
Esbuild(采用 go 语言开发，比 Webpack 更快)
Vite(推崇 ESM 规范，开发模式采用 nobundle，更好的开发体验)

丰富的构建工具，形成了百花绽放的局面，可用于不同的情形，给开发人员带来了越来越多的选择。