webpack 的工作原理

Webpack 是一个打包模块化 JavaScript 的工具，它会从 main.js (默认)出发，识别出源码中的模块化导入语句，递归的寻找出入口文件的所有依赖，把入口和其所有依赖打包到一个单独的文件中。从 Webpack2 开始，已经内置了对 ES6、CommonJS、AMD 模块化语句的支持。

基本概念

在了解 Webpack 原理前，需要掌握以下几个核心概念，以方便后面的理解：

Entry：入口，Webpack 执行构建的第一步将从 Entry 开始，可抽象成输入。
Module：模块，在 Webpack 里一切皆模块，一个模块对应着一个文件。Webpack 会从配置的 Entry 开始递归找出所有依赖的模块。
Chunk：代码块，一个 Chunk 由多个模块组合而成，用于代码合并与分割。
Loader：模块转换器，用于把模块原内容按照需求转换成新内容。
Plugin：扩展插件，在 Webpack 构建流程中的特定时机会广播出对应的事件，插件可以监听这些事件的发生，在特定时机做对应的事情。

流程概括

Webpack 的运行流程是一个串行的过程，从启动到结束会依次执行以下流程：

初始化参数：从配置文件和 Shell 语句中读取与合并参数，得出最终的参数；
开始编译：用上一步得到的参数初始化 Compiler 对象，加载所有配置的插件，执行对象的 run 方法开始执行编译；
确定入口：根据配置中的 entry 找出所有的入口文件；
编译模块：从入口文件出发，调用所有配置的 Loader 对模块进行翻译，再找出该模块依赖的模块，再递归本步骤直到所有入口依赖的文件都经过了本步骤的处理；
完成模块编译：在经过第4步使用 Loader 翻译完所有模块后，得到了每个模块被翻译后的最终内容以及它们之间的依赖关系；
输出资源：根据入口和模块之间的依赖关系，组装成一个个包含多个模块的 Chunk，再把每个 Chunk 转换成一个单独的文件加入到输出列表，这步是可以修改输出内容的最后机会；
输出完成：在确定好输出内容后，根据配置确定输出的路径和文件名，把文件内容写入到文件系统。

在以上过程中，Webpack 会在特定的时间点广播出特定的事件，插件在监听到感兴趣的事件后会执行特定的逻辑，并且插件可以调用 Webpack 提供的 API 改变 Webpack 的运行结果

这里使用了观察者模式，关于观察者模式和发布订阅模式的区别可以看这里。

流程细节

Webpack 的构建流程可以分为以下三大阶段：

初始化：启动构建，读取与合并配置参数，加载 Plugin，实例化 Compiler。
编译：从 Entry 发出，针对每个 Module 串行调用对应的 Loader 去翻译文件内容，再找到该 Module 依赖的 Module，递归地进行编译处理。
输出：对编译后的 Module 组合成 Chunk，把 Chunk 转换成文件，输出到文件系统。

如果只执行一次构建，以上阶段将会按照顺序各执行一次。如果开启监听模式则会监听文件变化可能执行多次。

在每个大阶段中又会发生很多事件，Webpack 会把这些事件广播出来供给 Plugin 使用，下面来一一介绍。

初始化阶段

事件名	解释
初始化参数	从配置文件和 Shell 语句中读取与合并参数，得出最终的参数。这个过程中还会执行配置文件中的插件实例化语句 `new Plugin()`。
实例化 Compiler	用上一步得到的参数初始化 Compiler 实例，Compiler 负责文件监听和启动编译。Compiler 实例中包含了完整的 Webpack 配置，全局只有一个 Compiler 实例。
加载插件	依次调用插件的 apply 方法，让插件可以监听后续的所有事件节点。同时给插件传入 compiler 实例的引用，以方便插件通过 compiler 调用 Webpack 提供的 API。
environment	开始应用 Node.js 风格的文件系统到 compiler 对象，以方便后续的文件寻找和读取。
entry-option	读取配置的 Entrys，为每个 Entry 实例化一个对应的 EntryPlugin，为后面该 Entry 的递归解析工作做准备。
after-plugins	调用完所有内置的和配置的插件的 apply 方法。
after-resolvers	根据配置初始化完 resolver，resolver 负责在文件系统中寻找指定路径的文件。

编译阶段

事件名	解释
run	启动一次新的编译。
watch-run	和 run 类似，区别在于它是在监听模式下启动的编译，在这个事件中可以获取到是哪些文件发生了变化导致重新启动一次新的编译。
compile	该事件是为了告诉插件一次新的编译将要启动，同时会给插件带上 compiler 对象。
compilation	当 Webpack 以开发模式运行时，每当检测到文件变化，一次新的 Compilation 将被创建。一个 Compilation 对象包含了当前的模块资源、编译生成资源、变化的文件等。Compilation 对象也提供了很多事件回调供插件做扩展。
make	一个新的 Compilation 创建完毕，即将从 Entry 开始读取文件，根据文件类型和配置的 Loader 对文件进行编译，编译完后再找出该文件依赖的文件，递归的编译和解析。
after-compile	一次 Compilation 执行完成。
invalid	当遇到文件不存在、文件编译错误等异常时会触发该事件，该事件不会导致 Webpack 退出。

在编译阶段中，最重要的要数 compilation 事件了，因为在 compilation 阶段调用了 Loader 完成了每个模块的转换操作，在 compilation 阶段又包括很多小的事件，它们分别是：

事件名	解释
build-module	使用对应的 Loader 去转换一个模块。
normal-module-loader	在用 Loader 对一个模块转换完后，使用 acorn 解析转换后的内容，输出对应的抽象语法树（AST），以方便 Webpack 后面对代码的分析。
program	从配置的入口模块开始，分析其 AST，当遇到 `require` 等导入其它模块语句时，便将其加入到依赖的模块列表，同时对新找出的依赖模块递归分析，最终搞清所有模块的依赖关系。
seal	所有模块及其依赖的模块都通过 Loader 转换完成后，根据依赖关系开始生成 Chunk。

输出阶段

事件名	解释
should-emit	所有需要输出的文件已经生成好，询问插件哪些文件需要输出，哪些不需要。
emit	确定好要输出哪些文件后，执行文件输出，可以在这里获取和修改输出内容。
after-emit	文件输出完毕。
done	成功完成一次完成的编译和输出流程。
failed	如果在编译和输出流程中遇到异常导致 Webpack 退出时，就会直接跳转到本步骤，插件可以在本事件中获取到具体的错误原因。

在输出阶段已经得到了各个模块经过转换后的结果和其依赖关系，并且把相关模块组合在一起形成一个个 Chunk。在输出阶段会根据 Chunk 的类型，使用对应的模版生成最终要要输出的文件内容。

优化

按需加载

在给单页应用做按需加载优化时，一般采用以下原则：

把整个网站划分成一个个小功能，再按照每个功能的相关程度把它们分成几类。
把每一类合并为一个 Chunk，按需加载对应的 Chunk。
对于用户首次打开你的网站时需要看到的画面所对应的功能，不要对它们做按需加载，而是放到执行入口所在的 Chunk 中，以降低用户能感知的网页加载时间。
对于个别依赖大量代码的功能点，例如依赖 Chart.js 去画图表、依赖 flv.js 去播放视频的功能点，可再对其进行按需加载。

被分割出去的代码的加载需要一定的时机去触发，也就是当用户操作到了或者即将操作到对应的功能时再去加载对应的代码。被分割出去的代码的加载时机需要开发者自己去根据网页的需求去衡量和确定。

由于被分割出去进行按需加载的代码在加载的过程中也需要耗时，你可以预测用户接下来可能会进行的操作，并提前加载好对应的代码，从而让用户感知不到网络加载时间。

bundle.js 能直接运行在浏览器中的原因在于输出的文件中通过 __webpack_require__ 函数定义了一个可以在浏览器中执行的加载函数来模拟 Node.js 中的 require 语句。

原来一个个独立的模块文件被合并到了一个单独的 bundle.js 的原因在于浏览器不能像 Node.js 那样快速地去本地加载一个个模块文件，而必须通过网络请求去加载还未得到的文件。如果模块数量很多，加载时间会很长，因此把所有模块都存放在了数组中，执行一次网络加载。

如果仔细分析 __webpack_require__ 函数的实现，你还有发现 Webpack 做了缓存优化： 执行加载过的模块不会再执行第二次，执行结果会缓存在内存中，当某个模块第二次被访问时会直接去内存中读取被缓存的返回值。

webpackJsonp 用于从异步加载的文件中安装模块。

在使用了 CommonsChunkPlugin 去提取公共代码时输出的文件和使用了异步加载时输出的文件是一样的，都会有 __webpack_require__.e 和 webpackJsonp。原因在于提取公共代码和异步加载本质上都是代码分割。

3 编写 Loader

一个 Loader 的职责是单一的，只需要完成一种转换。如果一个源文件需要经历多步转换才能正常使用，就通过多个 Loader 去转换。在调用多个 Loader 去转换一个文件时，每个 Loader 会链式的顺序执行，第一个 Loader 将会拿到需处理的原内容，上一个 Loader 处理后的结果会传给下一个接着处理，最后的 Loader 将处理后的最终结果返回给 Webpack。

由于 Webpack 是运行在 Node.js 之上的，一个 Loader 其实就是一个 Node.js 模块，这个模块需要导出一个函数。这个导出的函数的工作就是获得处理前的原内容，对原内容执行处理后，返回处理后的内容。

Loader 有同步和异步之分，上面介绍的 Loader 都是同步的 Loader，因为它们的转换流程都是同步的，转换完成后再返回结果。但在有些场景下转换的步骤只能是异步完成的，例如你需要通过网络请求才能得出结果，如果采用同步的方式网络请求就会阻塞整个构建，导致构建非常缓慢。

module.exports = function(source) {
    // 告诉 Webpack 本次转换是异步的，Loader 会在 callback 中回调结果
    var callback = this.async();
    someAsyncOperation(source, function(err, result, sourceMaps, ast) {
        // 通过 callback 返回异步执行后的结果
        callback(err, result, sourceMaps, ast);
    });
};

原理总结

Webpack 是一个庞大的 Node.js 应用，如果你阅读过它的源码，你会发现实现一个完整的 Webpack 需要编写非常多的代码。但你无需了解所有的细节，只需了解其整体架构和部分细节即可。

对 Webpack 的使用者来说，它是一个简单强大的工具；对 Webpack 的开发者来说，它是一个扩展性的高系统。

Webpack 之所以能成功，在于它把复杂的实现隐藏了起来，给用户暴露出的只是一个简单的工具，让用户能快速达成目的。同时整体架构设计合理，扩展性高，开发扩展难度不高，通过社区补足了大量缺失的功能，让 Webpack 几乎能胜任任何场景。

通过本章的学习，希望你不仅能学会如何编写 Webpack 扩展，也能从中领悟到如何设计好的系统架构。

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# webpack 的工作原理

# 基本概念

# 流程概括

# 流程细节

# 初始化阶段

# 编译阶段

# 输出阶段

# 优化

# 按需加载

# 3 编写 Loader

# 原理总结