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Plugin 原理

Plugin 的作用

通过插件我们可以扩展 webpack,加入自定义的构建行为,使 webpack 可以执行更广泛的任务,拥有更强的构建能力。

Plugin 工作原理

webpack 就像一条生产线,要经过一系列处理流程后才能将源文件转换成输出结果。 这条生产线上的每个处理流程的职责都是单一的,多个流程之间有存在依赖关系,只有完成当前处理后才能交给下一个流程去处理。 插件就像是一个插入到生产线中的一个功能,在特定的时机对生产线上的资源做处理。webpack 通过 Tapable 来组织这条复杂的生产线。 webpack 在运行过程中会广播事件,插件只需要监听它所关心的事件,就能加入到这条生产线中,去改变生产线的运作。 webpack 的事件流机制保证了插件的有序性,使得整个系统扩展性很好。 ——「深入浅出 Webpack」

站在代码逻辑的角度就是:webpack 在编译代码过程中,会触发一系列 Tapable 钩子事件,插件所做的,就是找到相应的钩子,往上面挂上自己的任务,也就是注册事件,这样,当 webpack 构建的时候,插件注册的事件就会随着钩子的触发而执行了。

Webpack 内部的钩子

什么是钩子

钩子的本质就是:事件。为了方便我们直接介入和控制编译过程,webpack 把编译过程中触发的各类关键事件封装成事件接口暴露了出来。这些接口被很形象地称做:hooks(钩子)。开发插件,离不开这些钩子。

Tapable

Tapable 为 webpack 提供了统一的插件接口(钩子)类型定义,它是 webpack 的核心功能库。webpack 中目前有十种 hooks,在 Tapable 源码中可以看到,他们是:

js
// https://github.com/webpack/tapable/blob/master/lib/index.js
exports.SyncHook = require('./SyncHook')
exports.SyncBailHook = require('./SyncBailHook')
exports.SyncWaterfallHook = require('./SyncWaterfallHook')
exports.SyncLoopHook = require('./SyncLoopHook')
exports.AsyncParallelHook = require('./AsyncParallelHook')
exports.AsyncParallelBailHook = require('./AsyncParallelBailHook')
exports.AsyncSeriesHook = require('./AsyncSeriesHook')
exports.AsyncSeriesBailHook = require('./AsyncSeriesBailHook')
exports.AsyncSeriesLoopHook = require('./AsyncSeriesLoopHook')
exports.AsyncSeriesWaterfallHook = require('./AsyncSeriesWaterfallHook')
exports.HookMap = require('./HookMap')
exports.MultiHook = require('./MultiHook')

Tapable 还统一暴露了三个方法给插件,用于注入不同类型的自定义构建行为:

  • tap:可以注册同步钩子和异步钩子。
  • tapAsync:回调方式注册异步钩子。
  • tapPromise:Promise 方式注册异步钩子。

Plugin 构建对象

Compiler

compiler 对象中保存着完整的 Webpack 环境配置,每次启动 webpack 构建时它都是一个独一无二,仅仅会创建一次的对象。

这个对象会在首次启动 Webpack 时创建,我们可以通过 compiler 对象上访问到 Webapck 的主环境配置,比如 loader 、 plugin 等等配置信息。

它有以下主要属性:

  • compiler.options 可以访问本次启动 webpack 时候所有的配置文件,包括但不限于 loaders 、 entry 、 output 、 plugin 等等完整配置信息。
  • compiler.inputFileSystemcompiler.outputFileSystem 可以进行文件操作,相当于 Nodejs 中 fs。
  • compiler.hooks 可以注册 tapable 的不同种类 Hook,从而可以在 compiler 生命周期中植入不同的逻辑。 compiler hooks 文档

Compilation

compilation 对象代表一次资源的构建,compilation 实例能够访问所有的模块和它们的依赖。

一个 compilation 对象会对构建依赖图中所有模块,进行编译。 在编译阶段,模块会被加载(load)、封存(seal)、优化(optimize)、 分块(chunk)、哈希(hash)和重新创建(restore)。

它有以下主要属性:

  • compilation.modules 可以访问所有模块,打包的每一个文件都是一个模块。
  • compilation.chunks chunk 即是多个 modules 组成而来的一个代码块。入口文件引入的资源组成一个 chunk,通过代码分割的模块又是另外的 chunk。
  • compilation.assets 可以访问本次打包生成所有文件的结果。
  • compilation.hooks 可以注册 tapable 的不同种类 Hook,用于在 compilation 编译模块阶段进行逻辑添加以及修改。 compilation hooks 文档

生命周期简图

Webpack 插件生命周期

开发一个插件

最简单的插件

  • plugins/test-plugin.js
js
class TestPlugin {
  constructor() {
    console.log('TestPlugin constructor()')
  }
  // 1. webpack读取配置时,new TestPlugin() ,会执行插件 constructor 方法
  // 2. webpack创建 compiler 对象
  // 3. 遍历所有插件,调用插件的 apply 方法
  apply(compiler) {
    console.log('TestPlugin apply()')
  }
}

module.exports = TestPlugin

注册 hook

js
class TestPlugin {
  constructor() {
    console.log('TestPlugin constructor()')
  }
  // 1. webpack读取配置时,new TestPlugin() ,会执行插件 constructor 方法
  // 2. webpack创建 compiler 对象
  // 3. 遍历所有插件,调用插件的 apply 方法
  apply(compiler) {
    console.log('TestPlugin apply()')

    // 从文档可知, compile hook 是 SyncHook, 也就是同步钩子, 只能用tap注册
    compiler.hooks.compile.tap('TestPlugin', (compilationParams) => {
      console.log('compiler.compile()')
    })

    // 从文档可知, make 是 AsyncParallelHook, 也就是异步并行钩子, 特点就是异步任务同时执行
    // 可以使用 tap、tapAsync、tapPromise 注册。
    // 如果使用tap注册的话,进行异步操作是不会等待异步操作执行完成的。
    compiler.hooks.make.tap('TestPlugin', (compilation) => {
      setTimeout(() => {
        console.log('compiler.make() 111')
      }, 2000)
    })

    // 使用tapAsync、tapPromise注册,进行异步操作会等异步操作做完再继续往下执行
    compiler.hooks.make.tapAsync('TestPlugin', (compilation, callback) => {
      setTimeout(() => {
        console.log('compiler.make() 222')
        // 必须调用
        callback()
      }, 1000)
    })

    compiler.hooks.make.tapPromise('TestPlugin', (compilation) => {
      console.log('compiler.make() 333')
      // 必须返回promise
      return new Promise((resolve) => {
        resolve()
      })
    })

    // 从文档可知, emit 是 AsyncSeriesHook, 也就是异步串行钩子,特点就是异步任务顺序执行
    compiler.hooks.emit.tapAsync('TestPlugin', (compilation, callback) => {
      setTimeout(() => {
        console.log('compiler.emit() 111')
        callback()
      }, 3000)
    })

    compiler.hooks.emit.tapAsync('TestPlugin', (compilation, callback) => {
      setTimeout(() => {
        console.log('compiler.emit() 222')
        callback()
      }, 2000)
    })

    compiler.hooks.emit.tapAsync('TestPlugin', (compilation, callback) => {
      setTimeout(() => {
        console.log('compiler.emit() 333')
        callback()
      }, 1000)
    })
  }
}

module.exports = TestPlugin

启动调试

通过调试查看 compilercompilation 对象数据情况。

1.package.json 配置指令

json
{
  "name": "source",
  "version": "1.0.0",
  "scripts": {
    "debug": "node --inspect-brk ./node_modules/webpack-cli/bin/cli.js"
  },
  "keywords": [],
  "author": "xiongjian",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "@babel/core": "^7.17.10",
    "@babel/preset-env": "^7.17.10",
    "css-loader": "^6.7.1",
    "loader-utils": "^3.2.0",
    "webpack": "^5.72.0",
    "webpack-cli": "^4.9.2"
  }
}

2.运行指令

shell
npm run debug

此时控制台输出以下内容:

PS C:\Users\86176\Desktop\source> npm run debug

> source@1.0.0 debug
> node --inspect-brk ./node_modules/webpack-cli/bin/cli.js

Debugger listening on ws://127.0.0.1:9229/629ea097-7b52-4011-93a7-02f83c75c797
For help, see: https://nodejs.org/en/docs/inspecto

3.打开 Chrome 浏览器,F12 打开浏览器调试控制台。 此时控制台会显示一个绿色的图标

调试控制台

4.点击绿色的图标进入调试模式。

5.在需要调试代码处用 debugger 打断点,代码就会停止运行,从而调试查看数据情况。

BannerWebpackPlugin

1.作用:给打包输出文件添加注释。

2.开发思路:

  • 需要打包输出前添加注释:需要使用 compiler.hooks.emit 钩子, 它是打包输出前触发。
  • 如何获取打包输出的资源?compilation.assets 可以获取所有即将输出的资源文件。 3.实现:
js
// plugins/banner-webpack-plugin.js
class BannerWebpackPlugin {
  constructor(options = {}) {
    this.options = options
  }

  apply(compiler) {
    // 需要处理文件
    const extensions = ['js', 'css']

    // emit是异步串行钩子
    compiler.hooks.emit.tapAsync(
      'BannerWebpackPlugin',
      (compilation, callback) => {
        // compilation.assets包含所有即将输出的资源
        // 通过过滤只保留需要处理的文件
        const assetPaths = Object.keys(compilation.assets).filter((path) => {
          const splitted = path.split('.')
          return extensions.includes(splitted[splitted.length - 1])
        })

        assetPaths.forEach((assetPath) => {
          const asset = compilation.assets[assetPath]

          const source = `/*
* Author: ${this.options.author}
*/\n${asset.source()}`

          // 覆盖资源
          compilation.assets[assetPath] = {
            // 资源内容
            source() {
              return source
            },
            // 资源大小
            size() {
              return source.length
            }
          }
        })

        callback()
      }
    )
  }
}

module.exports = BannerWebpackPlugin

CleanWebpackPlugin

1.作用:在 webpack 打包输出前将上次打包内容清空。

2.开发思路:

  • 如何在打包输出前执行?需要使用 compiler.hooks.emit 钩子, 它是打包输出前触发。
  • 如何清空上次打包内容?
    • 获取打包输出目录:通过 compiler 对象。
    • 通过文件操作清空内容:通过 compiler.outputFileSystem 操作文件。 3.实现:
js
// plugins/clean-webpack-plugin.js
class CleanWebpackPlugin {
  apply(compiler) {
    // 获取操作文件的对象
    const fs = compiler.outputFileSystem
    // emit是异步串行钩子
    compiler.hooks.emit.tapAsync(
      'CleanWebpackPlugin',
      (compilation, callback) => {
        // 获取输出文件目录
        const outputPath = compiler.options.output.path
        // 删除目录所有文件
        const err = this.removeFiles(fs, outputPath)
        // 执行成功err为undefined,执行失败err就是错误原因
        callback(err)
      }
    )
  }

  removeFiles(fs, path) {
    try {
      // 读取当前目录下所有文件
      const files = fs.readdirSync(path)

      // 遍历文件,删除
      files.forEach((file) => {
        // 获取文件完整路径
        const filePath = `${path}/${file}`
        // 分析文件
        const fileStat = fs.statSync(filePath)
        // 判断是否是文件夹
        if (fileStat.isDirectory()) {
          // 是文件夹需要递归遍历删除下面所有文件
          this.removeFiles(fs, filePath)
        } else {
          // 不是文件夹就是文件,直接删除
          fs.unlinkSync(filePath)
        }
      })

      // 最后删除当前目录
      fs.rmdirSync(path)
    } catch (e) {
      // 将产生的错误返回出去
      return e
    }
  }
}

module.exports = CleanWebpackPlugin

AnalyzeWebpackPlugin

1.作用:分析 webpack 打包资源大小,并输出分析文件。 2.开发思路:

  • 在哪做? compiler.hooks.emit, 它是在打包输出前触发,我们需要分析资源大小同时添加上分析后的 md 文件。 3.实现:
js
// plugins/analyze-webpack-plugin.js
class AnalyzeWebpackPlugin {
  apply(compiler) {
    // emit是异步串行钩子
    compiler.hooks.emit.tap('AnalyzeWebpackPlugin', (compilation) => {
      // Object.entries将对象变成二维数组。二维数组中第一项值是key,第二项值是value
      const assets = Object.entries(compilation.assets)

      let source = '# 分析打包资源大小 \n| 名称 | 大小 |\n| --- | --- |'

      assets.forEach(([filename, file]) => {
        source += `\n| ${filename} | ${file.size()} |`
      })

      // 添加资源
      compilation.assets['analyze.md'] = {
        source() {
          return source
        },
        size() {
          return source.length
        }
      }
    })
  }
}

module.exports = AnalyzeWebpackPlugin

InlineChunkWebpackPlugin

1.作用:webpack 打包生成的 runtime 文件太小了,额外发送请求性能不好,所以需要将其内联到 js 中,从而减少请求数量。 2.开发思路:

  • 我们需要借助 html-webpack-plugin 来实现
    • html-webpack-plugin输出 index.html 前将内联 runtime 注入进去
    • 删除多余的 runtime 文件
  • 如何操作 html-webpack-plugin官方文档 3.实现:
js
// plugins/inline-chunk-webpack-plugin.js
const HtmlWebpackPlugin = require('safe-require')('html-webpack-plugin')

class InlineChunkWebpackPlugin {
  constructor(tests) {
    this.tests = tests
  }

  apply(compiler) {
    compiler.hooks.compilation.tap(
      'InlineChunkWebpackPlugin',
      (compilation) => {
        const hooks = HtmlWebpackPlugin.getHooks(compilation)

        hooks.alterAssetTagGroups.tap('InlineChunkWebpackPlugin', (assets) => {
          assets.headTags = this.getInlineTag(
            assets.headTags,
            compilation.assets
          )
          assets.bodyTags = this.getInlineTag(
            assets.bodyTags,
            compilation.assets
          )
        })

        hooks.afterEmit.tap('InlineChunkHtmlPlugin', () => {
          Object.keys(compilation.assets).forEach((assetName) => {
            if (this.tests.some((test) => assetName.match(test))) {
              delete compilation.assets[assetName]
            }
          })
        })
      }
    )
  }

  getInlineTag(tags, assets) {
    return tags.map((tag) => {
      if (tag.tagName !== 'script') return tag

      const scriptName = tag.attributes.src

      if (!this.tests.some((test) => scriptName.match(test))) return tag

      return {
        tagName: 'script',
        innerHTML: assets[scriptName].source(),
        closeTag: true
      }
    })
  }
}

module.exports = InlineChunkWebpackPlugin