玩转webpack（二）：webpack的核心对象

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作者介绍：陈柏信，腾讯前端开发，目前主要负责手Q游戏中心业务开发，以及项目相关的技术升级、架构优化等工作。

前言

webpack 是一个强大的模块打包工具，之所以强大的一个原因在于它拥有灵活、丰富的插件机制。但是 webpack 的文档不太友好，就我自己的学习经历来说，官方的文档并不详细，网上的学习资料又少有完整的概述和例子。所以，在研究了一段时间的 webpack 源码之后，自己希望写个系列文章，结合自己的实践一起来谈谈 webpack 插件这个主题，也希望能够帮助其他人更全面地了解 webpack。

这篇文章是系列文章的第二篇，将会从对象的角度来讲解 webpack。如果你想从整体角度了解 webpack，可以先阅读系列文章的第一篇：

玩转webpack（一）：webpack的基本架构和构建流程

P.S. 以下的分析都基于 webpack 3.6.0
P.S. 本文将继续沿用第一篇文章的名词，任务点表示通过 plugin 方法注册的名称

webpack中的核心对象

跟第一篇文章类似，我们不会将所有 webpack 中的对象都拿出来讲解，而是整理了一些比较核心的概念。我们可以先看看下面的类图：

下面的论述将会逐一讲述类图中的对象，首先我们先来看一下最顶层的类 Tapable。

Tapable

Tapable 提供了 webpack 中基于任务点的架构基础，它将提供任务点注册的方法以及触发的方法。

一个简单的例子，使用 plugin 方法来注册一个任务点，然后使用 applyPlugins 方法触发：

Tapable 里面注册任务点只有 plugin 方法，但是触发任务点的方法是提供了很多，可以分为同步和异步执行两类：

同步执行：

applyPlugins(name,...params)
applyPlugins0(name)
applyPlugins1(name,param)
applyPlugins2(name,param1,param2)
applyPluginsWaterfall(name,init,...params)
applyPluginsWaterfall0(name,init)
applyPluginsWaterfall1(name,init,param)
applyPluginsWaterfall2(name,init,param1,param2)
applyPluginsBailResult(name,...params)
applyPluginsBailResult0(name)
applyPluginsBailResult1(name,param)
applyPluginsBailResult2(name,param1,param2)
applyPluginsBailResult3(name,param1,param2,param3)
applyPluginsBailResult4(name,param1,param2,param3,param4)
applyPluginsBailResult5(name,param1,param2,param3,param4,param5)

异步执行：

applyPluginsAsync(name,...params,callback)
applyPluginsAsyncSeries(name,...params,callback)
applyPluginsAsyncSeries1(name,param,callback)
applyPluginsAsyncSeriesBailResult(name,...params,callback)
applyPluginsAsyncSeriesBailResult1(name,param,callback)
applyPluginsAsyncWaterfall(name,init,...params,callback)
applyPluginsParallel(name,...params,callback)
applyPluginsParallelBailResult(name,...params,callback)
applyPluginsParallelBailResult1(name,param,callback)

虽然上面的方法看起来很多，但从函数名就联想到函数的实际功能：

*Waterfall 的方法会将上一个监听器的执行结果传给下一个
*BailResult 的方法只会执行到第一个返回结果不为undefined的监听器
*Series 的方法会严格线性来执行异步监听器，只有上一个结束下一个才会开始
*Parallel 的方法会并行执行异步监听器
函数名称最后如果带有数字，那么会按照实际的参数传给监听器。如果有数字，则严格按照数字来传递参数个数。

最后 Tapable 类还提供了一个方法 apply，它的作用是提供了外部插件注册任务点的统一接口，要求都在 apply 方法内部进行任务点注册逻辑：

webpack 中自定义插件就是调用 Compiler 实例对象（继承于 Tapable）的 apply 方法：

webpack 源码中随处可以见 Tapable 的身影，在了解其工作原理对理解源码很有帮助。 Compiler 继承了 Tapable，同时也作为构建的入口对象，下面我们来看一下。

Compiler

Compiler 是一个编译器实例，在 webpack 的每个进程中只会创建一个对象，它用来创建构建对象 Compilation，本身需要注意的属性和方法并不是很多。下面我们找几个主要的属性来说一下。

options属性

当 webpack 开始运行时，第一件事就是解析我们传入的配置，然后将配置赋值给 Compiler 实例：

因此，我们可以直接通过这个属性来获取到解析后的 webpack 配置：

如果你不满足于官网给出的配置文档，想要了解更多配置解析，可以看看 WebpackOptionsDefaulter.js 这个文件，这里不再赘述。

输入输出

Compiler 实例在一开始也会初始化输入输出，分别是 inputFileSystem 和 outputFileSystem 属性，一般情况下这两个属性都是对应的 nodejs 中拓展后的 fs 对象。但是有一点要注意，当 Compiler 实例以 watch模式运行时， outputFileSystem 会被重写成内存输出对象。也就是说，实际上在 watch 模式下，webpack 构建后的文件并不会生成真正的文件，而是保存在内存中。

我们可以使用 inputFileSystem 和 outputFileSystem 属性来帮助我们实现一些文件操作，如果你希望自定义插件的一些输入输出行为能够跟 webpack 尽量同步，那么最好使用 Compiler 提供的这两个变量：

webpack 的 inputFileSystem 会相对更复杂一点，它内部实现了一些缓存的机制，使得性能效率更高。如果对这部分有兴趣，可以从这个 NodeEnvironmentPlugin 插件开始看起，它是内部初始化了 inputFileSystem 和 outputFileSystem:

创建子编译器

在第一篇文章讲解 Compilation 实例化的时候，有略微提及到创建子编译器的内容：

这里为什么会有 compilation 和 this-compilation 两个任务点？其实是跟子编译器有关， Compiler 实例通过
createChildCompiler 方法可以创建子编译器实例 childCompiler，创建时 childCompiler 会复制
compiler 实例的任务点监听器。任务点 compilation 的监听器会被复制，而任务点 this-compilation
的监听器不会被复制。更多关于子编译器的内容，将在其他文章中讨论。

这里我们来仔细看一下子编译器是如何创建的， Compiler 实例通过 createChildCompiler 的方法来创建：

上面的代码看起来很多，但其实主要逻辑基本都是在拷贝父编译器的属性到子编译器上面。值得注意的一点是第9行，子编译器在拷贝父编译器的任务点时，会过滤掉 make, compile, emit, after-emit, invalid, done, this-compilation这些任务点。

如果你阅读过第一篇文章（如果没有，推荐先看一下），应该会知道上面任务点在整个构建流程中的位置。从这里我们也可以看出来，子编译器跟父编译器的一个差别在于，子编译器并没有完整的构建流程。比如子编译器没有文件生成阶段( emit任务点)，它的文件生成必须挂靠在父编译器下面来实现。

另外需要注意的是，子编译器的运行入口并非 run 方法，而是有单独的 runAsChild 方法来运行，从代码上面也能够直接看出来，它马上调用了 compile 方法，跳过了 run, make等任务点：

那么子编译器有什么作用呢？从上面功能和流程来看，子编译器仍然拥有完整的模块解析和chunk生成阶段。也就是说我们可以利用子编译器来独立（于父编译器）跑完一个核心构建流程，额外生成一些需要的模块或者chunk。

事实上一些外部的 webpack 插件就是这么做的，比如常用的插件 html-webpack-plugin 中，就是利用子编译器来独立完成 html 文件的构建，为什么不能直接读取 html 文件？因为 html 文件中可能依赖其他外部资源（比如 img 的src属性），所以加载 html 文件时仍然需要一个额外的完整的构建流程来完成这个任务，子编译器的作用在这里就体现出来了：

在下一篇文章中我们将亲自实现一个插件，关于子编译器的具体实践到时再继续讨论。

Compilation

接下来我们来看看最重要的 Compilation 对象，在上一篇文章中，我们已经说明过部分属性了，比如我们简单回顾一下

modules 记录了所有解析后的模块
chunks 记录了所有chunk
assets记录了所有要生成的文件

上面这三个属性已经包含了 Compilation 对象中大部分的信息，但是我们也只是有个大致的概念，特别是 modules 中每个模块实例到底是什么东西，我们并不太清楚。所以下面的内容将会比较细地讲解。

但如果你对这部分内容不感兴趣也可以直接跳过，因为能真正使用的场景不会太多，但它能加深对 webpack 构建的理解。

所谓的模块
Compilation 在解析过程中，会将解析后的模块记录在 modules 属性中，那么每一个模块实例又是什么呢？

首先我们先回顾一下最开始的类图，我们会发现跟模块相关的类非常多，看起来类之间的关系也十分复杂，但其实只要记住下面的公式就很好理解：

这个公式的解读是：一个依赖对象（Dependency）经过对应的工厂对象（Factory）创建之后，就能够生成对应的模块实例（Module）。

首先什么是 Dependency？我个人的理解是，还未被解析成模块实例的依赖对象。比如我们运行 webpack 时传入的入口模块，或者一个模块依赖的其他模块，都会先生成一个 Dependency 对象。作为基类的 Dependency 十分简单，内部只有一个 module 属性来记录最终生成的模块实例。但是它的派生类非常多，webpack 中有单独的文件夹（ webpack/lib/dependencies）来存放所有的派生类，这里的每一个派生类都对应着一种依赖的场景。比如从 CommonJS 中require一个模块，那么会先生成 CommonJSRequireDependency。

有了 Dependency 之后，如何找到对应的工厂对象呢？ Dependecy 的每一个派生类在使用前，都会先确定对应的工厂对象，比如 SingleEntryDependency 对应的工厂对象是 NormalModuleFactory。这些信息全部是记录在 Compilation 对象的 dependencyFactories 属性中，这个属性是 ES6 中的 Map 对象。直接看下面的代码可能更容易理解：

一种工厂对象只会生成一种模块，所以不同的模块实例都会有不同的工厂对象来生成。模块的生成过程我们在第一篇文章有讨论过，无非就是解析模块的 request， loaders等信息然后实例化。

模块对象有哪些特性呢？同样在第一篇文章中，我们知道一个模块在实例化之后并不意味着构建就结束了，它还有一个内部构建的过程。所有的模块实例都有一个 build 方法，这个方法的作用是开始加载模块源码（并应用loaders），并且通过 js 解析器来完成依赖解析。这里要两个点要注意：

模块源码最终是保存在 _source 属性中，可以通过 _source.source() 来得到。注意在 build 之前 _source是不存在的。
js 解析器解析之后会记录所有的模块依赖，这些依赖其实会分为三种，分别记录在 variables， dependencies， blocks属性。模块构建之后的递归构建过程，其实就是读取这三个属性来重复上面的过程：依赖 => 工厂 => 模块

我们再来看看这些模块类，从前面的类图看，它们是继承于 Module 类。这个类实际上才是我们平常用来跟 chunk 打交道的类对象，它内部有 _chunks 属性来记录后续所在的 chunk 信息，并且提供了很多相关的方法来操作这个对象： addChunk， removeChunk， isInChunk， mapChunks等。后面我们也会看到， Chunk 类与之对应。

Module 类往上还会继承于 DependenciesBlock，这个是所有模块的基类，它包含了处理依赖所需要的属性和方法。上面所说的 variables， dependencies， blocks 也是这个基类拥有的三个属性。它们分别是：

variables 对应需要对应的外部变量，比如 __filename， __dirname， process 等node环境下特有的变量
dependencies 对应需要解析的其他普通模块，比如 require("./a") 中的 a 模块会先生成一个 CommonJSRequireDependency
blocks 对应需要解析的代码块（最终会对应成一个 chunk），比如 require.ensure("./b")，这里的 b 会生成一个 DependenciesBlock 对象

经过上面的讨论之后，我们基本将 webpack 中于模块相关的对象、概念都涉及到了，剩下还有模块渲染相关的模板，会在下面描述 Template 时继续讨论。

Chunk
讨论完 webpack 的模块之后，下面需要说明的是 Chunk 对象。关于 chunk 的生成，在第一篇文章中有涉及，这里不再赘述。 chunk 只有一个相关类，而且并不复杂。 Chunk 类内部的主要属性是 _modules，用来记录包含的所有模块对象，并且提供了很多方法来操作： addModule， removeModule， mapModules 等。另外有几个方法可能比较实用，这里也列出来：

integrate 用来合并其他chunk
split 用来生成新的子 chunk
hasRuntime 判断是否是入口 chunk 其他关于 chunk 的内容，有兴趣的同学可以直接查看源码。

Template
Compilation 实例在生成最终文件时，需要将所有的 chunk 渲染（生成代码）出来，这个时候需要用到下面几个属性：

mainTemplate 对应 MainTemplate 类，用来渲染入口 chunk
chunkTemplate 对应 ChunkTemplate 类，用来传染非入口 chunk
moduleTemplate 对应 ModuleTemplate，用来渲染 chunk 中的模块
dependencyTemplates 记录每一个依赖类对应的模板

在第一篇文章时，有略微描述过 chunk 渲染的过程，这里再仔细地过一遍，看看这几个属性是如何应用在渲染过程中的：

首先 chunk 的渲染入口是 mainTemplate 和 chunkTemplate 的 render 方法。根据 chunk 是否是入口 chunk 来区分使用哪一个：

两个类的 render 方法将生成不同的"包装代码"， MainTemplate 对应的入口 chunk 需要带有 webpack 的启动代码，所以会有一些函数的声明和启动。这两个类都只负责这些"包装代码"的生成，包装代码中间的每个模块代码，是通过调用 renderChunkModules 方法来生成的。这里的 renderChunkModules 是由他们的基类 Template 类提供，方法会遍历 chunk 中的模块，然后使用 ModuleTemplate 来渲染。

ModuleTemplate 做的事情跟 MainTemplate 类似，它同样只是生成"包装代码"来封装真正的模块代码，而真正的模块代码，是通过模块实例的 source 方法来提供。该方法会先读取 _source 属性，即模块内部构建时应用loaders之后生成的代码，然后使用 dependencyTemplates 来更新模块源码。

dependencyTemplates 是 Compilation 对象的一个属性，它跟 dependencyFactories 同样是个 Map 对象，记录了所有的依赖类对应的模板类。

上面用文字来描述这个过程可能十分难懂，所以我们直接看实际的例子。比如下面这个文件：

let a = require("./a")

我们来看看使用 webpack 构建后最终的文件：

其中，从 1-113 行都是 MainTemplate 生成的启动代码，剩余的代码生成如下图所示：

总结

通过这篇文章，我们将 webpack 中的一些核心概念和对象都进行了不同程度的讨论，这里再总结一下他们主要的作用和意义：

Tapable 为 webpack 的整体构建流程提供了基础，利用事件机制来分离庞大的构建任务，保证了 webpack 强大的配置能力。
Compiler 对象作为构建入口对象，负责解析全局的 webpack 配置，再将配置应用到 Compilation 对象中。
Compilation 对象是每一次构建的核心对象，包含了一次构建过程的全部信息。理清楚 Compilation 对象核心的任务点和相关数据，是理解 webpack 构建过程的关键。

以上内容，希望能够帮助大家进一步了解 webpack ，感谢大家阅读~

巴特西