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当下,在项目开发的过程中,前端工程师们越来越离不开构建工具了,可以说构建工具已经成为了前端工程项目的标配。

不过,如今的前端构建工具可谓乱花渐欲迷人眼,有远古时代的browserifygrunt,有传统的WebpackRollupParcel,也有现代的EsbuildVite 等等,不仅种类繁多,更新也很快。

于是,很多朋友会问我,到底哪个构建工具更好用、值得学。事实上,无论工具层面如何更新,它们解决的核心问题,即前端工程的痛点是不变的。因此,想要知道哪个工具更好用,就要看它解决前端工程痛点的效果。

那么,前端工程都有哪些痛点呢?

首先是前端的模块化需求。我们知道,业界的模块标准非常多,包括 ESM、CommonJS、AMD 和 CMD 等等。前端工程一方面需要落实这些模块规范,保证模块正常加载。另一方面需要兼容不同的模块规范,以适应不同的执行环境。

其次是兼容浏览器,编译高级语法。由于浏览器的实现规范所限,只要高级语言/语法(TypeScript、 JSX 等)想要在浏览器中正常运行,就必须被转化为浏览器可以理解的形式。这都需要工具链层面的支持,而且这个需求会一直存在。

再者是线上代码的质量问题。和开发阶段的考虑侧重点不同,生产环境中,我们不仅要考虑代码的安全性兼容性问题,保证线上代码的正常运行,也需要考虑代码运行时的性能问题。由于浏览器的版本众多,代码兼容性和安全策略各不相同,线上代码的质量问题也将是前端工程中长期存在的一个痛点。

同时,开发效率也不容忽视。 我们知道,项目的冷启动/二次启动时间热更新时间都可能严重影响开发效率,尤其是当项目越来越庞大的时候。因此,提高项目的启动速度和热更新速度也是前端工程的重要需求。

那么,前端构建工具是如何解决以上问题的呢?

构建工具的作用

  • 模块化方面,提供模块加载方案,并兼容不同的模块规范。
  • 语法转译方面,配合 SassTSCBabel 等前端工具链,完成高级语法的转译功能,同时对于静态资源也能进行处理,使之能作为一个模块正常加载。
  • 产物质量方面,在生产环境中,配合 Terser等压缩工具进行代码压缩和混淆,通过 Tree Shaking 删除未使用的代码,提供对于低版本浏览器的语法降级处理等等。
  • 开发效率方面,构建工具本身通过各种方式来进行性能优化,包括使用原生语言 Go/Rustno-bundle等等思路,提高项目的启动性能和热更新的速度。

为什么 Vite 是当前最高效的构建工具?

现在,让我们回到一开始提出的问题,到底哪个工具更好用?或者说,哪个工具解决前端工程痛点的效果更好?

The State of JavaScript Survey 2022 最近的调查结果中显示, Vite 在全球开发者中的满意度超过 98%,已经被用到了SvelteKitAstro这些大型框架中,成为当下最受瞩目的前端构建工具。我也最推荐你使用它。为什么是 Vite 呢?我们可以根据上面说的四个维度来审视它。

首先是开发效率。传统构建工具普遍的缺点就是太慢了,与之相比,Vite 能将项目的启动性能提升一个量级,并且达到毫秒级的瞬间热更新效果。

就拿 Webpack 来说,我在工作中发现,一般的项目使用 Webpack 之后,启动花个几分钟都是很常见的事情,热更新也经常需要等待十秒以上。这主要是因为:

  • 项目冷启动时必须递归打包整个项目的依赖树
  • JavaScript 语言本身的性能限制,导致构建性能遇到瓶颈,直接影响开发效率

这样一来,代码改动后不能立马看到效果,自然开发体验也越来越差。而其中,最占用时间的就是代码打包和文件编译。

而 Vite 很好地解决了这些问题。一方面,Vite 在开发阶段基于浏览器原生 ESM 的支持实现了no-bundle服务,另一方面借助 Esbuild 超快的编译速度来做第三方库构建和 TS/JSX 语法编译,从而能够有效提高开发效率。

除了开发效率,在其他三个维度上, Vite 也表现不俗。

  • 模块化方面,Vite 基于浏览器原生 ESM 的支持实现模块加载,并且无论是开发环境还是生产环境,都可以将其他格式的产物(如 CommonJS)转换为 ESM。
  • 语法转译方面,Vite 内置了对 TypeScript、JSX、Sass 等高级语法的支持,也能够加载各种各样的静态资源,如图片、Worker 等等。
  • 产物质量方面,Vite 基于成熟的打包工具 Rollup 实现生产环境打包,同时可以配合TerserBabel等工具链,可以极大程度保证构建产物的质量。

因此,如果你想要学习一个前端构建工具,Vite 将会是你当下一个最好的选择。它不仅解决了传统构建工具的开发效率问题,而且具备一个优秀构建工具的各项要素,还经历了社区大规模的验证与落地。

工程化和Vite

如何才能学好 Vite ?

不过,很多人在学习和应用 Vite 的过程中总会遇到各种各样的问题。

比如说,很多 Vite 学习资料既不系统,也不深入。绝大多数的文章只能教会我们如何搭建一个简单的脚手架项目,甚至代码都不一定正确。

即使通过资料学完了 Vite 的相关知识,但因为对 Vite 的生态了解不够,遇到实际问题的时候依然不知道要使用哪些插件或者解决方案。

  • 第三方库里面含有 CommonJS 代码导致报错了怎么办?
  • 想在开发过程中进行 Eslint 代码规范检查怎么办?
  • 生产环境打包项目后,如何产出构建产物分析报告?
  • 如果要兼容不支持原生 ESM 的浏览器,怎么办?

而且,如果你对 Vite 底层使用的构建引擎 Esbuild 和 Rollup 不够熟悉,遇到一些需要定制的场景,往往也会捉襟见肘。

  • 写一个 Esbuild 插件来处理一下问题依赖
  • 对于 Rollup 打包产物进行自定义拆包,解决实际场景中经常出现的循环依赖问题
  • 使用 Esbuild 的代码转译和压缩功能会出现哪些兼容性问题?如何解决?

当然,作为一个构建工具,Vite 的难点不仅在于它本身的灵活性,也包含了诸如Babelcore-js 等诸多前端工具链的集成和应用。

  • @babel/preset-envuseBuiltIns 属性各个取值有哪些区别?
  • @babel/polyfill@babel/runtime-corejs 有什么区别?
  • @babel/plugin-transform-runtime@babel/preset-envuseBuiltIn 相比有什么优化?
  • core-js 的作用是什么?其产物有哪些版本?core-jscore-js-pure 有什么区别?

此外,由于构建工具(不仅包括 Vite,也包括底层引擎 Rollup)的源码晦涩难懂,涉及大量的基础工具库,导致很多人对构建工具原理的理解只浮于表面,很难更进一步。

作为一名深耕在一线的前端工程师,我的日常工作就是跟各种构建工具打交道,在公司中诸多的业务项目中落地了 Vite,有丰富的 Vite 实战经验和源码阅读经验,也给 Vite 仓库贡献过一些代码。因此,我也非常乐意将自己在 Vite 方面的实战经验与学习方法通过小册系统性地分享给大家。

那么, Vite 该如何学习呢?我按照循序渐进、可实操、可延伸的三个原则,由浅入深设计课程内容,提供大量的实战场景和案例,同时尽可能给大家提供解决问题的方法和视角,让大家学完课程后能做到举一反三。具体来说,我将课程设计为 5 个模块。

1️⃣ 在基础使用篇中,我将与你从 0 开始实现 Vite 项目初始化,接入各种现代化的 CSS 方案,集成 Eslint、Styelint、Commonlint 等一系列 Lint 工具链,处理各种形式的静态资源,掌握 Vite 预编译的各种使用技巧,最终让你能独立搭建一个相对完整的脚手架工程。

2️⃣ 在双引擎篇中,我们会学习 Vite 的双引擎架构, Esbuild 和 Rollup 相关的内容,包括它们的基本使用和插件开发,掌握最小必要知识,为后续的高级应用作铺垫。

3️⃣ 而高级应用篇, 我们将学习 Vite 的各种高级用法和构建性能优化手段,学会如何编写一个完整的 Vite 插件,熟练进行生产环境拆包,使用 Vite 搭建复杂的 SSR 工程,实现基于模块联邦的跨应用模块共享架构。不管是项目性能优化技巧,还是对前端底层标准和规范的理解,你都会从这一模块得到不少提升。

4️⃣ 接下来,我们将一起剖析 Vite 的核心源码,理解诸如JITProxy ModuleModule GraphHMR BoundaryPlugin Container 等源码中重要概念的作用及底层实现,一步步教你学会阅读 Vite 的源码,将如下架构图中的关键环节各个击破,学透 Vite 实现原理。

Vite架构图

5️⃣ 最后是手写实战篇。 首先,我们会手写 Vite 的开发时 no-bundle 服务,也就是开发环境下基于浏览器原生 ESM 的 Dev Server。然后,我也会带你一步步完成一个生产环境打包工具(Bundler),从 AST 解析的功能开始,完成代码的词法分析(tokenize)和语义分析(parse),实现模块依赖图和作用域链的搭建,并完成 Tree Shaking、循环依赖检测及 Bundle 代码生成,最终实现一个类似 Rollup 的 Bundler。

整个课程章节

可以看到,我们在课程中非常重视上手实战。课程的代码全部会上传至 Github 仓库(仓库地址),基本上每一节内容都有能 run 起来的代码案例。尤其在最后一章,为了让你理解构建工具的底层原理,我会带你一步步搭建一个简单的构建工具,进行上千行代码的手写实战,做到真正的代码可实操。

最后,我希望在这本小册中,我们能一起深入 Vite 的实战要点和实现原理 ,领略前端工程化构建领域的底层风光,真正实现 Vite 从入门到进阶!

2023年03月02日10:29:48