尤雨溪開發vue dev server理解vite原理

2022-07-15 22:00:03

1.引言

在 vuejs組織下，找到了尤雨溪幾年前寫的“玩具 vite” vue-dev-server，發現100來行程式碼，很值得學習。於是有了這篇文章。

閱讀本文，你將學到：

1. 學會 vite 簡單原理

2. 學會使用 VSCode 偵錯原始碼

3. 學會如何編譯 Vue 單檔案元件

4. 學會如何使用 recast 生成 ast 轉換檔案

5. 如何載入包檔案

2. vue-dev-server 它的原理是什麼

vue-dev-server#how-it-works README 檔案上有四句英文介紹。

發現谷歌翻譯的還比較準確，我就原封不動的搬運過來。

瀏覽器請求匯入作為原生 ES 模組匯入 - 沒有捆綁。
伺服器攔截對 *.vue 檔案的請求，即時編譯它們，然後將它們作為 JavaScript 發回。
對於提供在瀏覽器中工作的 ES 模組構建的庫，只需直接從 CDN 匯入它們。
匯入到 .js 檔案中的 npm 包（僅包名稱）會即時重寫以指向本地安裝的檔案。目前，僅支援 vue 作為特例。其他包可能需要進行轉換才能作為本地瀏覽器目標 ES 模組公開。

也可以看看vitejs 檔案，瞭解下原理，檔案中圖畫得非常好。

看完本文後，我相信你會有一個比較深刻的理解。

3. 準備工作

3.1 克隆專案

本文倉庫 vue-dev-server-analysis

# 推薦克隆我的倉庫
git clone https://github.com/lxchuan12/vue-dev-server-analysis.git
cd vue-dev-server-analysis/vue-dev-server
# npm i -g yarn
# 安裝依賴
yarn
# 或者克隆官方倉庫
git clone https://github.com/vuejs/vue-dev-server.git
cd vue-dev-server
# npm i -g yarn
# 安裝依賴
yarn

一般來說，我們看原始碼先從package.json檔案開始：

// vue-dev-server/package.json
{
  "name": "@vue/dev-server",
  "version": "0.1.1",
  "description": "Instant dev server for Vue single file components",
  "main": "middleware.js",
  // 指定可執行的命令
  "bin": {
    "vue-dev-server": "./bin/vue-dev-server.js"
  },
  "scripts": {
    // 先跳轉到 test 資料夾，再用 Node 執行 vue-dev-server 檔案
    "test": "cd test && node ../bin/vue-dev-server.js"
  }
}

根據 scripts test 命令。我們來看 test 資料夾。

3.2 test 資料夾

vue-dev-server/test 資料夾下有三個檔案，程式碼不長。

index.html
main.js
text.vue

如圖下圖所示。

接著我們找到 vue-dev-server/bin/vue-dev-server.js 檔案，程式碼也不長。

3.3 vue-dev-server.js

// vue-dev-server/bin/vue-dev-server.js
#!/usr/bin/env node
const express = require('express')
const { vueMiddleware } = require('../middleware')
const app = express()
const root = process.cwd();
app.use(vueMiddleware())
app.use(express.static(root))
app.listen(3000, () => {
  console.log('server running at http://localhost:3000')
})

原來就是express啟動了埠3000的服務。重點在 vueMiddleware 中介軟體。接著我們來偵錯這個中介軟體。

鑑於估計很多小夥伴沒有用過VSCode偵錯，這裡詳細敘述下如何偵錯原始碼。學會偵錯原始碼後，原始碼並沒有想象中的那麼難。

3.4 用 VSCode 偵錯專案

vue-dev-server/bin/vue-dev-server.js 檔案中這行 app.use(vueMiddleware()) 打上斷點。

找到 vue-dev-server/package.json 的 scripts，把滑鼠移動到 test 命令上，會出現執行指令碼和偵錯指令碼命令。如下圖所示，選擇偵錯指令碼。

點選進入函數（F11）按鈕可以進入 vueMiddleware 函數。如果發現斷點走到不是本專案的檔案中，不想看，看不懂的情況，可以退出或者重新來過。可以用瀏覽器無痕（隱私）模式（快捷鍵Ctrl + Shift + N，防止外掛干擾）開啟 http://localhost:3000，可以繼續偵錯 vueMiddleware 函數返回的函數。

如果你的VSCode不是中文（不習慣英文），可以安裝簡體中文外掛。
如果 VSCode 沒有這個偵錯功能。建議更新到最新版的 VSCode（目前最新版本 v1.61.2）。

接著我們來跟著偵錯學習 vueMiddleware 原始碼。可以先看主線，在你覺得重要的地方繼續斷點偵錯。

4. vueMiddleware 原始碼

4.1 有無 vueMiddleware 中介軟體對比

不在偵錯情況狀態下，我們可以在 vue-dev-server/bin/vue-dev-server.js 檔案中註釋 app.use(vueMiddleware())，執行 npm run test 開啟 http://localhost:3000。

再啟用中介軟體後，如下圖。

看圖我們大概知道了有哪些區別。

4.2 vueMiddleware 中介軟體概覽

我們可以找到vue-dev-server/middleware.js，檢視這個中介軟體函數的概覽。

// vue-dev-server/middleware.js
const vueMiddleware = (options = defaultOptions) =&gt; {
  // 省略
  return async (req, res, next) =&gt; {
    // 省略
    // 對 .vue 結尾的檔案進行處理
    if (req.path.endsWith('.vue')) {
    // 對 .js 結尾的檔案進行處理
    } else if (req.path.endsWith('.js')) {
    // 對 /__modules/ 開頭的檔案進行處理
    } else if (req.path.startsWith('/__modules/')) {
    } else {
      next()
    }
  }
}
exports.vueMiddleware = vueMiddleware

vueMiddleware 最終返回一個函數。這個函數裡主要做了四件事：

對 .vue 結尾的檔案進行處理
對 .js 結尾的檔案進行處理
對 /__modules/ 開頭的檔案進行處理
如果不是以上三種情況，執行 next 方法，把控制權交給下一個中介軟體

接著我們來看下具體是怎麼處理的。

我們也可以斷點這些重要的地方來檢視實現。比如：

4.3 對 .vue 結尾的檔案進行處理

if (req.path.endsWith('.vue')) {
  const key = parseUrl(req).pathname
  let out = await tryCache(key)
  if (!out) {
    // Bundle Single-File Component
    const result = await bundleSFC(req)
    out = result
    cacheData(key, out, result.updateTime)
  }
  send(res, out.code, 'application/javascript')
}

4.3.1 bundleSFC 編譯單檔案元件

這個函數，根據 @vue/component-compiler 轉換單檔案元件，最終返回瀏覽器能夠識別的檔案。

const vueCompiler = require('@vue/component-compiler')
async function bundleSFC (req) {
  const { filepath, source, updateTime } = await readSource(req)
  const descriptorResult = compiler.compileToDescriptor(filepath, source)
  const assembledResult = vueCompiler.assemble(compiler, filepath, {
    ...descriptorResult,
    script: injectSourceMapToScript(descriptorResult.script),
    styles: injectSourceMapsToStyles(descriptorResult.styles)
  })
  return { ...assembledResult, updateTime }
}

接著我們來看 readSource 函數實現。

4.3.2 readSource 讀取檔案資源

這個函數主要作用：根據請求獲取檔案資源。返回檔案路徑 filepath、資源 source、和更新時間 updateTime。

const path = require('path')
const fs = require('fs')
const readFile = require('util').promisify(fs.readFile)
const stat = require('util').promisify(fs.stat)
const parseUrl = require('parseurl')
const root = process.cwd()
async function readSource(req) {
  const { pathname } = parseUrl(req)
  const filepath = path.resolve(root, pathname.replace(/^//, ''))
  return {
    filepath,
    source: await readFile(filepath, 'utf-8'),
    updateTime: (await stat(filepath)).mtime.getTime()
  }
}
exports.readSource = readSource

接著我們來看對 .js 檔案的處理

4.4 對 .js 結尾的檔案進行處理

if (req.path.endsWith('.js')) {
  const key = parseUrl(req).pathname
  let out = await tryCache(key)
  if (!out) {
    // transform import statements
    // 轉換 import 語句 
    // import Vue from 'vue'
    // => import Vue from "/__modules/vue"
    const result = await readSource(req)
    out = transformModuleImports(result.source)
    cacheData(key, out, result.updateTime)
  }
  send(res, out, 'application/javascript')
}

針對 vue-dev-server/test/main.js 轉換

import Vue from 'vue'
import App from './test.vue'
new Vue({
  render: h => h(App)
}).$mount('#app')

import Vue from "/__modules/vue"
import App from './test.vue'
new Vue({
  render: h => h(App)
}).$mount('#app')

4.4.1 transformModuleImports 轉換 import 引入

recast

validate-npm-package-name

也就是針對 npm 包轉換。這裡就是 "/__modules/vue"

import Vue from 'vue' => import Vue from "/__modules/vue"

4.5 對 /__modules/ 開頭的檔案進行處理

import Vue from "/__modules/vue"

這段程式碼最終返回的是讀取路徑 vue-dev-server/node_modules/vue/dist/vue.esm.browser.js 下的檔案。

if (req.path.startsWith('/__modules/')) {
  // 
  const key = parseUrl(req).pathname
  const pkg = req.path.replace(/^/__modules//, '')
  let out = await tryCache(key, false) // Do not outdate modules
  if (!out) {
    out = (await loadPkg(pkg)).toString()
    cacheData(key, out, false) // Do not outdate modules
  }
  send(res, out, 'application/javascript')
}

4.5.1 loadPkg 載入包（這裡只支援Vue檔案）

目前只支援 Vue 檔案，也就是讀取路徑 vue-dev-server/node_modules/vue/dist/vue.esm.browser.js 下的檔案返回。

// vue-dev-server/loadPkg.js
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const readFile = require('util').promisify(fs.readFile)
async function loadPkg(pkg) {
  if (pkg === 'vue') {
    // 路徑
    // vue-dev-server/node_modules/vue/dist
    const dir = path.dirname(require.resolve('vue'))
    const filepath = path.join(dir, 'vue.esm.browser.js')
    return readFile(filepath)
  }
  else {
    // TODO
    // check if the package has a browser es module that can be used
    // otherwise bundle it with rollup on the fly?
    throw new Error('npm imports support are not ready yet.')
  }
}
exports.loadPkg = loadPkg

至此，我們就基本分析完畢了主檔案和一些引入的檔案。對主流程有個瞭解。

5. 總結

最後我們來看上文中有無 vueMiddleware 中介軟體的兩張圖總結一下：

啟用中介軟體後，如下圖。

瀏覽器支援原生 type=module 模組請求載入。vue-dev-server 對其攔截處理，返回瀏覽器支援內容，因為無需打包構建，所以速度很快。

<script type="module">
    import './main.js'
</script>

5.1 import Vue from 'vue' 轉換

// vue-dev-server/test/main.js
import Vue from 'vue'
import App from './test.vue'
new Vue({
  render: h => h(App)
}).$mount('#app')

main.js 中的 import 語句 import Vue from 'vue' 通過 recast 生成 ast 轉換成 import Vue from "/__modules/vue" 而最終返回給瀏覽器的是 vue-dev-server/node_modules/vue/dist/vue.esm.browser.js

5.2 import App from './test.vue' 轉換

main.js 中的引入 .vue 的檔案，import App from './test.vue' 則用 @vue/component-compiler 轉換成瀏覽器支援的檔案。

5.3 後續還能做什麼？

鑑於文章篇幅有限，快取 tryCache 部分目前沒有分析。簡單說就是使用了 node-lru-cache 最近最少使用來做快取的（這個演演算法常考）。後續應該會分析這個倉庫的原始碼，歡迎持續關注我@若川。

非常建議讀者朋友按照文中方法使用VSCode偵錯 vue-dev-server 原始碼。原始碼中還有很多細節文中由於篇幅有限，未全面展開講述。

值得一提的是這個倉庫的 master 分支，是尤雨溪兩年前寫的，相對本文會比較複雜，有餘力的讀者可以學習。

也可以直接去看 vite 原始碼。

看完本文，也許你就能發現其實前端能做的事情越來越多，不由感慨：前端水深不可測，唯有持續學習，更多關於vue dev server理解vite原理的資料請關注it145.com其它相關文章！