引言
vite在官网介绍中，第一条就提到的特性就是自己的本地冷启动极快。这主要是得益于它在本地服务启动的时候做了预构建。出于好奇，抽时间了解了下vite在预构建部分的主要实现思路，分享出来供大家参考。
为啥要预构建
简单来讲就是为了提高本地开发服务器的冷启动速度。按照vite的说法，当冷启动开发服务器时，基于打包器的方式启动必须优先抓取并构建你的整个应用，然后才能提供服务。随着应用规模的增大，打包速度显著下降，本地服务器的启动速度也跟着变慢。
为了加快本地开发服务器的启动速度，vite 引入了预构建机制。在预构建工具的选择上，vite选择了 esbuild 。esbuild 使用 Go 编写，比以 JavaScript 编写的打包器构建速度快 10-100 倍，有了预构建，再利用浏览器的esm方式按需加载业务代码，动态实时进行构建，结合缓存机制，大大提升了服务器的启动速度。
预构建的流程
1. 查找依赖
如果是首次启动本地服务，那么vite会自动抓取源代码，从代码中找到需要预构建的依赖，最终对外返回类似下面的一个deps对象：
{
vue: '/path/to/your/project/node_modules/vue/dist/vue.runtime.esm-bundler.js',
'element-plus': '/path/to/your/project/node_modules/element-plus/es/index.mjs',
'vue-router': '/path/to/your/project/node_modules/vue-router/dist/vue-router.esm-bundler.js'
}
具体实现就是，调用esbuild的build api，以index.html作为查找入口（entryPoints），将所有的来自node_modules以及在配置文件的optimizeDeps.include选项中指定的模块找出来。
//...省略其他代码
if (explicitEntryPatterns) {
entries = await globEntries(explicitEntryPatterns, config)
} else if (buildInput) {
const resolvePath = (p: string) => path.resolve(config.root, p)
if (typeof buildInput === 'string') {
entries = [resolvePath(buildInput)]
} else if (Array.isArray(buildInput)) {
entries = buildInput.map(resolvePath)
} else if (isObject(buildInput)) {
entries = Object.values(buildInput).map(resolvePath)
} else {
throw new Error('invalid rollupOptions.input value.')
}
} else {
// 重点看这里：使用html文件作为查找入口
entries = await globEntries('**/*.html', config)
}
//...省略其他代码
build.onResolve(
{
// avoid matching windows volume
filter: /^[\w@][^:]/
},
async ({ path: id, importer }) => {
const resolved = await resolve(id, importer)
if (resolved) {
// 来自node_modules和在include中指定的模块
if (resolved.includes('node_modules') || include?.includes(id)) {
// dependency or forced included, externalize and stop crawling
if (isOptimizable(resolved)) {
// 重点看这里：将符合预构建条件的依赖记录下来，depImports就是对外导出的需要预构建的依赖对象
depImports[id] = resolved
}
return externalUnlessEntry({ path: id })
} else if (isScannable(resolved)) {
const namespace = htmlTypesRE.test(resolved) ? 'html' : undefined
// linked package, keep crawling
return {
path: path.resolve(resolved),
namespace
}
} else {
return externalUnlessEntry({ path: id })
}
} else {
missing[id] = normalizePath(importer)
}
}
)
但是熟悉esbuild的小伙伴可能知道，esbuild默认支持的入口文件类型有js、ts、jsx、css、json、base64、dataurl、binary、file（.png等），并不包括html。
vite是如何做到将index.html作为打包入口的呢？原因是vite自己实现了一个esbuild插件esbuildScanPlugin，来处理.vue和.html这种类型的文件。
具体做法是读取html的内容，然后将里面的script提取到一个esm格式的js模块。
// 对于html类型(.VUE/.HTML/.svelte等)的文件，提取文件里的script内容。html types: extract script contents -----------------------------------
build.onResolve({ filter: htmlTypesRE }, async ({ path, importer }) => {
const resolved = await resolve(path, importer)
if (!resolved) return
// It is possible for the scanner to scan html types in node_modules.
// If we can optimize this html type, skip it so it's handled by the
// bare import resolve, and recorded as optimization dep.
if (resolved.includes('node_modules') && isOptimizable(resolved)) return
return {
path: resolved,
namespace: 'html'
}
})
// 配合build.onResolve，对于类html文件，提取其中的script，作为一个js模块extract scripts inside HTML-like files and treat it as a js module
build.onLoad(
{ filter: htmlTypesRE, namespace: 'html' },
async ({ path }) => {
let raw = fs.readFileSync(path, 'utf-8')
// Avoid matching the content of the comment
raw = raw.replace(commentRE, '<!---->')
const isHtml = path.endsWith('.html')
const regex = isHtml ? scriptModuleRE : scriptRE
regex.lastIndex = 0
// js 的内容被处理成了一个虚拟模块
let js = ''
let scriptId = 0
let match: RegExpExecArray | null
while ((match = regex.exec(raw))) {
const [, openTag, content] = match
const typeMatch = openTag.match(typeRE)
const type =
typeMatch && (typeMatch[1] || typeMatch[2] || typeMatch[3])
const langMatch = openTag.match(langRE)
const lang =
langMatch && (langMatch[1] || langMatch[2] || langMatch[3])
// skip type="application/ld+json" and other non-JS types
if (
type &&
!(
type.includes('javascript') ||
type.includes('ecmascript') ||
type === 'module'
)
) {
continue
}
// 默认的js文件的loader是js，其他对于ts、tsx jsx有对应的同名loader
let loader: Loader = 'js'
if (lang === 'ts' || lang === 'tsx' || lang === 'jsx') {
loader = lang
}
const srcMatch = openTag.match(srcRE)
// 对于<script src='https://www.atool.online/article/path/to/some.js'>引入的js，将它转换为import 'path/to/some.js'的代码
if (srcMatch) {
const src = srcMatch[1] || srcMatch[2] || srcMatch[3]
js += `import ${JSON.stringify(src)}\n`
} else if (content.trim()) {
// The reason why virtual modules are needed:
// 1. There can be module scripts (`<script context="module">` in Svelte and `<script>` in Vue)
// or local scripts (`<script>` in Svelte and `<script setup>` in Vue)
// 2. There can be multiple module scripts in html
// We need to handle these separately in case variable names are reused between them
// append imports in TS to prevent esbuild from removing them
// since they may be used in the template
const contents =
content +
(loader.startsWith('ts') ? extractImportPaths(content) : '')
// 将提取出来的script脚本，存在以xx.vue?id=1为key的script对象中script={'xx.vue?id=1': 'js contents'}
const key = `${path}?id=${scriptId++}`
if (contents.includes('import.meta.glob')) {
scripts[key] = {
// transformGlob already transforms to js
loader: 'js',
contents: await transformGlob(
contents,
path,
config.root,
loader,
resolve,
config.logger
)
}
} else {
scripts[key] = {
loader,
contents
}
}
const virtualModulePath = JSON.stringify(
virtualModulePrefix + key
)
const contextMatch = openTag.match(contextRE)
const context =
contextMatch &&
(contextMatch[1] || contextMatch[2] || contextMatch[3])
// Especially for Svelte files, exports in <script context="module"> means module exports,
// exports in <script> means component props. To avoid having two same export name from the
// star exports, we need to ignore exports in <script>
if (path.endsWith('.svelte') && context !== 'module') {
js += `import ${virtualModulePath}\n`
} else {
// e.g. export * from 'virtual-module:xx.vue?id=1'
js += `export * from ${virtualModulePath}\n`
}
}
}
// This will trigger incorrectly if `export default` is contained
// anywhere in a string. Svelte and Astro files can't have
// `export default` as code so we know if it's encountered it's a
// false positive (e.g. contained in a string)
if (!path.endsWith('.vue') || !js.includes('export default')) {
js += '\nexport default {}'
}
return {
loader: 'js',
contents: js
}
}
)
由上文我们可知，来自node_modules中的模块依赖是需要预构建的。
例如import ElementPlus from 'element-plus'。
因为在浏览器环境下，是不支持这种裸模块引用的（bare import）。
另一方面，如果不进行构建，浏览器面对由成百上千的子模块组成的依赖，依靠原生esm的加载机制，每个的依赖的import都将产生一次http请求。面对大量的请求，浏览器是吃不消的。
因此客观上需要对裸模块引入进行打包，并处理成浏览器环境下支持的相对路径或路径的导入方式。
例如：import ElementPlus from '/path/to/.vite/element-plus/es/index.mjs'。
2. 对查找到的依赖进行构建
在上一步，已经得到了需要预构建的依赖列表。现在需要把他们作为esbuild的entryPoints打包就行了。
//使用esbuild打包，入口文件即为第一步中抓取到的需要预构建的依赖
import { build } from 'esbuild'
// ...省略其他代码
const result = await build({
absWorkingDir: process.cwd(),
// flatIdDeps即为第一步中所得到的需要预构建的依赖对象
entryPoints: Object.keys(flatIdDeps),
bundle: true,
format: 'esm',
target: config.build.target || undefined,
external: config.optimizeDeps?.exclude,
logLevel: 'error',
splitting: true,
sourcemap: true,
// outdir指定打包产物输出目录，processingCacheDir这里并不是.vite，而是存放构建产物的临时目录
outdir: processingCacheDir,
ignoreAnnotations: true,
metafile: true,
define,
plugins: [
...plugins,
esbuildDepPlugin(flatIdDeps, flatIdToExports, config, ssr)
],
...esbuildOptions
})
// 写入_metadata文件，并替换缓存文件。Write metadata file, delete `deps` folder and rename the new `processing` folder to `deps` in sync
commitProcessingDepsCacheSync()
vite并没有将esbuild的outdir（构建产物的输出目录）直接配置为.vite目录，而是先将构建产物存放到了一个临时目录。当构建完成后，才将原来旧的.vite（如果有的话）删除。然后再将临时目录重命名为.vite。这样做主要是为了避免在程序运行过程中发生了错误，导致缓存不可用。
function commitProcessingDepsCacheSync() {
// Rewire the file paths from the temporal processing dir to the final deps cache dir
const dataPath = path.join(processingCacheDir, '_metadata.json')
writeFile(dataPath, stringifyOptimizedDepsMetadata(metadata))
// Processing is done, we can now replace the depsCacheDir with processingCacheDir
// 依赖处理完成后，使用依赖缓存目录替换处理中的依赖缓存目录
if (fs.existsSync(depsCacheDir)) {
const rmSync = fs.rmSync ?? fs.rmdirSync // TODO: Remove after support for Node 12 is dropped
rmSync(depsCacheDir, { recursive: true })
}
fs.renameSync(processingCacheDir, depsCacheDir)
}
}
以上就是预构建的主要处理流程。
缓存与预构建
vite冷启动之所以快，除了esbuild本身构建速度够快外，也与vite做了必要的缓存机制密不可分。
vite在预构建时，除了生成预构建的js文件外，还会创建一个_metadata.json文件，其结构大致如下：
{
"hash": "22135fca",
"browserHash": "632454bc",
"optimized": {
"vue": {
"file": "/path/to/your/project/node_modules/.vite/vue.js",
"src": "/path/to/your/project/node_modules/vue/dist/vue.runtime.esm-bundler.js",
"needsInterop": false
},
"element-plus": {
"file": "/path/to/your/project/node_modules/.vite/element-plus.js",
"src": "/path/to/your/project/node_modules/element-plus/es/index.mjs",
"needsInterop": false
},
"vue-router": {
"file": "/path/to/your/project/node_modules/.vite/vue-router.js",
"src": "/path/to/your/project/node_modules/vue-router/dist/vue-router.esm-bundler.js",
"needsInterop": false
}
}
}
hash 是缓存的主要标识，由vite的配置文件和项目依赖决定（依赖的信息取自package-lock.json、yarn.lock、pnpm-lock.yaml）。 所以如果用户修改了vite.config.js或依赖发生了变化（依赖的添加删除更新会导致lock文件变化）都会令hash发生变化，缓存也就失效了。这时，vite需要重新进行预构建。当然如果手动删除了.vite缓存目录，也会重新构建。
// 基于配置文件+依赖信息生成hash
const lockfileFormats = ['package-lock.json', 'yarn.lock', 'pnpm-lock.yaml']
function getDepHash(root: string, config: ResolvedConfig): string {
let content = lookupFile(root, lockfileFormats) || ''
// also take config into account
// only a subset of config options that can affect dep optimization
content += JSON.stringify(
{
mode: config.mode,
root: config.root,
define: config.define,
resolve: config.resolve,
buildTarget: config.build.target,
assetsInclude: config.assetsInclude,
plugins: config.plugins.map((p) => p.name),
optimizeDeps: {
include: config.optimizeDeps?.include,
exclude: config.optimizeDeps?.exclude,
esbuildOptions: {
...config.optimizeDeps?.esbuildOptions,
plugins: config.optimizeDeps?.esbuildOptions?.plugins?.map(
(p) => p.name
)
}
}
},
(_, value) => {
if (typeof value === 'function' || value instanceof RegExp) {
return value.toString()
}
return value
}
)
return createHash('sha256').update(content).digest('hex').substring(0, 8)
}
在vite启动时首先检查hash的值，如果当前的hash值与_metadata.json中的hash值相同，说明项目的依赖没有变化，无需重复构建了，直接使用缓存即可。
// 计算当前的hash
const mainHash = getDepHash(root, config)
const metadata: DepOptimizationMetadata = {
hash: mainHash,
browserHash: mainHash,
optimized: {},
discovered: {},
processing: processing.promise
}
let prevData: DepOptimizationMetadata | undefined
try {
const prevDataPath = path.join(depsCacheDir, '_metadata.json')
prevData = parseOptimizedDepsMetadata(
fs.readFileSync(prevDataPath, 'utf-8'),
depsCacheDir,
processing.promise
)
} catch (e) { }
// hash is consistent, no need to re-bundle
// 比较缓存的hash与当前hash
if (prevData && prevData.hash === metadata.hash) {
log('Hash is consistent. Skipping. Use --force to override.')
return {
metadata: prevData,
run: () => (processing.resolve(), processing.promise)
}
}
总结
以上就是vite预构建的主要处理逻辑，总结起来就是先查找需要预构建的依赖，然后将这些依赖作为entryPoints进行构建，构建完成后更新缓存。vite在启动时为提升速度，会检查缓存是否有效，有效的话就可以跳过预构建环节，缓存是否有效的判定是对比缓存中的hash值与当前的hash值是否相同。由于hash的生成算法是基于vite配置文件和项目依赖的，所以配置文件和依赖的的变化都会导致hash发生变化，从而重新进行预构建。
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