浅谈Webpack核心模块tapable解析
时间：2022-11-05 12:22:18 | 栏目：JavaScript代码 | 点击：次
本文介绍了Webpack核心模块tapable，分享给大家，具体如下：
前言
Webpack 是一个现代 JavaScript 应用程序的静态模块打包器，是对前端项目实现自动化和优化必不可少的工具，Webpack 的 loader （加载器）和 plugin （插件）是由 Webpack 开发者和社区开发者共同贡献的，而目前又没有比较系统的开发文档，想写加载器和插件必须要懂 Webpack 的原理，即看懂 Webpack 的源码， tapable 则是 Webpack 依赖的核心库，可以说不懂 tapable 就看不懂 Webpack 源码，所以本篇会对 tapable 提供的类进行解析和模拟。
tapable 介绍
Webpack 本质上是一种事件流的机制，它的工作流程就是将各个插件串联起来，而实现这一切的核心就是 tapable ，Webpack 中最核心的，负责编译的 Compiler 和负责创建 bundles 的 Compilation 都是 tapable 构造函数的实例。
打开 Webpack 4.0 的源码中一定会看到下面这些以 Sync 、 Async 开头，以 Hook 结尾的方法，这些都是 tapable 核心库的类，为我们提供不同的事件流执行机制，我们称为 “钩子”。
// 引入 tapable 如下
const {
SyncHook,
SyncBailHook,
SyncWaterfallHook,
SyncLoopHook,
AsyncParallelHook,
AsyncParallelBailHook,
AsyncSeriesHook,
AsyncSeriesBailHook,
AsyncSeriesWaterfallHook
} = require("tapable");
上面的实现事件流机制的 “钩子” 大方向可以分为两个类别，“同步” 和 “异步”，“异步” 又分为两个类别，“并行” 和 “串行”，而 “同步” 的钩子都是串行的。
Sync 类型的钩子
1、SyncHook
SyncHook 为串行同步执行，不关心事件处理函数的返回值，在触发事件之后，会按照事件注册的先后顺序执行所有的事件处理函数。
// SyncHook 钩子的使用
const { SyncHook } = require("tapable");
// 创建实例
let syncHook = new SyncHook(["name", "age"]);
// 注册事件
syncHook.tap("1", (name, age) => console.log("1", name, age));
syncHook.tap("2", (name, age) => console.log("2", name, age));
syncHook.tap("3", (name, age) => console.log("3", name, age));
// 触发事件，让监听函数执行
syncHook.call("panda", 18);
// 1 panda 18
// 2 panda 18
// 3 panda 18
在 tapable 解构的 SyncHook 是一个类，注册事件需先创建实例，创建实例时支持传入一个数组，数组内存储事件触发时传入的参数，实例的 tap 方法用于注册事件，支持传入两个参数，第一个参数为事件名称，在 Webpack 中一般用于存储事件对应的插件名称（名字随意，只是起到注释作用）， 第二个参数为事件处理函数，函数参数为执行 call 方法触发事件时所传入的参数的形参。
// 模拟 SyncHook 类
class SyncHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tap(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
call(...args) {
// 也可在参数不足时抛出异常
if (args.length < this.args.length) throw new Error("参数不足");
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 依次执行事件处理函数
this.tasks.forEach(task => task(...args));
}
}
tasks 数组用于存储事件处理函数， call 方法调用时传入参数超过创建 SyncHook 实例传入的数组长度时，多余参数可处理为 undefined ，也可在参数不足时抛出异常，不灵活，后面的例子中就不再这样写了。
2、SyncBailHook
SyncBailHook 同样为串行同步执行，如果事件处理函数执行时有一个返回值不为空（即返回值为 undefined ），则跳过剩下未执行的事件处理函数（如类的名字，意义在于保险）。
// SyncBailHook 钩子的使用
const { SyncBailHook } = require("tapable");
// 创建实例
let syncBailHook = new SyncBailHook(["name", "age"]);
// 注册事件
syncBailHook.tap("1", (name, age) => console.log("1", name, age));
syncBailHook.tap("2", (name, age) => {
console.log("2", name, age);
return "2";
});
syncBailHook.tap("3", (name, age) => console.log("3", name, age));
// 触发事件，让监听函数执行
syncBailHook.call("panda", 18);
// 1 panda 18
// 2 panda 18
通过上面的用法可以看出， SyncHook 和 SyncBailHook 在逻辑上只是 call 方法不同，导致事件的执行机制不同，对于后面其他的 “钩子”，也是 call 的区别，接下来实现 SyncBailHook 类。
// 模拟 SyncBailHook 类
class SyncBailHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tap(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
call(...args) {
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 依次执行事件处理函数，如果返回值不为空，则停止向下执行
let i = 0, ret;
do {
ret = this.tasks[i++](...args);
} while (!ret);
}
}
在上面代码的 call 方法中，我们设置返回值为 ret ，第一次执行后没有返回值则继续循环执行，如果有返回值则立即停止循环，即实现 “保险” 的功能。
3、SyncWaterfallHook
SyncWaterfallHook 为串行同步执行，上一个事件处理函数的返回值作为参数传递给下一个事件处理函数，依次类推，正因如此，只有第一个事件处理函数的参数可以通过 call 传递，而 call 的返回值为最后一个事件处理函数的返回值。
// SyncWaterfallHook 钩子的使用
const { SyncWaterfallHook } = require("tapable");
// 创建实例
let syncWaterfallHook = new SyncWaterfallHook(["name", "age"]);
// 注册事件
syncWaterfallHook.tap("1", (name, age) => {
console.log("1", name, age);
return "1";
});
syncWaterfallHook.tap("2", data => {
console.log("2", data);
return "2";
});
syncWaterfallHook.tap("3", data => {
console.log("3", data);
return "3"
});
// 触发事件，让监听函数执行
let ret = syncWaterfallHook.call("panda", 18);
console.log("call", ret);
// 1 panda 18
// 2 1
// 3 2
// call 3
SyncWaterfallHook 名称中含有 “瀑布”，通过上面代码可以看出 “瀑布” 形象生动的描绘了事件处理函数执行的特点，与 SyncHook 和 SyncBailHook 的区别就在于事件处理函数返回结果的流动性，接下来看一下 SyncWaterfallHook 类的实现。
// 模拟 SyncWaterfallHook 类
class SyncWaterfallHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tap(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
call(...args) {
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 依次执行事件处理函数，事件处理函数的返回值作为下一个事件处理函数的参数
let [first, ...others] = this.tasks;
return reduce((ret, task) => task(ret), first(...args));
}
}
上面代码中 call 的逻辑是将存储事件处理函数的 tasks 拆成两部分，分别为第一个事件处理函数，和存储其余事件处理函数的数组，使用 reduce 进行归并，将第一个事件处理函数执行后的返回值作为归并的初始值，依次调用其余事件处理函数并传递上一次归并的返回值。
4、SyncLoopHook
SyncLoopHook 为串行同步执行，事件处理函数返回 true 表示继续循环，即循环执行当前事件处理函数，返回 undefined 表示结束循环， SyncLoopHook 与 SyncBailHook 的循环不同， SyncBailHook 只决定是否继续向下执行后面的事件处理函数，而 SyncLoopHook 的循环是指循环执行每一个事件处理函数，直到返回 undefined 为止，才会继续向下执行其他事件处理函数，执行机制同理。
// SyncLoopHook 钩子的使用
const { SyncLoopHook } = require("tapable");
// 创建实例
let syncLoopHook = new SyncLoopHook(["name", "age"]);
// 定义辅助变量
let total1 = 0;
let total2 = 0;
// 注册事件
syncLoopHook.tap("1", (name, age) => {
console.log("1", name, age, total1);
return total1++ < 2 ? true : undefined;
});
syncLoopHook.tap("2", (name, age) => {
console.log("2", name, age, total2);
return total2++ < 2 ? true : undefined;
});
syncLoopHook.tap("3", (name, age) => console.log("3", name, age));
// 触发事件，让监听函数执行
syncLoopHook.call("panda", 18);
// 1 panda 18 0
// 1 panda 18 1
// 1 panda 18 2
// 2 panda 18 0
// 2 panda 18 1
// 2 panda 18 2
// 3 panda 18
通过上面的执行结果可以清楚的看到 SyncLoopHook 的执行机制，但有一点需要注意，返回值必须严格是 true 才会触发循环，多次执行当前事件处理函数，必须严格返回 undefined ，才会结束循环，去执行后面的事件处理函数，如果事件处理函数的返回值不是 true 也不是 undefined ，则会死循环。
在了解 SyncLoopHook 的执行机制以后，我们接下来看看 SyncLoopHook 的 call 方法是如何实现的。
// 模拟 SyncLoopHook 类
class SyncLoopHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tap(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
call(...args) {
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 依次执行事件处理函数，如果返回值为 true，则继续执行当前事件处理函数
// 直到返回 undefined，则继续向下执行其他事件处理函数
this.tasks.forEach(task => {
let ret;
do {
ret = this.task(...args);
} while (ret === true || !(ret === undefined));
});
}
}
在上面代码中可以看到 SyncLoopHook 类 call 方法的实现更像是 SyncHook 和 SyncBailHook 的 call 方法的结合版，外层循环整个 tasks 事件处理函数队列，内层通过返回值进行循环，控制每一个事件处理函数的执行次数。
注意：在 Sync 类型 “钩子” 下执行的插件都是顺序执行的，只能使用 tab 注册。
Async 类型的钩子
Async 类型可以使用 tap 、 tapSync 和 tapPromise 注册不同类型的插件 “钩子”，分别通过 call 、 callAsync 和 promise 方法调用，我们下面会针对 AsyncParallelHook 和 AsyncSeriesHook 的 async 和 promise 两种方式分别介绍和模拟。
1、AsyncParallelHook
AsyncParallelHook 为异步并行执行，通过 tapAsync 注册的事件，通过 callAsync 触发，通过 tapPromise 注册的事件，通过 promise 触发（返回值可以调用 then 方法）。
(1) tapAsync/callAsync
callAsync 的最后一个参数为回调函数，在所有事件处理函数执行完毕后执行。
// AsyncParallelHook 钩子：tapAsync/callAsync 的使用
const { AsyncParallelHook } = require("tapable");
// 创建实例
let asyncParallelHook = new AsyncParallelHook(["name", "age"]);
// 注册事件
console.time("time");
asyncParallelHook.tapAsync("1", (name, age, done) => {
settimeout(() => {
console.log("1", name, age, new Date());
done();
}, 1000);
});
asyncParallelHook.tapAsync("2", (name, age, done) => {
settimeout(() => {
console.log("2", name, age, new Date());
done();
}, 2000);
});
asyncParallelHook.tapAsync("3", (name, age, done) => {
settimeout(() => {
console.log("3", name, age, new Date());
done();
console.timeEnd("time");
}, 3000);
});
// 触发事件，让监听函数执行
asyncParallelHook.callAsync("panda", 18, () => {
console.log("complete");
});
// 1 panda 18 2018-08-07T10:38:32.675Z
// 2 panda 18 2018-08-07T10:38:33.674Z
// 3 panda 18 2018-08-07T10:38:34.674Z
// complete
// time: 3005.060ms
异步并行是指，事件处理函数内三个定时器的异步操作最长时间为 3s ，而三个事件处理函数执行完成总共用时接近 3s ，所以三个事件处理函数是几乎同时执行的，不需等待。
所有 tabAsync 注册的事件处理函数最后一个参数都为一个回调函数 done ，每个事件处理函数在异步代码执行完毕后调用 done 函数，则可以保证 callAsync 会在所有异步函数都执行完毕后执行，接下来看一看 callAsync 是如何实现的。
// 模拟 AsyncParallelHook 类：tapAsync/callAsync
class AsyncParallelHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tabAsync(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
callAsync(...args) {
// 先取出最后传入的回调函数
let finalCallback = args.pop();
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 定义一个 i 变量和 done 函数，每次执行检测 i 值和队列长度，决定是否执行 callAsync 的回调函数
let i = 0;
let done = () => {
if (++i === this.tasks.length) {
finalCallback();
}
};
// 依次执行事件处理函数
this.tasks.forEach(task => task(...args, done));
}
}
在 callAsync 中，将最后一个参数（所有事件处理函数执行完毕后执行的回调）取出，并定义 done 函数，通过比较 i 和存储事件处理函数的数组 tasks 的 length 来确定回调是否执行，循环执行每一个事件处理函数并将 done 作为最后一个参数传入，所以每个事件处理函数内部的异步操作完成时，执行 done 就是为了检测是不是该执行 callAsync 的回调，当所有事件处理函数均执行完毕满足 done 函数内部 i 和 length 相等的条件时，则调用 callAsync 的回调。
(2) tapPromise/promise
要使用 tapPromise 注册事件，对事件处理函数有一个要求，必须返回一个 Promise 实例，而 promise 方法也返回一个 Promise 实例， callAsync 的回调函数在 promise 方法中用 then 的方式代替。
// AsyncParallelHook 钩子：tapPromise/promise 的使用
const { AsyncParallelHook } = require("tapable");
// 创建实例
let asyncParallelHook = new AsyncParallelHook(["name", "age"]);
// 注册事件
console.time("time");
asyncParallelHook.tapPromise("1", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("1", name, age, new Date());
resolve("1");
}, 1000);
});
});
asyncParallelHook.tapPromise("2", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("2", name, age, new Date());
resolve("2");
}, 2000);
});
});
asyncParallelHook.tapPromise("3", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("3", name, age, new Date());
resolve("3");
console.timeEnd("time");
}, 3000);
});
});
// 触发事件，让监听函数执行
asyncParallelHook.promise("panda", 18).then(ret => {
console.log(ret);
});
// 1 panda 18 2018-08-07T12:17:21.741Z
// 2 panda 18 2018-08-07T12:17:22.736Z
// 3 panda 18 2018-08-07T12:17:23.739Z
// time: 3006.542ms
// [ '1', '2', '3' ]
上面每一个 tapPromise 注册事件的事件处理函数都返回一个 Promise 实例，并将返回值传入 resolve 方法，调用 promise 方法触发事件时，如果所有事件处理函数返回的 Promise 实例结果都成功，会将结果存储在数组中，并作为参数传递给 promise 的 then 方法中成功的回调，如果有一个失败就是将失败的结果返回作为参数传递给失败的回调。
// 模拟 AsyncParallelHook 类 tapPromise/promise
class AsyncParallelHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tapPromise(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
promise(...args) {
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 将所有事件处理函数转换成 Promise 实例，并发执行所有的 Promise
return Promise.all(this.tasks.map(task => task(...args)));
}
}
其实根据上面对于 tapPromise 和 promise 使用的描述就可以猜到， promise 方法的逻辑是通过 Promise.all 来实现的。
2、AsyncSeriesHook
AsyncSeriesHook 为异步串行执行，与 AsyncParallelHook 相同，通过 tapAsync 注册的事件，通过 callAsync 触发，通过 tapPromise 注册的事件，通过 promise 触发，可以调用 then 方法。
(1) tapAsync/callAsync
与 AsyncParallelHook 的 callAsync 方法类似， AsyncSeriesHook 的 callAsync 方法也是通过传入回调函数的方式，在所有事件处理函数执行完毕后执行 callAsync 的回调函数。
// AsyncSeriesHook 钩子：tapAsync/callAsync 的使用
const { AsyncSeriesHook } = require("tapable");
// 创建实例
let asyncSeriesHook = new AsyncSeriesHook(["name", "age"]);
// 注册事件
console.time("time");
asyncSeriesHook.tapAsync("1", (name, age, next) => {
settimeout(() => {
console.log("1", name, age, new Date());
next();
}, 1000);
});
asyncSeriesHook.tapAsync("2", (name, age, next) => {
settimeout(() => {
console.log("2", name, age, new Date());
next();
}, 2000);
});
asyncSeriesHook.tapAsync("3", (name, age, next) => {
settimeout(() => {
console.log("3", name, age, new Date());
next();
console.timeEnd("time");
}, 3000);
});
// 触发事件，让监听函数执行
asyncSeriesHook.callAsync("panda", 18, () => {
console.log("complete");
});
// 1 panda 18 2018-08-07T14:40:52.896Z
// 2 panda 18 2018-08-07T14:40:54.901Z
// 3 panda 18 2018-08-07T14:40:57.901Z
// complete
// time: 6008.790ms
异步串行是指，事件处理函数内三个定时器的异步执行时间分别为 1s 、 2s 和 3s ，而三个事件处理函数执行完总共用时接近 6s ，所以三个事件处理函数执行是需要排队的，必须一个一个执行，当前事件处理函数执行完才能执行下一个。
AsyncSeriesHook 类的 tabAsync 方法注册的事件处理函数参数中的 next 可以与 AsyncParallelHook 类中 tabAsync 方法参数的 done 进行类比，同为回调函数，不同点在于 AsyncSeriesHook 与 AsyncParallelHook 的 callAsync 方法的 “并行” 和 “串行” 的实现方式。
// 模拟 AsyncSeriesHook 类：tapAsync/callAsync
class AsyncSeriesHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tabAsync(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
callAsync(...args) {
// 先取出最后传入的回调函数
let finalCallback = args.pop();
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 定义一个 i 变量和 next 函数，每次取出一个事件处理函数执行，并维护 i 的值
// 直到所有事件处理函数都执行完，调用 callAsync 的回调
// 如果事件处理函数中没有调用 next，则无法继续
let i = 0;
let next = () => {
let task = this.tasks[i++];
task ? task(...args, next) : finalCallback();
};
next();
}
}
AsyncParallelHook 是通过循环依次执行了所有的事件处理函数， done 方法只为了检测是否已经满足条件执行 callAsync 的回调，如果中间某个事件处理函数没有调用 done ，只是不会调用 callAsync 的回调，但是所有的事件处理函数都执行了。
而 AsyncSeriesHook 的 next 执行机制更像 Express 和 Koa 中的中间件，在注册事件的回调中如果不调用 next ，则在触发事件时会在没有调用 next 的事件处理函数的位置 “卡死”，即不会继续执行后面的事件处理函数，只有都调用 next 才能继续，而最后一个事件处理函数中调用 next 决定是否调用 callAsync 的回调。
(2) tapPromise/promise
与 AsyncParallelHook 类似， tapPromise 注册事件的事件处理函数需要返回一个 Promise 实例， promise 方法最后也返回一个 Promise 实例。
// AsyncSeriesHook 钩子：tapPromise/promise 的使用
const { AsyncSeriesHook } = require("tapable");
// 创建实例
let asyncSeriesHook = new AsyncSeriesHook(["name", "age"]);
// 注册事件
console.time("time");
asyncSeriesHook.tapPromise("1", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("1", name, age, new Date());
resolve("1");
}, 1000);
});
});
asyncSeriesHook.tapPromise("2", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("2", name, age, new Date());
resolve("2");
}, 2000);
});
});
asyncParallelHook.tapPromise("3", (name, age) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
settimeout(() => {
console.log("3", name, age, new Date());
resolve("3");
console.timeEnd("time");
}, 3000);
});
});
// 触发事件，让监听函数执行
asyncSeriesHook.promise("panda", 18).then(ret => {
console.log(ret);
});
// 1 panda 18 2018-08-07T14:45:52.896Z
// 2 panda 18 2018-08-07T14:45:54.901Z
// 3 panda 18 2018-08-07T14:45:57.901Z
// time: 6014.291ms
// [ '1', '2', '3' ]
分析上面的执行过程，所有的事件处理函数都返回了 Promise 的实例，如果想实现 “串行”，则需要让每一个返回的 Promise 实例都调用 then ，并在 then 中执行下一个事件处理函数，这样就保证了只有上一个事件处理函数执行完后才会执行下一个。
// 模拟 AsyncSeriesHook 类 tapPromise/promise
class AsyncSeriesHook {
constructor(args) {
this.args = args;
this.tasks = [];
}
tapPromise(name, task) {
this.tasks.push(task);
}
promise(...args) {
// 传入参数严格对应创建实例传入数组中的规定的参数，执行时多余的参数为 undefined
args = args.slice(0, this.args.length);
// 将每个事件处理函数执行并调用返回 Promise 实例的 then 方法
// 让下一个事件处理函数在 then 方法成功的回调中执行
let [first, ...others] = this.tasks;
return others.reduce((promise, task) => {
return promise.then(() => task(...args));
}, first(...args));
}
}
上面代码中的 “串行” 是使用 reduce 归并来实现的，首先将存储所有事件处理函数的数组 tasks 解构成两部分，第一个事件处理函数和存储其他事件处理函数的数组 others ，对 others 进行归并，将第一个事件处理函数执行后返回的 Promise 实例作为归并的初始值，这样在归并的过程中上一个值始终是上一个事件处理函数返回的 Promise 实例，可以直接调用 then 方法，并在 then 的回调中执行下一个事件处理函数，直到归并完成，将 reduce 最后返回的 Promise 实例作为 promise 方法的返回值，则实现 promise 方法执行后继续调用 then 来实现后续逻辑。
对其他异步钩子补充
在上面 Async 异步类型的 “钩子中”，我们只着重介绍了 “串行” 和 “并行”（ AsyncParallelHook 和 AsyncSeriesHook ）以及回调和 Promise 的两种注册和触发事件的方式，还有一些其他的具有一定特点的异步 “钩子” 我们并没有进行分析，因为他们的机制与同步对应的 “钩子” 非常的相似。
AsyncParallelBailHook 和 AsyncSeriesBailHook 分别为异步 “并行” 和 “串行” 执行的 “钩子”，返回值不为 undefined ，即有返回值，则立即停止向下执行其他事件处理函数，实现逻辑可结合 AsyncParallelHook 、 AsyncSeriesHook 和 SyncBailHook 。
AsyncSeriesWaterfallHook 为异步 “串行” 执行的 “钩子”，上一个事件处理函数的返回值作为参数传递给下一个事件处理函数，实现逻辑可结合 AsyncSeriesHook 和 SyncWaterfallHook 。
总结
在 tapable 源码中，注册事件的方法 tab 、 tapSync 、 tapPromise 和触发事件的方法 call 、 callAsync 、 promise 都是通过 compile 方法快速编译出来的，我们本文中这些方法的实现只是遵照了 tapable 库这些 “钩子” 的事件处理机制进行了模拟，以方便我们了解 tapable ，为学习 Webpack 原理做了一个铺垫，在 Webpack 中，这些 “钩子” 的真正作用就是将通过配置文件读取的插件与插件、加载器与加载器之间进行连接，“并行” 或 “串行” 执行，相信在我们对 tapable 中这些 “钩子” 的事件机制有所了解之后，再重新学习 Webpack 的源码应该会有所头绪。