webpack核心模块tapable源码解析
上一篇文章我写了tapable的基本用法，我们知道他是一个增强版版的发布订阅模式，本文想来学习下他的源码。tapable的源码我读了一下，发现他的抽象程度比较高，直接扎进去反而会让人云里雾里的，所以本文会从最简单的SyncHook和发布订阅模式入手，再一步一步抽象，慢慢变成他源码的样子。
本文可运行示例代码已经上传GitHub，大家拿下来一边玩一边看文章效果更佳：https://github.com/dennis-jiang/Front-End-Knowledges/tree/master/Examples/Engineering/tapable-source-code。
SyncHook的基本实现
上一篇文章已经讲过SyncHook的用法了，我这里就不再展开了，他使用的例子就是这样子：
const { SyncHook } = require("tapable");
// 实例化一个加速的hook
const accelerate = new SyncHook(["newSpeed"]);
// 注册第一个回调，加速时记录下当前速度
accelerate.tap("LoggerPlugin", (newSpeed) =>
console.log("LoggerPlugin", `加速到${newSpeed}`)
);
// 再注册一个回调，用来检测是否超速
accelerate.tap("OverspeedPlugin", (newSpeed) => {
if (newSpeed > 120) {
console.log("OverspeedPlugin", "您已超速！！");
}
});
// 触发一下加速事件，看看效果吧
accelerate.call(500);
其实这种用法就是一个最基本的发布订阅模式，我之前讲发布订阅模式的文章讲过，我们可以仿照那个很快实现一个SyncHook：
class SyncHook {
constructor(args = []) {
this._args = args; // 接收的参数存下来
this.taps = []; // 一个存回调的数组
}
// tap实例方法用来注册回调
tap(name, fn) {
// 逻辑很简单，直接保存下传入的回调参数就行
this.taps.push(fn);
}
// call实例方法用来触发事件，执行所有回调
call(...args) {
// 逻辑也很简单，将注册的回调一个一个拿出来执行就行
const tapsLength = this.taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
fn(...args);
}
}
}
这段代码非常简单，是一个最基础的发布订阅模式，使用方法跟上面是一样的，将SyncHook从tapable导出改为使用我们自己的：
// const { SyncHook } = require("tapable");
const { SyncHook } = require("./SyncHook");
运行效果是一样的：
注意： 我们构造函数里面传入的args并没有用上，tapable主要是用它来动态生成call的函数体的，在后面讲代码工厂的时候会看到。
SyncBailHook的基本实现
再来一个SyncBailHook的基本实现吧，SyncBailHook的作用是当前一个回调返回不为undefined的值的时候，阻止后面的回调执行。基本使用是这样的：
const { SyncBailHook } = require("tapable"); // 使用的是SyncBailHook
const accelerate = new SyncBailHook(["newSpeed"]);
accelerate.tap("LoggerPlugin", (newSpeed) =>
console.log("LoggerPlugin", `加速到${newSpeed}`)
);
// 再注册一个回调，用来检测是否超速
// 如果超速就返回一个错误
accelerate.tap("OverspeedPlugin", (newSpeed) => {
if (newSpeed > 120) {
console.log("OverspeedPlugin", "您已超速！！");
return new Error('您已超速！！');
}
});
// 由于上一个回调返回了一个不为undefined的值
// 这个回调不会再运行了
accelerate.tap("DamagePlugin", (newSpeed) => {
if (newSpeed > 300) {
console.log("DamagePlugin", "速度实在太快，车子快散架了。。。");
}
});
accelerate.call(500);
他的实现跟上面的SyncHook也非常像，只是call在执行的时候不一样而已，SyncBailHook需要检测每个回调的返回值，如果不为undefined就终止执行后面的回调，所以代码实现如下：
class SyncBailHook {
constructor(args = []) {
this._args = args;
this.taps = [];
}
tap(name, fn) {
this.taps.push(fn);
}
// 其他代码跟SyncHook是一样的，就是call的实现不一样
// 需要检测每个返回值，如果不为undefined就终止执行
call(...args) {
const tapsLength = this.taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
const res = fn(...args);
if( res !== undefined) return res;
}
}
}
然后改下SyncBailHook从我们自己的引入就行：
// const { SyncBailHook } = require("tapable");
const { SyncBailHook } = require("./SyncBailHook");
运行效果是一样的：
抽象重复代码
现在我们只实现了SyncHook和SyncBailHook两个Hook而已，上一篇讲用法的文章里面总共有9个Hook，如果每个Hook都像前面这样实现也是可以的。但是我们再仔细看下SyncHook和SyncBailHook两个类的代码，发现他们除了call的实现不一样，其他代码一模一样，所以作为一个有追求的工程师，我们可以把这部分重复的代码提出来作为一个基类：Hook类。
Hook类需要包含一些公共的代码，call这种不一样的部分由各个子类自己实现。所以Hook类就长这样：
const CALL_DELEGATE = function(...args) {
this.call = this._createCall();
return this.call(...args);
};
// Hook是SyncHook和SyncBailHook的基类
// 大体结构是一样的，不一样的地方是call
// 不同子类的call是不一样的
// tapable的Hook基类提供了一个抽象接口compile来动态生成call函数
class Hook {
constructor(args = []) {
this._args = args;
this.taps = [];
// 基类的call初始化为CALL_DELEGATE
// 为什么这里需要这样一个代理，而不是直接this.call = _createCall()
// 等我们后面子类实现了再一起讲
this.call = CALL_DELEGATE;
}
// 一个抽象接口compile
// 由子类实现，基类compile不能直接调用
compile(options) {
throw new Error("Abstract: should be overridden");
}
tap(name, fn) {
this.taps.push(fn);
}
// _createCall调用子类实现的compile来生成call方法
_createCall() {
return this.compile({
taps: this.taps,
args: this._args,
});
}
}
官方对应的源码看这里：https://github.com/webpack/tapable/blob/master/lib/Hook.js
子类SyncHook实现
现在有了Hook基类，我们的SyncHook就需要继承这个基类重写，tapable在这里继承的时候并没有使用class extends，而是手动继承的：
const Hook = require('./Hook');
function SyncHook(args = []) {
// 先手动继承Hook
const hook = new Hook(args);
hook.constructor = SyncHook;
// 然后实现自己的compile函数
// compile的作用应该是创建一个call函数并返回
hook.compile = function(options) {
// 这里call函数的实现跟前面实现是一样的
const { taps } = options;
const call = function(...args) {
const tapsLength = taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
fn(...args);
}
}
return call;
};
return hook;
}
SyncHook.prototype = null;
注意：我们在基类Hook构造函数中初始化this.call为CALL_DELEGATE这个函数，这是有原因的，最主要的原因是确保this的正确指向。思考一下假如我们不用CALL_DELEGATE，而是直接this.call = this._createCall()会发生什么？我们来分析下这个执行流程：
-
用户使用时，肯定是使用 new SyncHook()，这时候会执行const hook = new Hook(args); -
new Hook(args)会去执行Hook的构造函数，也就是会运行this.call = this._createCall() -
这时候的 this指向的是基类Hook的实例，this._createCall()会调用基类的this.compile() -
由于基类的 complie函数是一个抽象接口，直接调用会报错Abstract: should be overridden。
那我们采用this.call = CALL_DELEGATE是怎么解决这个问题的呢？
-
采用 this.call = CALL_DELEGATE后，基类Hook上的call就只是被赋值为一个代理函数而已，这个函数不会立马调用。 -
用户使用时，同样是 new SyncHook()，里面会执行Hook的构造函数 -
Hook构造函数会给this.call赋值为CALL_DELEGATE，但是不会立即执行。 -
new SyncHook()继续执行，新建的实例上的方法hook.complie被覆写为正确方法。 -
当用户调用 hook.call的时候才会真正执行this._createCall()，这里面会去调用this.complie() -
这时候调用的 complie已经是被正确覆写过的了，所以得到正确的结果。
子类SyncBailHook的实现
子类SyncBailHook的实现跟上面SyncHook的也是非常像，只是hook.compile实现不一样而已：
const Hook = require('./Hook');
function SyncBailHook(args = []) {
// 基本结构跟SyncHook都是一样的
const hook = new Hook(args);
hook.constructor = SyncBailHook;
// 只是compile的实现是Bail版的
hook.compile = function(options) {
const { taps } = options;
const call = function(...args) {
const tapsLength = taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
const res = fn(...args);
if( res !== undefined) break;
}
}
return call;
};
return hook;
}
SyncBailHook.prototype = null;
抽象代码工厂
上面我们通过对SyncHook和SyncBailHook的抽象提炼出了一个基类Hook，减少了重复代码。基于这种结构子类需要实现的就是complie方法，但是如果我们将SyncHook和SyncBailHook的complie方法拿出来对比下：
SyncHook:
hook.compile = function(options) {
const { taps } = options;
const call = function(...args) {
const tapsLength = taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
fn(...args);
}
}
return call;
};
SyncBailHook：
hook.compile = function(options) {
const { taps } = options;
const call = function(...args) {
const tapsLength = taps.length;
for(let i = 0; i < tapsLength; i++) {
const fn = this.taps[i];
const res = fn(...args);
if( res !== undefined) return res;
}
}
return call;
};
我们发现这两个complie也非常像，有大量重复代码，所以tapable为了解决这些重复代码，又进行了一次抽象，也就是代码工厂HookCodeFactory。HookCodeFactory的作用就是用来生成complie返回的call函数体，而HookCodeFactory在实现时也采用了Hook类似的思路，也是先实现了一个基类HookCodeFactory，然后不同的Hook再继承这个类来实现自己的代码工厂，比如SyncHookCodeFactory。
创建函数的方法
在继续深入代码工厂前，我们先来回顾下JS里面创建函数的方法。一般我们会有这几种方法：
-
函数申明
function add(a, b) {
return a + b;
} -
函数表达式
const add = function(a, b) {
return a + b;
}
但是除了这两种方法外，还有种不常用的方法：使用Function构造函数。比如上面这个函数使用构造函数创建就是这样的：
const add = new Function('a', 'b', 'return a + b;');
上面的调用形式里，最后一个参数是函数的函数体，前面的参数都是函数的形参，最终生成的函数跟用函数表达式的效果是一样的，可以这样调用：
add(1, 2); // 结果是3
注意：上面的a和b形参放在一起用逗号隔开也是可以的：
const add = new Function('a, b', 'return a + b;'); // 这样跟上面的效果是一样的
当然函数并不是一定要有参数，没有参数的函数也可以这样创建：
const sayHi = new Function('alert("Hello")');
sayHi(); // Hello
这样创建函数和前面的函数申明和函数表达式有什么区别呢？使用Function构造函数来创建函数最大的一个特征就是，函数体是一个字符串，也就是说我们可以动态生成这个字符串，从而动态生成函数体。因为SyncHook和SyncBailHook的call函数很像，我们可以像拼一个字符串那样拼出他们的函数体，为了更简单的拼凑，tapable最终生成的call函数里面并没有循环，而是在拼函数体的时候就将循环展开了，比如SyncHook拼出来的call函数的函数体就是这样的：
"use strict";
var _x = this._x;
var _fn0 = _x[0];
_fn0(newSpeed);
var _fn1 = _x[1];
_fn1(newSpeed);
上面代码的_x其实就是保存回调的数组taps，这里重命名为_x，我想是为了节省代码大小吧。这段代码可以看到，_x，也就是taps里面的内容已经被展开了，是一个一个取出来执行的。
而SyncBailHook最终生成的call函数体是这样的：
"use strict";
var _x = this._x;
var _fn0 = _x[0];
var _result0 = _fn0(newSpeed);
if (_result0 !== undefined) {
return _result0;
;
} else {
var _fn1 = _x[1];
var _result1 = _fn1(newSpeed);
if (_result1 !== undefined) {
return _result1;
;
} else {
}
}
这段生成的代码主体逻辑其实跟SyncHook是一样的，都是将_x展开执行了，他们的区别是SyncBailHook会对每次执行的结果进行检测，如果结果不是undefined就直接return了，后面的回调函数就没有机会执行了。
创建代码工厂基类
基于这个目的，我们的代码工厂基类应该可以生成最基本的call函数体。我们来写个最基本的HookCodeFactory吧，目前他只能生成SyncHook的call函数体：
class HookCodeFactory {
constructor() {
// 构造函数定义两个变量
this.options = undefined;
this._args = undefined;
}
// init函数初始化变量
init(options) {
this.options = options;
this._args = options.args.slice();
}
// deinit重置变量
deinit() {
this.options = undefined;
this._args = undefined;
}
// args用来将传入的数组args转换为New Function接收的逗号分隔的形式
// ['arg1', 'args'] ---> 'arg1, arg2'
args() {
return this._args.join(", ");
}
// setup其实就是给生成代码的_x赋值
setup(instance, options) {
instance._x = options.taps.map(t => t);
}
// create创建最终的call函数
create(options) {
this.init(options);
let fn;
// 直接将taps展开为平铺的函数调用
const { taps } = options;
let code = '';
for (let i = 0; i < taps.length; i++) {
code += `
var _fn${i} = _x[${i}];
_fn${i}(${this.args()});
`
}
// 将展开的循环和头部连接起来
const allCodes = `
"use strict";
var _x = this._x;
` + code;
// 用传进来的参数和生成的函数体创建一个函数出来
fn = new Function(this.args(), allCodes);
this.deinit(); // 重置变量
return fn; // 返回生成的函数
}
}
上面代码最核心的其实就是create函数，这个函数会动态创建一个call函数并返回，所以SyncHook可以直接使用这个factory创建代码了：
// SyncHook.js
const Hook = require('./Hook');
const HookCodeFactory = require("./HookCodeFactory");
const factory = new HookCodeFactory();
// COMPILE函数会去调用factory来生成call函数
const COMPILE = function(options) {
factory.setup(this, options);
return factory.create(options);
};
function SyncHook(args = []) {
const hook = new Hook(args);
hook.constructor = SyncHook;
// 使用HookCodeFactory来创建最终的call函数
hook.compile = COMPILE;
return hook;
}
SyncHook.prototype = null;
让代码工厂支持SyncBailHook
现在我们的HookCodeFactory只能生成最简单的SyncHook代码，我们需要对他进行一些改进，让他能够也生成SyncBailHook的call函数体。你可以拉回前面再仔细观察下这两个最终生成代码的区别：
-
SyncBailHook需要对每次执行的result进行处理，如果不为undefined就返回 -
SyncBailHook生成的代码其实是if...else嵌套的，我们生成的时候可以考虑使用一个递归函数
为了让SyncHook和SyncBailHook的子类代码工厂能够传入差异化的result处理，我们先将HookCodeFactory基类的create拆成两部分，将代码拼装的逻辑单独拆成一个函数：
class HookCodeFactory {
// ...
// 省略其他一样的代码
// ...
// create创建最终的call函数
create(options) {
this.init(options);
let fn;
// 拼装代码头部
const header = `
"use strict";
var _x = this._x;
`;
// 用传进来的参数和函数体创建一个函数出来
fn = new Function(this.args(),
header +
this.content()); // 注意这里的content函数并没有在基类HookCodeFactory实现，而是子类实现的
this.deinit();
return fn;
}
// 拼装函数体
// callTapsSeries也没在基类调用，而是子类调用的
callTapsSeries() {
const { taps } = this.options;
let code = '';
for (let i = 0; i < taps.length; i++) {
code += `
var _fn${i} = _x[${i}];
_fn${i}(${this.args()});
`
}
return code;
}
}
上面代码里面要特别注意create函数里面生成函数体的时候调用的是this.content，但是this.content并没与在基类实现，这要求子类在使用HookCodeFactory的时候都需要继承他并实现自己的content函数，所以这里的content函数也是一个抽象接口。那SyncHook的代码就应该改成这样：
// SyncHook.js
// ... 省略其他一样的代码 ...
// SyncHookCodeFactory继承HookCodeFactory并实现content函数
class SyncHookCodeFactory extends HookCodeFactory {
content() {
return this.callTapsSeries(); // 这里的callTapsSeries是基类的
}
}
// 使用SyncHookCodeFactory来创建factory
const factory = new SyncHookCodeFactory();
const COMPILE = function (options) {
factory.setup(this, options);
return factory.create(options);
};
**注意这里：**子类实现的content其实又调用了基类的callTapsSeries来生成最终的函数体。所以这里这几个函数的调用关系其实是这样的：
那这样设计的目的是什么呢？为了让子类content能够传递参数给基类callTapsSeries，从而生成不一样的函数体。我们马上就能在SyncBailHook的代码工厂上看到了。
为了能够生成SyncBailHook的函数体，我们需要让callTapsSeries支持一个onResult参数，就是这样：
class HookCodeFactory {
// ... 省略其他相同的代码 ...
// 拼装函数体，需要支持options.onResult参数
callTapsSeries(options) {
const { taps } = this.options;
let code = '';
let i = 0;
const onResult = options && options.onResult;
// 写一个next函数来开启有onResult回调的函数体生成
// next和onResult相互递归调用来生成最终的函数体
const next = () => {
if(i >= taps.length) return '';
const result = `_result${i}`;
const code = `
var _fn${i} = _x[${i}];
var ${result} = _fn${i}(${this.args()});
${onResult(i++, result, next)}
`;
return code;
}
// 支持onResult参数
if(onResult) {
code = next();
} else {
// 没有onResult参数的时候，即SyncHook跟之前保持一样
for(; i< taps.length; i++) {
code += `
var _fn${i} = _x[${i}];
_fn${i}(${this.args()});
`
}
}
return code;
}
}
然后我们的SyncBailHook的代码工厂在继承工厂基类的时候需要传一个onResult参数，就是这样：
const Hook = require('./Hook');
const HookCodeFactory = require("./HookCodeFactory");
// SyncBailHookCodeFactory继承HookCodeFactory并实现content函数
// content里面传入定制的onResult函数，onResult回去调用next递归生成嵌套的if...else...
class SyncBailHookCodeFactory extends HookCodeFactory {
content() {
return this.callTapsSeries({
onResult: (i, result, next) =>
`if(${result} !== undefined) {\nreturn ${result};\n} else {\n${next()}}\n`,
});
}
}
// 使用SyncHookCodeFactory来创建factory
const factory = new SyncBailHookCodeFactory();
const COMPILE = function (options) {
factory.setup(this, options);
return factory.create(options);
};
function SyncBailHook(args = []) {
// 基本结构跟SyncHook都是一样的
const hook = new Hook(args);
hook.constructor = SyncBailHook;
// 使用HookCodeFactory来创建最终的call函数
hook.compile = COMPILE;
return hook;
}
现在运行下代码，效果跟之前一样的，大功告成~
其他Hook的实现
到这里，tapable的源码架构和基本实现我们已经弄清楚了，但是本文只用了SyncHook和SyncBailHook做例子，其他的，比如AsyncParallelHook并没有展开讲。因为AsyncParallelHook之类的其他Hook的实现思路跟本文是一样的，比如我们可以先实现一个独立的AsyncParallelHook类：
class AsyncParallelHook {
constructor(args = []) {
this._args = args;
this.taps = [];
}
tapAsync(name, task) {
this.taps.push(task);
}
callAsync(...args) {
// 先取出最后传入的回调函数
let finalCallback = args.pop();
// 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 的最终回调函数
let i = 0;
let done = () => {
if (++i === this.taps.length) {
finalCallback();
}
};
// 依次执行事件处理函数
this.taps.forEach(task => task(...args, done));
}
}
然后对他的callAsync函数进行抽象，将其抽象到代码工厂类里面，使用字符串拼接的方式动态构造出来就行了，整体思路跟前面是一样的。具体实现过程可以参考tapable源码：
Hook类源码
SyncHook类源码
SyncBailHook类源码
HookCodeFactory类源码
总结
本文可运行示例代码已经上传GitHub，大家拿下来一边玩一边看文章效果更佳：https://github.com/dennis-jiang/Front-End-Knowledges/tree/master/Examples/Engineering/tapable-source-code。
下面再对本文的思路进行一个总结：
-
tapable的各种Hook其实都是基于发布订阅模式。 -
各个 Hook自己独立实现其实也没有问题，但是因为都是发布订阅模式，会有大量重复代码，所以tapable进行了几次抽象。 -
第一次抽象是提取一个 Hook基类，这个基类实现了初始化和事件注册等公共部分，至于每个Hook的call都不一样，需要自己实现。 -
第二次抽象是每个 Hook在实现自己的call的时候，发现代码也有很多相似之处，所以提取了一个代码工厂，用来动态生成call的函数体。 -
总体来说， tapable的代码并不难，但是因为有两次抽象，整个代码架构显得不那么好读，经过本文的梳理后，应该会好很多了。
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参考资料
tapable用法介绍：https://juejin.cn/post/6939794845053485093