使用babel避免webpack编译运行时模块依赖

babel是一个非常强大的工具，作用远不止我们平时的ES6 -> ES5语法转换这么单一。在前端进阶的道路上，了解与学习babel及其灵活的插件模式将会为前端赋予更多的可能性。

本文就是运用babel，通过编写babel插件解决了一个实际项目中的问题。

本文相关代码已托管至github: babel-plugin-import-customized-require

1. 遇到的问题

最近在项目中遇到这样一个问题：我们知道，使用webpack作为构建 工具 是会默认自动帮我们进行依赖构建；但是在项目代码中，有一部分的依赖是运行时依赖/非编译期依赖（可以理解为像requirejs、seajs那样的纯前端模块化），对于这种依赖不做处理会导致webpack编译出错。

为什么需要非编译期依赖呢？例如，在当前的业务模块（一个独立的webpack代码仓库）里，我依赖了一个公共业务模块的打点代码

// 这是home业务模块代码
// 依赖了common业务模块的代码
import log from 'common:util/log.js'

log('act-1');
复制代码

然而，可能是由于技术栈不统一，或是因为common业务代码遗留问题无法重构，或者仅仅是为了业务模块的分治……总之，无法在webpack编译期解决这部分模块依赖，而是需要放在前端运行时框架解决。

为了解决webpack编译期无法解析这种模块依赖的问题，可以给这种非编译期依赖引入新的语法，例如下面这样：

// __my_require__是我们自定义的前端require方法
var log = __my_require__('common:util/log.js')

log('act-1');
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但这样就导致了我们代码形式的分裂，拥抱规范让我们希望还是能够用ESM的标准语法来一视同仁。

我们还是希望能像下面这样写代码：

// 标准的ESM语法
import * as log from 'common:util/log.js';

log('act-1');
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此外，也可以考虑使用webpack提供了externals配置来避免某些模块被webpack打包。然而，一个重要的问题是，在已有的common代码中有一套前端模块化语法，要将webpack编译出来的代码与已有模式融合存在一些问题。因此该方式也存在不足。

针对上面的描述，总结来说，我们的目的就是：

• 能够在代码中使用ESM语法，来进行非编译期分析的模块引用
• 由于webpack会尝试打包该依赖，需要不会在编译期出错

2. 解决思路

基于上面的目标，首先，我们需要有一种方式能够标识不需要编译的运行期依赖。例如 util/record 这个模块，如果是运行时依赖，可以参考标准语法，为模块名添加标识： runtime:util/record 。效果如下：

// 下面这两行是正常的编译期依赖
import React from 'react';
import Nav from './component/nav';

// 下面这两个模块，我们不希望webpack在编译期进行处理
import record from 'runtime:util/record';
import {Banner, List} from 'runtime:ui/layout/component';
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其次，虽然标识已经可以让开发人员知道代码里哪些模块是webpack需要打包的依赖，哪些是非编译期依赖；但webpack不知道，它只会拿到模块源码，分析import语法拿到依赖，然后尝试加载依赖模块。但这时webpack傻眼了，因为像 runtime:util/record 这样的模块是运行时依赖，编译期找不到该模块。那么，就需要通过一种方式，让webpack“看不见”非编译期的依赖。

最后，拿到非编译期依赖，由于浏览器现在还不支持ESM的import语法，因此需要将它变为在前端运行时我们自定义的模块依赖语法。

3. 使用babel对源码进行分析

3.1. babel相关工具介绍

对babel以及插件机制不太了解的同学，可以先看这一部分做一个简单的了解。

babel是一个强大的javascript compiler，可以将源码通过词法分析与语法分析转换为AST（抽象语法树），通过对AST进行转换，可以修改源码，最后再将修改后的AST转换会目标代码。

由于篇幅限制，本文不会对compiler或者AST进行过多介绍，但是如果你学过编译原理，那么对词法分析、语法分析、token、AST应该都不会陌生。即使没了解过也没有关系，你可以粗略的理解为：babel是一个compiler，它可以将javascript源码转化为一种特殊的数据结构，这种数据结构就是树，也就是AST，它是一种能够很好表示源码的结构。babel的AST是基于 ESTree 的。

例如， var alienzhou = 'happy' 这条语句，经过babel处理后它的AST大概是下面这样的

{
    type: 'VariableDeclaration',
    kind: 'var',
    // ...其他属性
    decolarations: [{
        type: 'VariableDeclarator',
        id: {
            type: 'Identifier',
            name: 'alienzhou',
            // ...其他属性
        },
        init: {
            type: 'StringLiteral',
            value: 'happy',
            // ...其他属性
        }
    }],
}
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这部分AST node表示，这是一条变量声明的语句，使用 var 关键字，其中id和init属性又是两个AST node，分别是名称为alienzhou的标识符（Identifier）和值为happy的字符串字面量（StringLiteral）。

这里，简单介绍一些如何使用babel及其提供的一些库来进行AST的分析和修改。生成AST可以通过 babel-core 里的方法，例如：

const babel = require('babel-core');
const {ast} = babel.transform(`var alienzhou = 'happy'`);
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然后遍历AST，找到特定的节点进行修改即可。babel也为我们提供了traverse方法来遍历AST：

const traverse = require('babel-traverse').default;
复制代码

在babel中访问AST node使用的是vistor模式，可以像下面这样指定AST node type来访问所需的AST node：

traverse(ast, {
    StringLiteral(path) {
        console.log(path.node.value)
        // ...
    }
})
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这样就可以得到所有的字符串字面量，当然你也可以替换这个节点的内容：

let visitor = {
    StringLiteral(path) {
        console.log(path.node.value)
        path.replaceWith(
            t.stringLiteral('excited');
        )
    }
};
traverse(ast, visitor);
复制代码

注意，AST是一个mutable对象，所有的节点操作都会在原AST上进行修改。

这篇文章不会详细介绍babel-core、babel-traverse的API，而是帮助没有接触过的朋友快速理解它们，具体的使用方式可以参考相关文档。

由于大部分的webpack项目都会在loader中使用babel，因此只需要提供一个babel的插件来处理非编译期依赖语法即可。而babel插件其实就是导出一个方法，该方法会返回我们上面提到的visitor对象。

那么接下来我们专注于visitor的编写即可。

3.2 编写一个babel插件来解决非编译期依赖

ESM的import语法在AST node type中是 ImportDeclaration ：

export default function () {
    return {
        ImportDeclaration: {
            enter(path) {
                // ...
            }
            exit(path) {
                let source = path.node.source;
                if (t.isStringLiteral(source) && /^runtime:/.test(source.value)) {
                    // ...
                }
            }
        }
    }
}
复制代码

在enter方法里，需要收集ImportDeclaration语法的相关信息；在exit方法里，判断当前ImportDeclaration是否为非编译期依赖，如果是则进行语法转换。

收集ImportDeclaration语法相关信息需要注意，对于不同的import specifier类型，需要不同的分析方式，下面列举了这五种import：

import util from 'runtime:util';
import * as util from 'runtime:util';
import {util} from 'runtime:util';
import {util as u} from 'runtime:util';
import 'runtime:util';
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对应了三类specifier：

• ImportSpecifier： import {util} from 'runtime:util' , import {util as u} from 'runtime:util';
• ImportDefaultSpecifier： import util from 'runtime:util'
• ImportNamespaceSpecifier： import * as util from 'runtime:util'

import 'runtime:util' 中没有specifier

可以在ImportDeclaration的基础上，对子节点进行traverse，这里新建了一个visitor用来访问Specifier，针对不同语法进行收集：

const specifierVisitor = {
    ImportNamespaceSpecifier(_path) {
        let data = {
            type: 'NAMESPACE',
            local: _path.node.local.name
        };

        this.specifiers.push(data);
    },

    ImportSpecifier(_path) {
        let data = {
            type: 'COMMON',
            local: _path.node.local.name,
            imported: _path.node.imported ? _path.node.imported.name : null
        };

        this.specifiers.push(data);
    },

    ImportDefaultSpecifier(_path) {
        let data = {
            type: 'DEFAULT',
            local: _path.node.local.name
        };

        this.specifiers.push(data);
    }
}
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在ImportDeclaration中使用specifierVisitor进行遍历：

export default function () {
    // store the specifiers in one importDeclaration
    let specifiers = [];
    return {
        ImportDeclaration: {
            enter(path) {
                path.traverse(specifierVisitor, { specifiers });
            }
            exit(path) {
                let source = path.node.source;
                if (t.isStringLiteral(source) && /^runtime:/.test(source.value)) {
                    // ...
                }
            }
        }
    }
}
复制代码

到目前为止，我们在进入ImportDeclaration节点时，收集了import语句相关信息，在退出节点时，通过判断可以知道目前节点是否是非编译期依赖。因此，如果是非编译期依赖，只需要根据收集到的信息替换节点语法即可。

生成新节点可以使用babel-types。不过推荐使用babel-template，会令代码更简便与清晰。下面这个方法，会根据不同的import信息，生成不同的运行时代码，其中假定__my_require__方法就是自定义的前端模块require方法。

const template = require('babel-template');

function constructRequireModule({
    local,
    type,
    imported,
    moduleName
}) {

    /* using template instead of origin type functions */
    const namespaceTemplate = template(`
        var LOCAL = __my_require__(MODULE_NAME);
    `);

    const commonTemplate = template(`
        var LOCAL = __my_require__(MODULE_NAME)[IMPORTED];
    `);

    const defaultTemplate = template(`
        var LOCAL = __my_require__(MODULE_NAME)['default'];
    `);

    const sideTemplate = template(`
        __my_require__(MODULE_NAME);
    `);
    /* ********************************************** */

    let declaration;
    switch (type) {
        case 'NAMESPACE':
            declaration = namespaceTemplate({
                LOCAL: t.identifier(local),
                MODULE_NAME: t.stringLiteral(moduleName)
            });
            break;

        case 'COMMON':
            imported = imported || local;
            declaration = commonTemplate({
                LOCAL: t.identifier(local),
                MODULE_NAME: t.stringLiteral(moduleName),
                IMPORTED: t.stringLiteral(imported)
            });
            break;

        case 'DEFAULT':
            declaration = defaultTemplate({
                LOCAL: t.identifier(local),
                MODULE_NAME: t.stringLiteral(moduleName)
            });
            break;

        case 'SIDE':
            declaration = sideTemplate({
                MODULE_NAME: t.stringLiteral(moduleName)
            })

        default:
            break;
    }

    return declaration;
}
复制代码

最后整合到一开始的visitor中：

export default function () {
    // store the specifiers in one importDeclaration
    let specifiers = [];
    return {
        ImportDeclaration: {
            enter(path) {
                path.traverse(specifierVisitor, { specifiers });
            }
            exit(path) {
                let source = path.node.source;
                let moduleName = path.node.source.value;
                if (t.isStringLiteral(source) && /^runtime:/.test(source.value)) {
                    let nodes;
                    if (specifiers.length === 0) {
                        nodes = constructRequireModule({
                            moduleName,
                            type: 'SIDE'
                        });
                        nodes = [nodes]
                    }
                    else {
                        nodes = specifiers.map(constructRequireModule);
                    }
                    path.replaceWithMultiple(nodes);
                }
                specifiers = [];
            }
        }
    }
}
复制代码

那么，对于一段 import util from 'runtime:util' 的源码，在该babel插件修改后变为了 var util = require('runtime:util')['default'] ，该代码也会被webpack直接输出。

这样，通过babel插件，我们就完成了文章最一开始的目标。

4. 处理dynamic import

细心的读者肯定会发现了，我们在上面只解决了静态import的问题，那么像下面这样的动态import不是仍然会有以上的问题么？

import('runtime:util').then(u => {
    u.record(1);
});
复制代码

是的，仍然会有问题。因此，进一步我们还需要处理动态import的语法。要做的就是在visitor中添加一个新的node type：

{
    Import: {
        enter(path) {
            let callNode = path.parentPath.node;
            let nameNode = callNode.arguments && callNode.arguments[0] ? callNode.arguments[0] : null;

            if (t.isCallExpression(callNode)
                && t.isStringLiteral(nameNode)
                && /^runtime:/.test(nameNode.value)
            ) {
                let args = callNode.arguments;
                path.parentPath.replaceWith(
                    t.callExpression(
                        t.memberExpression(
                            t.identifier('__my_require__'), t.identifier('async'), false),
                            args
                ));
            }
        }
    }
}
复制代码

这时，上面的动态import代码就会被替换为：

__my_require__.async('runtime:util').then(u => {
    u.record(1);
});
复制代码

非常方便吧。

5. 写在最后

本文相关代码已托管至github: babel-plugin-import-customized-require

本文是从一个关于webpack编译期的需求出发，应用babel来使代码中部分模块依赖不在webpack编译期进行处理。其实从中可以看出，babel给我们赋予了极大的可能性。

文中解决的问题只是一个小需求，也许你会有更不错的解决方案；然而这里更多的是展示了babel的灵活、强大，它给前端带来的更多的空间与可能性，在许多衍生的领域也都能发现它的身影。希望本文能成为一个引子，为你拓展解决问题的另一条思路。

参考资料

• Babel AST spec
• visitor pattern
• Babel Plugin Handbook
• AST Explorer