userinfo avator
userinfo avator

双引擎架构

之前，我们学习了很多 Vite 使用和项目搭建的内容。接下来让我们将目光集中到 Vite 本身的架构上，一起聊聊它是如何站在巨人的肩膀上实现出来的。所谓的 巨人，指的就是 Vite 底层所深度使用的两个构建引擎—— Esbuild 和 Rollup。

Vite 架构图

很多人对 Vite 的双引擎架构仅仅停留在 开发阶段使用 Esbuild，生产环境用 Rollup 的阶段，殊不知，Vite 真正的架构远没有这么简单。一图胜千言，这里放一张 Vite 架构图：

design.png

ESBuild

必须要承认的是，Esbuild的确是 Vite 高性能的得力助手，在很多 关键的构建阶段 让 Vite 获得了相当优异的性能，如果这些阶段用传统的打包器/编译器来完成的话，开发体验要下降一大截。

那么，Esbuild 到底在 Vite 的构建体系中发挥了哪些作用？

依赖构建 - Bundle 工具

首先是开发阶段的依赖预构建阶段。

prebundle.png

一般来说，node_modules 依赖的大小动辄几百 MB 甚至上 GB ，会远超项目源代码，相信大家都深有体会。如果这些依赖直接在 Vite 中使用，会出现一系列的问题，主要是 ESM 格式的兼容性问题和海量请求的问题。总而言之，对于第三方依赖，需要在应用启动前进行打包并且转换为 ESM 格式。

Vite 1.x 版本中使用 Rollup 来做这件事情，但 Esbuild 的性能实在是太恐怖了，Vite 2.x 果断采用 Esbuild 来完成第三方依赖的预构建，至于性能到底有多强，大家可以参照它与传统打包工具的性能对比图:

performance.png

当然，Esbuild 作为打包工具也有一些缺点。

  • 不支持降级到 ES5 的代码。这意味着在低端浏览器代码会跑不起来。
  • 不支持 const enum 等语法。这意味着单独使用这些语法在 esbuild 中会直接抛错。
  • 不提供操作打包产物的接口，像 Rollup 中灵活处理打包产物的能力(如renderChunk钩子)在 Esbuild 当中完全没有。
  • 不支持自定义 Code Splitting 策略。传统的 Webpack 和 Rollup 都提供了自定义拆包策略的 API，而 Esbuild 并未提供，从而降级了拆包优化的灵活性。

尽管 Esbuild 作为一个社区新兴的明星项目，有如此多的局限性，但依然不妨碍 Vite 在开发阶段使用它成功启动项目并获得极致的性能提升，生产环境处于稳定性考虑当然是采用功能更加丰富、生态更加成熟的 Rollup 作为依赖打包工具了。

单文件编译 - 编译工具

在依赖预构建阶段， Esbuild 作为 Bundler 的角色存在。而在 TS(X)/JS(X) 单文件编译上面，Vite 也使用 Esbuild 进行语法转译，也就是将 Esbuild 作为 Transformer 来用。大家可以在架构图中 Vite Plugin Pipeline 部分注意到:

compiler.png

也就是说，Esbuild 转译 TS 或者 JSX 的能力通过 Vite 插件提供，这个 Vite 插件在开发环境和生产环境都会执行，因此，我们可以得出下面这个结论:

Vite 已经将 Esbuild 的 Transformer 能力用到了生产环境。对于低端浏览器场景，Vite 仍然可以做到语法和 Polyfill 安全。

这部分能力用来替换原先 Babel 或者 TSC 的功能，因为无论是 Babel 还是 TSC都有性能问题，大家对这两个工具普遍的认知都是: 慢，太慢了。

当 Vite 使用 Esbuild 做单文件编译之后，提升可以说相当大了，我们以一个巨大的、50 多 MB 的纯代码文件为例，来对比Esbuild、Babel、TSC 包括 SWC 的编译性能:

reactbenchmarkmedium.png

可以看到，虽然 Esbuild Transfomer 能带来巨大的性能提升，但其自身也有局限性，最大的局限性就在于 TS 中的类型检查问题。这是因为 Esbuild 并没有实现 TS 的类型系统，在编译 TS(或者 TSX) 文件时仅仅抹掉了类型相关的代码，暂时没有能力实现类型检查。

也因此，vite build之前会先执行tsc命令，也就是借助 TS 官方的编译器进行类型检查。

当然，要解决类型问题，我更推荐大家使用 TS 的编辑器插件。在开发阶段就能早早把问题暴露出来并解决，不至于等到项目要打包上线的时候。

代码压缩 - 压缩工具

Vite 从 2.6 版本开始，就官宣默认使用 Esbuild 来进行生产环境的代码压缩，包括 JS 代码和 CSS 代码。

从架构图中可以看到，在生产环境中 Esbuild 压缩器通过插件的形式融入到了 Rollup 的打包流程中:

minify.png

为什么 Vite 要将 Esbuild 作为生产环境下默认的压缩工具呢？

传统的方式都是使用 Terser 这种 JS 开发的压缩器来实现，在 Webpack 或者 Rollup 中作为一个 Plugin 来完成代码打包后的压缩混淆的工作。但 Terser 其实很慢，主要有 2 个原因。

  1. 压缩这项工作涉及大量 AST 操作，并且在传统的构建流程中，AST 在各个工具之间无法共享，比如 Terser 就无法与 Babel 共享同一个 AST，造成了很多重复解析的过程。
  2. JS 本身属于解释性 + JIT（即时编译） 的语言，对于压缩这种 CPU 密集型的工作，其性能远远比不上 Golang 这种原生语言。

因此，Esbuild 这种从头到尾共享 AST 以及原生语言编写的 Minifier 在性能上能够甩开传统工具的好几十倍。

举个例子，我们可以看下面这个实际大型库(echarts)的压缩性能测试项目:

test.png

压缩一个大小为3.2 MB的库，Terser 需要耗费8798 ms，而 Esbuild 仅仅需要361 ms，压缩效率较 Terser 提升了二三十倍，并且产物的体积几乎没有劣化。

总的来说，Vite 将 Esbuild 作为自己的性能利器，将 Esbuild 各个垂直方向的能力(Bundler、Transformer、Minifier)利用的淋漓尽致，给 Vite 的高性能提供了有利的保证。

Rollup

Rollup 在 Vite 中的重要性一点也不亚于 Esbuild，它既是 Vite 用作生产环境打包的核心工具，也直接决定了 Vite 插件机制的设计。那么，Vite 到底基于 Rollup 做了哪些事情？

生产环境 Bundle

虽然 ESM 已经得到众多浏览器的原生支持，但生产环境做到完全 no-bundle 也不行，会有网络性能问题。为了在生产环境中也能取得优秀的产物性能，Vite 默认选择在生产环境中利用 Rollup 打包，并基于 Rollup 本身成熟的打包能力进行扩展和优化，主要包含 3 个方面:

  • CSS 代码分割。如果某个异步模块中引入了一些 CSS 代码，Vite 就会自动将这些 CSS 抽取出来生成单独的文件，提高线上产物的缓存复用率。

  • 自动预加载。Vite 会自动为入口 chunk 的依赖自动生成预加载标签 <link rel="moduelpreload"> ，如:

<head>
  <!-- 省略其它内容 -->
  <!-- 入口 chunk -->
  <script type="module" crossorigin src="/assets/index.250e0340.js"></script>
  <!--  自动预加载入口 chunk 所依赖的 chunk-->
  <link rel="modulepreload" href="/assets/vendor.293dca09.js">
</head>

这种适当预加载的做法会让浏览器提前下载好资源，优化页面性能。

  • 异步 Chunk 加载优化。在异步引入的 Chunk 中，通常会有一些公用的模块，如现有两个异步引入的 Chunk: A 和 B，而且两者有一个公共依赖 C，如下图:

transform.png

一般情况下，Rollup 打包之后，会先请求 A，然后浏览器在加载 A 的过程中才决定请求和加载 C，但 Vite 进行优化之后，请求 A 的同时会自动预加载 C，通过优化 Rollup 产物依赖加载方式节省了不必要的网络开销。

插件兼容机制

无论是开发阶段还是生产环境，Vite 都根植于 Rollup 的插件机制和生态，如下面的架构图所示:

plugin.png

在开发阶段，Vite 借鉴了 WMR 的思路，自己实现了一个 Plugin Container，用来模拟 Rollup 调度各个 Vite 插件的执行逻辑，而 Vite 的插件写法完全兼容 Rollup，因此在生产环境中将所有的 Vite 插件传入 Rollup 也没有问题。

反过来说，Rollup 插件却不一定能完全兼容 Vite。不过，目前仍然有不少 Rollup 插件可以直接复用到 Vite 中，你可以通过这个站点查看所有兼容 Vite 的 Rollup 插件: vite-rollup-plugins.patak.dev/ 。

狼叔在《以框架定位论前端的先进性》 提到现代前端框架的几大分类，Vite 属于人有我优的类型，因为类似的工具之前有 Snowpack，Vite 诞生之后补齐了作为一个 no-bundle 构建工具的 Dev Server 能力(如 HMR)，确实比现有的工具能力更优。但更重要的是，Vite 在社区生态方面比 Snowpack 更占先天优势。

Snowpack 自研了一套插件机制，类似 Rollup 的 Hook 机制，可以看出借鉴了 Rollup 的插件机制，但并不能兼容任何现有的打包工具。如果需要打包，只能调用其它打包工具的 API，自身不提供打包能力。

而 Vite 的做法是从头到尾根植于的 Rollup 的生态，设计了和 Rollup 非常吻合的插件机制，而 Rollup 作为一个非常成熟的打包方案，从诞生至今已经迭代了六年多的时间，npm 年下载量达到上亿次，产物质量和稳定性都经历过大规模的验证。某种程度上说，这种根植于已有成熟工具的思路也能打消或者降低用户内心的疑虑，更有利于工具的推广和发展。

总结

本篇文章拆解了 Vite 底层双引擎的架构，分别介绍了 Esbuild 和 Rollup 究竟在 Vite 中做些了什么，你需要重点掌握 Vite 的整体架构以及 Esbuild 和 Rollup 在 Vite 中的作用。

首先，Esbuild 作为构建的性能利器，Vite 利用其 Bundler 的功能进行依赖预构建，用其 Transformer 的能力进行 TS 和 JSX 文件的转译，也用到它的压缩能力进行 JS 和 CSS 代码的压缩。

接着，介绍了 Vite 和 Rollup 的关系。在 Vite 当中，无论是插件机制、还是底层的打包手段，都基于 Rollup 来实现，可以说 Vite 是对于 Rollup 一种场景化的深度扩展，将 Rollup 从传统的 JS 库打包场景扩展至完整 Web 应用打包，然后结合开发阶段 no-bundle 的核心竞争力，打造出了自己独具一格的技术品牌。

因此，你可以看出双引擎对于 Vite 的重要性，如果要深入学习和应用 Vite，那么掌握 Esbuild 和 Rollup 的基础使用和插件开发是非常有必要的。