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前端构建效率优化之路原创

2周前
185600

项目背景

我们的系统(一个 ToB 的 Web 单页应用)经过多年的迭代,目前已经累积有大几十万行的业务代码,30+ 路由模块,整体的代码量和复杂度还是比较高的。

项目整体是基于 Vue + TypeScirpt,而构建工具,由于最早项目是经由 vue-cli 初始化而来,所以自然而然使用的是 Webpack。

我们知道,随着项目体量越来越大,我们在开发阶段将项目跑起来,也就是通过 npm run serve 的单次冷启动时间,以及在项目发布时候的 npm run build 的耗时都会越来越久。

因此,打包构建优化也是伴随项目的成长需要持续不断去做的事情。在早期,项目体量比较小的时,构建优化的效果可能还不太明显,而随着项目体量的增大,构建耗时逐渐增加,如何尽可能的降低构建时间,则显得越来越重要:

  1. 大项目通常是团队内多人协同开发,单次开发时的冷启动时间的降低,乘上人数及天数,经年累月节省下来的时间非常可观,能较大程度的提升开发效率、提升开发体验
  2. 大项目的发布构建的效率提升,能更好的保证项目发布、回滚等一系列操作的准确性、及时性

本文,就将详细介绍整个我们项目,在随着项目体量不断增大的过程中,对整体的打包构建效率的优化之路。

瓶颈分析

再更具体一点,我们的项目最初是基于 vue-cli 4,当时其基于的是 webpack4 版本。如无特殊说明,下文的一些配置会基于 webpack4 展开。

工欲善其事必先利其器,解决问题前需要分析问题,要优化构建速度,首先得分析出 Webpack 构建编译我们的项目过程中,耗时所在,侧重点分布。

这里,我们使用的是 SMP 插件,统计各模块耗时数据。

speed-measure-webpack-plugin 是一款统计 webpack 打包时间的插件,不仅可以分析总的打包时间,还能分析各阶段loader 的耗时,并且可以输出一个文件用于永久化存储数据。

// 安装
npm install --save-dev speed-measure-webpack-plugin
// 使用方式
const SpeedMeasurePlugin = require("speed-measure-webpack-plugin");
const smp = new SpeedMeasurePlugin();
config.plugins.push(smp());


开发阶段构建耗时

对于 npm run serve,也就是开发阶段而言,在没有任何缓存的前提下,单次冷启动整个项目的时间达到了惊人的 4 min。
image1.png

生产阶段构建耗时

而对于 npm run build,也就是实际线上生产环境的构建,看看总体的耗时:
image2.png
因此,对于构建效率的优化可谓是势在必行。首先,我们需要明确,优化分为两个方向:

1、基于开发阶段 npm run serve 的优化
在开发阶段,我们的核心目标是在保有项目所有功能的前提下,尽可能提高构建速度,保证开发时的效率,所以对于 Live 才需要的一些功能,譬如代码混淆压缩、图片压缩等功能是可以不开启的,并且在开发阶段,我们需要热更新。

2、基于生产阶段 npm run build 的优化

而在生产打包阶段,尽管构建速度也非常重要,但是一些在开发时可有可无的功能必须加上,譬如代码压缩、图片压缩。因此,生产构建的目标是在于保证最终项目打包体积尽可能小,所需要的相关功能尽可能完善的前提下,同时保有较快的构建速度。

两者的目的不尽相同,因此一些构建优化手段可能仅在其中一个环节有效。
基于上述的一些分析,本文将从如下几个方面探讨对构建效率优化的探索:

  • 基于 Webpack 的一些常见传统优化方式
  • 分模块构建
  • 基于 Vite 的构建工具切换
  • 基于 Es-build 插件的构建效率优化

为什么这么慢?

那么,为什么随着项目的增大,构建的效率变得越来越慢了呢?

从上面两张截图不难看出,对于我们这样一个单页应用,构建过程中的大部分时间都消耗在编译 JavaScript 文件及 CSS 文件的各类 Loader 上。

本文不会详细描述 Webpack 的构建原理,我们只需要大致知道,Webpack 的构建流程,主要时间花费在递归遍历各个入口文件,并基于入口文件不断寻找依赖逐个编译再递归处理的过程,每次递归都需要经历 String->AST->String 的流程,然后通过不同的 loader 处理一些字符串或者执行一些 JavaScript 脚本,由于 NodeJS 单线程的特性以及语言本身的效率限制,Webpack 构建慢一直成为它饱受诟病的原因。

因此,基于上述 Webpack 构建的流程及提到的一些问题,整体的优化方向就变成了:

  • 缓存
  • 多进程
  • 寻路优化
  • 抽离拆分
  • 构建工具替换

基于 Webpack 的传统优化方式

上面也说了,构建过程中的大部分时间都消耗在递归地去编译 JavaScript 及 CSS 的各类 Loader 上,并且会受限于 NodeJS 单线程的特性以及语言本身的效率限制。

如果不替换掉 Webpack 本身,语言本身(NodeJS)的执行效率是没法优化的,只能在其他几个点做文章。

因此在最早期,我们所做的都是一些比较常规的优化手段,这里简单介绍最为核心的几个:

  • 缓存
  • 多进程
  • 寻址优化

缓存优化

其实对于 vue-cli 4 而言,已经内置了一些缓存操作,譬如上图可见到 loader 的过程中,有使用 cache-loader,所以我们并不需要再次添加到项目之中。

  • cache-loader: 在一些性能开销较大的 loader 之前添加 cache-loader,以便将结果缓存到磁盘里

那还有没有一些其他的缓存操作呢用上的呢?我们使用了一个 HardSourceWebpackPlugin 。

HardSourceWebpackPlugin

HardSourceWebpackPlugin: HardSourceWebpackPlugin 为模块提供中间缓存,缓存默认存放的路径是 node_modules/.cache/hard-source,配置了 HardSourceWebpackPlugin 之后,首次构建时间并没有太大的变化,但是第二次开始,构建时间将会大大的加快。

  • 首先安装依赖:
npm install hard-source-webpack-plugin -D

  • 修改 vue.config.js 配置文件:
const HardSourceWebpackPlugin = require('hard-source-webpack-plugin');
module.exports = {
  ...
  configureWebpack: (config) => {
    // ...
    config.plugins.push(new HardSourceWebpackPlugin());
  },
  ...
}

配置了 HardSourceWebpackPlugin 的首次构建时间,和预期的一样,并没有太大的变化,但是第二次构建从平均 4min 左右降到了平均 20s 左右,提升的幅度非常的夸张,当然,这个也因项目而异,但是整体而言,在不同项目中实测发现它都能比较大的提升开发时二次编译的效率。

设置 babel-loader 的 cacheDirectory 以及 DLL

另外,在缓存方面我们的尝试有:
1、设置 babel-loader 的 cacheDirectory
2、DLL

但是整体收效都不太大,可以简单讲讲。

打开 babel-loader 的 cacheDirectory 的配置,当有设置时,指定的目录将用来缓存 loader 的执行结果。之后的 webpack 构建,将会尝试读取缓存,来避免在每次执行时,可能产生的、高性能消耗的 Babel 重新编译过程。实际的操作步骤,你可以看看 Webpack - babel-loader。

那么 DLL 又是什么呢?

DLL 文件为动态链接库,在一个动态链接库中可以包含给其他模块调用的函数和数据。

为什么要用 DLL?

原因在于包含大量复用模块的动态链接库只需要编译一次,在之后的构建过程中被动态链接库包含的模块将不会在重新编译,而是直接使用动态链接库中的代码。

由于动态链接库中大多数包含的是常用的第三方模块,例如 Vue、React、React-dom,只要不升级这些模块的版本,动态链接库就不用重新编译。

DLL 的配置非常繁琐,并且最终收效甚微,我们在过程中借助了 autodll-webpack-plugin,感兴趣的可以自行尝试。值得一提的是,Vue-cli 已经剔除了这个功能。

多进程

基于 NodeJS 单线程的特性,当有多个任务同时存在,它们也只能排队串行执行。

而如今大多数 CPU 都是多核的,因此我们可以借助一些工具,充分释放 CPU 在多核并发方面的优势,利用多核优势,多进程同时处理任务。

从上图中可以看到,Vue CLi4 中,其实已经内置了 thread-loader。
thread-loader: 把 thread-loader 放置在其它 loader 之前,那么放置在这个 loader 之后的 loader 就会在一个单独的 worker 池中运行。这样做的好处是把原本需要串行执行的任务并行执行。

那么,除了 thread-loader,还有哪些可以考虑的方案呢?

HappyPack

HappyPack 与 thread-loader 类似。
HappyPack 可利用多进程对文件进行打包, 将任务分解给多个子进程去并行执行,子进程处理完后,再把结果发送给主进程,达到并行打包的效、HappyPack 并是所有的 loader 都支持, 比如 vue-loader 就不支持。

可以通过 Loader Compatibility List 来查看支持的 loaders。需要注意的是,创建子进程和主进程之间的通信是有开销的,当你的 loader 很慢的时候,可以加上 happypack。否则,可能会编译的更慢。

当然,由于 HappyPack 作者对 JavaScript 的兴趣逐步丢失,维护变少,webpack4 及之后都更推荐使用 thread-loader。因此,这里没有实际结论给出。
image3.png
上一次 HappyPack 更新已经是 3 年前

寻址优化

对于寻址优化,总体而言提升并不是很大。

它的核心即在于,合理设置 loader 的 exclude 和 include 属性。

  • 通过配置 loader 的 exclude 选项,告诉对应的 loader 可以忽略某个目录
  • 通过配置 loader 的 include 选项,告诉 loader 只需要处理指定的目录,loader 处理的文件越少,执行速度就会更快

这肯定是有用的优化手段,只是对于一些大型项目而言,这类优化对整体构建时间的优化不会特别明显。

分模块构建

在上述的一些常规优化完成后。整体效果仍旧不是特别明显,因此,我们开始思考一些其它方向。

我们再来看看 Webpack 构建的整体流程:
image4.png
上图是大致的 webpack 构建流程,简单介绍一下:

  1. entry-option:读取 webpack 配置,调用 new Compile(config) 函数准备编译
  2. run:开始编译
  3. make:从入口开始分析依赖,对依赖模块进行 build
  4. before-resolve:对位置模块进行解析
  5. build-module:开始构建模块
  6. normal-module-loader:生成 AST 树
  7. program:遍历 AST 树,遇到 require 语句收集依赖
  8. seal:build 完成开始优化
  9. emit:输出 dist 目录

随着项目体量地不断增大,耗时大头消耗在第 7 步,递归遍历 AST,解析 require,如此反复直到遍历完整个项目。

而有意思的是,对于单次单个开发而言,极大概率只是基于这整个大项目的某一小个模块进行开发即可。

所以,如果我们可以在收集依赖的时候,跳过我们本次不需要的模块,或者可以自行选择,只构建必要的模块,那么整体的构建时间就可以大大减少。
这也就是我们要做的 – 分模块构建。

什么意思呢?举个栗子,假设我们的项目一共有 6 个大的路由模块 A、B、C、D、E、F,当新需求只需要在 A 模块范围内进行优化新增,那么我们在开发阶段启动整个项目的时候,可以跳过 B、C、D、E、F 这 5 个模块,只构建 A 模块即可:
image5.png
假设原本每个模块的构建平均耗时 3s,原本 18s 的整体冷启动构建耗时就能下降到 3s。

分模块构建打包的原理

Webpack 是静态编译打包的,Webpack 在收集依赖时会去分析代码中的 require(import 会被 bebel 编译成 require) 语句,然后递归的去收集依赖进行打包构建。

我们要做的,就是通过增加一些配置,简单改造下我们的现有代码,使得 Webpack 在初始化遍历整个路由模块收集依赖的时候,可以跳过我们不需要的模块。

再说得详细点,假设我们的路由大致代码如下:

import Vue from 'vue';
import VueRouter, { Route } from 'vue-router';

// 1. 定义路由组件.
// 这里简化下模型,实际项目中肯定是一个一个的大路由模块,从其他文件导入
const moduleA = { template: '<div>AAAA</div>' }
const moduleB = { template: '<div>BBBB</div>' }
const moduleC = { template: '<div>CCCC</div>' }
const moduleD = { template: '<div>DDDD</div>' }
const moduleE = { template: '<div>EEEE</div>' }
const moduleF = { template: '<div>FFFF</div>' }

// 2. 定义一些路由
// 每个路由都需要映射到一个组件。
// 我们后面再讨论嵌套路由。
const routesConfig = [
  { path: '/A', component: moduleA },
  { path: '/B', component: moduleB },
  { path: '/C', component: moduleC },
  { path: '/D', component: moduleD },
  { path: '/E', component: moduleE },
  { path: '/F', component: moduleF }
]

const router = new VueRouter({
  mode: 'history',
  routes: routesConfig,
});

// 让路由生效 ...
const app = Vue.createApp({})
app.use(router)

我们要做的,就是每次启动项目时,可以通过一个前置命令行脚本,收集本次需要启动的模块,按需生成需要的 routesConfig 即可。
我们尝试了:

  1. IgnorePlugin 插件
  2. webpack-virtual-modules 配合 require.context
  3. NormalModuleReplacementPlugin 插件进行文件替换

最终选择了使用 NormalModuleReplacementPlugin 插件进行文件替换的方式,原因在于它对整个项目的侵入性非常小,只需要添加前置脚本及修改 Webpack 配置,无需改变任何路由文件代码。总结而言,该方案的两点优势在于:
1、无需改动上层代码
2、通过生成临时路由文件的方式,替换原路由文件,对项目无任何影响

使用 NormalModuleReplacementPlugin 生成新的路由配置文件

利用 NormalModuleReplacementPlugin 插件,可以不修改原来的路由配置文件,在编译阶段根据配置生成一个新的路由配置文件然后去使用它,这样做的好处在于对整个源码没有侵入性。

NormalModuleReplacementPlugin 插件的作用在于,将目标源文件的内容替换为我们自己的内容。

我们简单修改 Webpack 配置,如果当前是开发环境,利用该插件,将原本的 config.ts 文件,替换为另外一份,代码如下:

// vue.config.js
if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
  config.plugins.push(new webpack.NormalModuleReplacementPlugin(
      /src\/router\/config.ts/,
      '../../dev.routerConfig.ts'
    )
  )
}

上面的代码功能是将实际使用的 config.ts 替换为自定义配置的 dev.routerConfig.ts 文件,那么 dev.routerConfig.ts 文件的内容又是如何产生的呢,其实就是借助了 inquirer 与 EJS 模板引擎,通过一个交互式的命令行问答,选取需要的模块,基于选择的内容,动态的生成新的 dev.routerConfig.ts 代码,这里直接上代码。

改造一下我们的启动脚本,在执行 vue-cli-service serve 前,先跑一段我们的前置脚本:

{
  // ...
  "scripts": {
    - "dev": "vue-cli-service serve",
    + "dev": "node ./script/dev-server.js && vue-cli-service serve",
  },
  // ...
}

而 dev-server.js 所需要做的事,就是通过 inquirer 实现一个交互式命令,用户选择本次需要启动的模块列表,通过 ejs 生成一份新的 dev.routerConfig.ts 文件。

// dev-server.js
const ejs = require('ejs');
const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');
const inquirer = require('inquirer');
const path = require('path');

const moduleConfig = [
    'moduleA',
    'moduleB',
    'moduleC',
    // 实际业务中的所有模块
]

//选中的模块
const chooseModules = [
  'home'
]

function deelRouteName(name) {
  const index = name.search(/[A-Z]/g);
  const preRoute = '' + path.resolve(__dirname, '../src/router/modules/') + '/';
  if (![0, -1].includes(index)) {
    return preRoute + (name.slice(0, index) + '-' + name.slice(index)).toLowerCase();
  }
  return preRoute + name.toLowerCase();;
}

function init() {
  let entryDir = process.argv.slice(2);
  entryDir = [...new Set(entryDir)];
  if (entryDir && entryDir.length > 0) {
    for(const item of entryDir){
      if(moduleConfig.includes(item)){
        chooseModules.push(item);
      }
    }
    console.log('output: ', chooseModules);
    runDEV();
  } else {
    promptModule();
  }
}

const getContenTemplate = async () => {
  const html = await ejs.renderFile(path.resolve(__dirname, 'router.config.template.ejs'), { chooseModules, deelRouteName }, {async: true});
  fs.writeFileSync(path.resolve(__dirname, '../dev.routerConfig.ts'), html);
};

function promptModule() {
  inquirer.prompt({
    type: 'checkbox',
    name: 'modules',
    message: '请选择启动的模块, 点击上下键选择, 按空格键确认(可以多选), 回车运行。注意: 直接敲击回车会全量编译, 速度较慢。',
    pageSize: 15,
    choices: moduleConfig.map((item) => {
      return {
        name: item,
        value: item,
      }
    })
  }).then((answers) => {
    if(answers.modules.length===0){
      chooseModules.push(...moduleConfig)
    }else{
      chooseModules.push(...answers.modules)
    }
    runDEV();
  });
}

init();

模板代码的简单示意:

// 模板代码示意,router.config.template.ejs
import { RouteConfig } from 'vue-router';

<% chooseModules.forEach(function(item){%>
import <%=item %> from '<%=deelRouteName(item) %>';
<% }) %>
let routesConfig: Array<RouteConfig> = [];
/* eslint-disable */
  routesConfig = [
    <% chooseModules.forEach(function(item){%>
      <%=item %>,
    <% }) %>
  ]

export default routesConfig;

dev-server.js 的核心在于启动一个 inquirer 交互命令行服务,让用户选择需要构建的模块,类似于这样:
image6.png
模板代码示意 router.config.template.ejs 是 EJS 模板文件,chooseModules 是我们在终端输入时,获取到的用户选择的模块集合数组,根据这个列表,我们去生成新的 routesConfig 文件。

这样,我们就实现了分模块构建,按需进行依赖收集。以我们的项目为例,我们的整个项目大概有 20 个不同的模块,几十万行代码:

构建模块数 耗时
冷启动全量构建 20 个模块 4.5MIN
冷启动只构建 1 个模块 18s
有缓存状态下二次构建 4.5s

实际效果大致如下,无需启动所有模块,只启动我们选中的模块进行对应的开发即可:
image7.png
这样,如果单次开发只涉及固定的模块,单次项目冷启动的时间,可以从原本的 4min+ 下降到 18s 左右,而有缓存状态下二次构建 1 个模块,仅仅需要 4.5s,属于一个比较大的提升。

受限于 Webpack 所使用的语言的性能瓶颈,要追求更快的构建性能,我们不可避免的需要把目光放在其他构建工具上。这里,我们的目光聚焦在了 Vite 与 esbuild 上。

使用 Vite 优化开发时构建

Vite,一个基于浏览器原生 ES 模块的开发服务器。利用浏览器去解析 imports,在服务器端按需编译返回,完全跳过了打包这个概念,服务器随起随用。同时不仅有 Vue 文件支持,还搞定了热更新,而且热更新的速度不会随着模块增多而变慢。

当然,由于 Vite 本身特性的限制,目前只适用于在开发阶段替代 Webpack。

我们都知道 Vite 非常快,它主要快在什么地方?
1、项目冷启动更快
2、热更新更快

那么是什么让它这么快?

Webpack 与 Vite 冷启动的区别

我们先来看看 Webpack 与 Vite 的在构建上的区别。下图是 Webpack 的遍历递归收集依赖的过程:
image8.png
上文我们也讲了,Webpack 启动时,从入口文件出发,调用所有配置的 Loader 对模块进行编译,再找出该模块依赖的模块,再递归本步骤直到所有入口依赖的文件都经过了本步骤的处理。
这一过程是非常非常耗时的,再看看 Vite:
image9.png
Vite 通过在一开始将应用中的模块区分为 依赖 和 源码 两类,改进了开发服务器启动时间。它快的核心在于两点:

1、使用 Go 语言的依赖预构建:Vite 将会使用 esbuild 进行预构建依赖。esbuild 使用 Go 编写,并且比以 JavaScript 编写的打包器预构建依赖快 10-100 倍。依赖预构建主要做了什么呢?

  • 开发阶段中,Vite 的开发服务器将所有代码视为原生 ES 模块。因此,Vite 必须先将作为 CommonJS 或 UMD 发布的依赖项转换为 ESM
  • Vite 将有许多内部模块的 ESM 依赖关系转换为单个模块,以提高后续页面加载性能。如果不编译,每个依赖包里面都可能含有多个其他的依赖,每个引入的依赖都会又一个请求,请求多了耗时就多

2、按需编译返回:Vite 以 原生 ESM 方式提供源码。这实际上是让浏览器接管了打包程序的部分工作:Vite 只需要在浏览器请求源码时进行转换并按需提供源码。根据情景动态导入代码,即只在当前屏幕上实际使用时才会被处理。

Webpack 与 Vite 热更新的区别

使用 Vite 的另外一个大的好处在于,它的热更新也是非常迅速的。
我们首先来看看 Webpack 的热更新机制:
image10.png
一些名词解释:

  • Webpack-complier:Webpack 的编译器,将 Javascript 编译成 bundle(就是最终的输出文件)
  • HMR Server:将热更新的文件输出给 HMR Runtime
  • Bunble Server:提供文件在浏览器的访问,也就是我们平时能够正常通过 localhost 访问我们本地网站的原因
  • HMR Runtime:开启了热更新的话,在打包阶段会被注入到浏览器中的 bundle.js,这样 bundle.js 就可以跟服务器建立连接,通常是使用 Websocket ,当收到服务器的更新指令的时候,就去更新文件的变化
  • bundle.js:构建输出的文件

Webpack 热更新的大致原理是,文件经过 Webpack-complier 编译好后传输给 HMR Server,HMR Server 知道哪个资源 (模块) 发生了改变,并通知 HMR Runtime 有哪些变化,HMR Runtime 就会更新我们的代码,这样浏览器就会更新并且不需要刷新。

而 Webpack 热更新机制主要耗时点在于,Webpack 的热更新会以当前修改的文件为入口重新 build 打包,所有涉及到的依赖也都会被重新加载一次。

而 Vite 号称 热更新的速度不会随着模块增多而变慢。它的主要优化点在哪呢?

Vite 实现热更新的方式与 Webpack 大同小异,也通过创建 WebSocket 建立浏览器与服务器建立通信,通过监听文件的改变向客户端发出消息,客户端对应不同的文件进行不同的操作的更新。

Vite 通过 chokidar 来监听文件系统的变更,只用对发生变更的模块重新加载,只需要精确的使相关模块与其临近的 HMR 边界连接失效即可,这样 HMR 更新速度就不会因为应用体积的增加而变慢而 Webpack 还要经历一次打包构建。所以 HMR 场景下,Vite 表现也要好于 Webpack。
通过不同的消息触发一些事件。做到浏览器端的即时热模块更换(热更新)。通过不同事件,触发更细粒度的更新(目前只有 Vue 和 JS,Vue 文件又包含了 template、script、style 的改动),做到只更新必须的文件,而不是全量进行更新。在些事件分别是:

  • connected: WebSocket 连接成功
  • vue-reload: Vue 组件重新加载(当修改了 script 里的内容时)
  • vue-rerender: Vue 组件重新渲染(当修改了 template 里的内容时)
  • style-update: 样式更新
  • style-remove: 样式移除
  • js-update: js 文件更新
  • full-reload: fallback 机制,网页重刷新

本文不会在 Vite 原理上做太多深入,感兴趣的可以通过官方文档了解更多 – Vite 官方文档 – 为什么选 Vite

基于 Vite 的改造,相当于在开发阶段替换掉 Webpack,下文主要讲讲我们在替换过程中遇到的一些问题。

基于 Vue-cli 4 的 Vue2 项目改造,大致只需要:
1、安装 Vite
2、配置 index.html(Vite 解析 <script type=“module” src="…"> 标签指向源码)
3、配置 vite.config.js
4、package.json 的 scripts 模块下增加启动命令 “vite”: “vite”

当以命令行方式运行 npm run vite时,Vite 会自动解析项目根目录下名为 vite.config.js 的文件,读取相应配置。而对于 vite.config.js 的配置,整体而言比较简单:
Vite 提供了对 .scss, .sass, .less, 和 .stylus 文件的内置支持

天然的对 TS 的支持,开箱即用
基于 Vue2 的项目支持,可能不同的项目会遇到不同的问题,根据报错逐步调试即可,譬如通过一些官方插件兼容 .tsx、.jsx
当然,对于项目的源码,可能需要一定的改造,下面是我们遇到的一些小问题:

1、tsx 中使用装饰器导致的编译问题,我们通过魔改了 @vitejs/plugin-vue-jsx,使其支持 Vue2 下的 jsx
2、由于 Vite 仅支持 ESM 语法,需要将代码中的模块引入方式由 require 改为 import
3、Sass 预处理器无法正确解析样式中的 /deep/,可使用 ::v-deep 替换
4、其他一些小问题,譬如 Webpack 环境变量的兼容,SVG iCON 的兼容
对于需要修改到源码的地方,我们的做法是既保证能让 Vite 进行适配,同时让该改动不会影响到原本 Webpack 的构建,以便在关键时刻或者后续迭代能切回 Webpack

解决完上述的一些问题后,我们成功地将开发时基于 Webpack 的构建打包迁移到了 Vite,效果也非常惊人,全模块构建耗时只有 2.6s:
image11.png
至此,开发阶段的构建耗时从原本的 4.5min 优化到了 2.6s:

构建模块数 耗时 column3
Webpack 冷启动全量构建 20 个模块 4.5MIN content3
Webpack 冷启动只构建 1 个模块 18s content3
Webpack 有缓存状态下二次构建 1 个模块 4.5s content3
Vite 冷启动 2.6s content3

优化生产构建

好,上述我们基本已经完成了整个开发阶段的构建优化。下一步是优化生产构建。

我们的生产发布是基于 GitLab 及 Jenkins 的完整 CI/CD 流。
在优化之前,看看我们的整个项目线上发布的耗时:
image12.png

可以看到,生产环境构建时间较长, build 平均耗时约 9 分钟,整体发布构建时长在 15 分钟左右,整体构建环节耗时过长, 效率低下,严重影响测试以及回滚 。

好,那我们看看,整个构建流程,都需要做什么事情:
image13.png
其中, Build base 和 Build Region 阶段存在较大优化空间。

Build base 阶段的优化,涉及到环境准备,镜像拉取,依赖的安装。前端能发挥的空间不大,这一块主要和 SRE 团队沟通,共同进行优化,可以做的有增加缓存处理、外挂文件系统、将依赖写进容器等方式。

我们的优化,主要关注 Build Region 阶段,也就是核心关注如何减少 npm run build 的时间。

文章开头有贴过 npm run build 的耗时分析,简单再贴下:
image2.png
一般而言, 代码编译时间和代码规模正相关。

根据以往优化经验,代码静态检查可能会占据比较多时间,目光锁定在 eslint-loader 上。

在生产构建阶段,eslint 提示信息价值不大,考虑在 build 阶段去除,步骤前置。

同时,我们了解到,可以通过 esbuild-loader 插件去替代非常耗时的 babel-loader、ts-loader 等 loader。

因此,我们的整体优化方向就是:

  • 改写打包脚本,引入 esbuild 插件
  • 优化构架逻辑,减少 build 阶段不必要的检查

优化前后流程对比:
image14.png
优化构架逻辑,减少 build 阶段不必要的检查

这个上面说了,还是比较好理解的,在生产构建阶段,eslint 提示信息价值不大,考虑在 build 阶段去除,步骤前置。
比如在 git commit 的时候利用 lint-staged 及 git hook 做检查, 或者利用 CI 在 git merge 的时候加一条流水线任务,专门做静态检查。
我们两种方式都有做,简单给出接入 Gitlab CI 的代码:

// .gitlab-ci.yml
stages:
  - eslint

eslint-job:
  image: node:14.13.0
  stage: eslint
  script:
    - npm run lint 
    - echo 'eslint success'
  retry: 1
  rules:
    - if: '$CI_PIPELINE_SOURCE == "merge_request_event" && $CI_MERGE_REQUEST_TARGET_BRANCH_NAME == "test"'

- 

通过 .gitlab-ci.yml 配置文件,指定固定的时机进行 lint 指令,前置步骤。

改写打包脚本,引入 esbuild 插件

这里,我们主要借助了 esbuild-loader。

上面其实我们也有提到 esbuild,Vite 使用 esbuild 进行预构建依赖。这里我们借助的是 esbuild-loader,它把 esbuild 的能力包装成 Webpack 的 loader 来实现 Javascript、TypeScript、CSS 等资源的编译。以及提供更快的资源压缩方案。

接入起来也非常简单。我们的项目是基于 Vue CLi 的,主要修改 vue.config.js,改造如下:

// vue.config.js
const { ESBuildMinifyPlugin } = require('esbuild-loader');

module.exports = {
  // ...

  chainWebpack: (config) => {
    // 使用 esbuild 编译 js 文件
    const rule = config.module.rule('js');

    // 清理自带的 babel-loader
    rule.uses.clear();

    // 添加 esbuild-loader
    rule
      .use('esbuild-loader')
      .loader('esbuild-loader')
      .options({
        loader: 'ts', // 如果使用了 ts, 或者 vue 的 class 装饰器,则需要加上这个 option 配置, 否则会报错:ERROR: Unexpected "@"
        target: 'es2015',
        tsconfigRaw: require('./tsconfig.json')
      })

    // 删除底层 terser, 换用 esbuild-minimize-plugin
    config.optimization.minimizers.delete('terser');

    // 使用 esbuild 优化 css 压缩
    config.optimization
      .minimizer('esbuild')
      .use(ESBuildMinifyPlugin, [{ minify: true, css: true }]);
  }
}

移除 ESLint,以及接入 esbuild-loader 这一番组合拳打完,本地单次构建可以优化到 90 秒。

阶段 耗时
优化前 200s
移除 ESLint、接入 esbuild-loader 90s

再看看线上的 Jenkins 构建耗时,也有了一个非常明显的提升:
image15.png

前端工程化的演进及后续规划

整体而言,上述优化完成后,对整个项目的打包构建效率是有着一个比较大的提升的,但是这并非已经做到了最好。

看看我们旁边兄弟组的 Live 构建耗时:
image16.png
在项目体量差不多的情况下,他们的生产构建耗时(npm run build)在 2 分钟出头,细究其原因在于:

  1. 他们的项目是 React + TSX,我这次优化的项目是 Vue,在文件的处理上就需要多过一层 vue-loader;
  2. 他们的项目采用了微前端,对项目对了拆分,主项目只需要加载基座相关的代码,子应用各自构建。需要构建的主应用代码量大大减少,这是主要原因;

是的,后续我们还有许多可以尝试的方向,譬如我们正在做的一些尝试有:

  1. 对项目进行微前端拆分,将相对独立的模块拆解出来,做到独立部署
  2. 基于 Jenkinks 构建时,在 Build Base 阶段优化的提升,譬如将构建流程前置,结合 CDN 做快速回滚,以及将依赖预置进 Docker 容器中,减少在容器中每次 npm install 时间的消耗等

同时,我们也必须看到,前端技术日新月异,各种构建工具目不暇给。前端从最早期的刀耕火种,到逐步向工程化迈进,到如今的泛前端工程化囊括的各式各样的标准、规范、各种提效的工具。构建效率优化可能会处于一种一直在路上的状态。当然,这里不一定有最佳实践,只有最适合我们项目的实践,需要我们不断地去摸索尝试。

最后

本文到此结束,希望对你有帮助 :)

如果还有什么疑问或者建议,可以多多交流,原创文章,文笔有限,才疏学浅,文中若有不正之处,万望告知。

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