webpack性能优化

2020年2月12日 · 阅读需 30 分钟

本文将探讨webpack性能优化的关键策略，包括构建性能、传输性能和运行性能三个维度。通过合理配置和优化技术，可以显著提升开发效率、减少加载时间并改善用户体验。

性能优化概述

本章所讲的性能优化主要体现在

构建性能

这里所说的构建性能，是指在开发阶段的构建性能，而不是生产环境的构建性能

优化的目标，是降低从打包开始，到代码效果呈现所经过的时间

构建性能会影响开发效率。构建性能越高，开发过程中时间的浪费越少

传输性能

传输性能是指，打包后的JS代码传输到浏览器经过的时间

在优化传输性能时要考虑到：

总传输量：所有需要传输的JS文件的内容加起来，就是总传输量，重复代码越少，总传输量越少
文件数量：当访问页面时，需要传输的JS文件数量，文件数量越多，http请求越多，响应速度越慢
浏览器缓存：JS文件会被浏览器缓存，被缓存的文件不会再进行传输

运行性能

运行性能是指，JS代码在浏览器端的运行速度

它主要取决于我们如何书写高性能的代码

永远不要过早的关注于性能，因为你在开发的时候，无法完全预知最终的运行性能，过早的关注性能会极大的降低开发效率

性能优化主要从上面三个维度入手

性能优化没有完美的解决方案，需要具体情况具体分析

减少模块解析

什么叫做模块解析？

模块解析包括：抽象语法树分析、依赖分析、模块语法替换

不做模块解析会怎样？

如果某个模块不做解析，该模块经过loader处理后的代码就是最终代码。

如果没有loader对该模块进行处理，该模块的源码就是最终打包结果的代码。

如果不对某个模块进行解析，可以缩短构建时间

哪些模块不需要解析？

模块中无其他依赖：一些已经打包好的第三方库，比如jquery

如何让某个模块不要解析？

配置module.noParse，它是一个正则，被正则匹配到的模块不会解析

优化loader性能

进一步限制loader的应用范围

思路是：对于某些库，不使用loader

例如：babel-loader可以转换ES6或更高版本的语法，可是有些库本身就是用ES5语法书写的，不需要转换，使用babel-loader反而会浪费构建时间

lodash就是这样的一个库

lodash是在ES5之前出现的库，使用的是ES3语法

通过module.rule.exclude或module.rule.include，排除或仅包含需要应用loader的场景

module.exports = {
    module: {
        rules: [
            {
                test: /\.js$/,
                exclude: /lodash/,
                use: "babel-loader"
            }
        ]
    }
}

如果暴力一点，甚至可以排除掉node_modules目录中的模块，或仅转换src目录的模块

module.exports = {
    module: {
        rules: [
            {
                test: /\.js$/,
                exclude: /node_modules/,
                //或
                // include: /src/,
                use: "babel-loader"
            }
        ]
    }
}

这种做法是对loader的范围进行进一步的限制，和noParse不冲突，想想看，为什么不冲突

缓存loader的结果

我们可以基于一种假设：如果某个文件内容不变，经过相同的loader解析后，解析后的结果也不变

于是，可以将loader的解析结果保存下来，让后续的解析直接使用保存的结果

cache-loader可以实现这样的功能

module.exports = {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        use: ['cache-loader', ...loaders]
      },
    ],
  },
};

有趣的是，cache-loader放到最前面，却能够决定后续的loader是否运行

实际上，loader的运行过程中，还包含一个过程，即pitch

cache-loader还可以实现各自自定义的配置，具体方式见文档

为loader的运行开启多线程

thread-loader会开启一个线程池，线程池中包含适量的线程

它会把后续的loader放到线程池的线程中运行，以提高构建效率

由于后续的loader会放到新的线程中，所以，后续的loader不能：

使用 webpack api 生成文件
无法使用自定义的 plugin api
无法访问 webpack options

在实际的开发中，可以进行测试，来决定thread-loader放到什么位置

特别注意，开启和管理线程需要消耗时间，在小型项目中使用thread-loader反而会增加构建时间

热替换 HMR

热替换并不能降低构建时间（可能还会稍微增加），但可以降低代码改动到效果呈现的时间

当使用webpack-dev-server时，考虑代码改动到效果呈现的过程

而使用了热替换后，流程发生了变化

使用和原理

更改配置

module.exports = {
  devServer:{
    hot:true // 开启HMR
  },
  plugins:[ 
    // 可选
    new webpack.HotModuleReplacementPlugin()
  ]
}

更改代码

// index.js

if(module.hot){ // 是否开启了热更新
  module.hot.accept() // 接受热更新
}

首先，这段代码会参与最终运行！

当开启了热更新后，webpack-dev-server会向打包结果中注入module.hot属性

默认情况下，webpack-dev-server不管是否开启了热更新，当重新打包后，都会调用location.reload刷新页面

但如果运行了module.hot.accept()，将改变这一行为

module.hot.accept()的作用是让webpack-dev-server通过socket管道，把服务器更新的内容发送到浏览器

然后，将结果交给插件HotModuleReplacementPlugin注入的代码执行

插件HotModuleReplacementPlugin会根据覆盖原始代码，然后让代码重新执行

所以，热替换发生在代码运行期

样式热替换

对于样式也是可以使用热替换的，但需要使用style-loader

因为热替换发生时，HotModuleReplacementPlugin只会简单的重新运行模块代码

因此style-loader的代码一运行，就会重新设置style元素中的样式

而mini-css-extract-plugin，由于它生成文件是在构建期间，运行期间并会也无法改动文件，因此它对于热替换是无效的

手动分包

基本原理

手动分包的总体思路是：

先单独的打包公共模块

公共模块会被打包成为动态链接库(dll Dynamic Link Library)，并生成资源清单

根据入口模块进行正常打包

打包时，如果发现模块中使用了资源清单中描述的模块，则不会形成下面的代码结构

//源码，入口文件index.js
import $ from "jquery"
import _ from "lodash"
_.isArray($(".red"));

由于资源清单中包含jquery和lodash两个模块，因此打包结果的大致格式是：

(function(modules){
  //...
})({
  // index.js文件的打包结果并没有变化
  "./src/index.js":
  function(module, exports, __webpack_require__){
    var $ = __webpack_require__("./node_modules/jquery/index.js")
    var _ = __webpack_require__("./node_modules/lodash/index.js")
    _.isArray($(".red"));
  },
  // 由于资源清单中存在，jquery的代码并不会出现在这里
  "./node_modules/jquery/index.js":
  function(module, exports, __webpack_require__){
    module.exports = jquery;
  },
  // 由于资源清单中存在，lodash的代码并不会出现在这里
  "./node_modules/lodash/index.js":
  function(module, exports, __webpack_require__){
    module.exports = lodash;
  }
})

打包公共模块

打包公共模块是一个独立的打包过程

单独打包公共模块，暴露变量名

// webpack.dll.config.js
module.exports = {
  mode: "production",
  entry: {
    jquery: ["jquery"],
    lodash: ["lodash"]
  },
  output: {
    filename: "dll/[name].js",
    library: "[name]"
  }
};

利用DllPlugin生成资源清单

// webpack.dll.config.js
module.exports = {
  plugins: [
    new webpack.DllPlugin({
      path: path.resolve(__dirname, "dll", "[name].manifest.json"), //资源清单的保存位置
      name: "[name]"//资源清单中，暴露的变量名
    })
  ]
};

运行后，即可完成公共模块打包

使用公共模块

在页面中手动引入公共模块

<script src="./dll/jquery.js"></script>
<script src="./dll/lodash.js"></script>

重新设置clean-webpack-plugin

如果使用了插件clean-webpack-plugin，为了避免它把公共模块清除，需要做出以下配置

new CleanWebpackPlugin({
  // 要清除的文件或目录
  // 排除掉dll目录本身和它里面的文件
  cleanOnceBeforeBuildPatterns: ["**/*", '!dll', '!dll/*']
})

目录和文件的匹配规则使用的是globbing patterns

使用DllReferencePlugin控制打包结果

module.exports = {
  plugins:[
    new webpack.DllReferencePlugin({
      manifest: require("./dll/jquery.manifest.json")
    }),
    new webpack.DllReferencePlugin({
      manifest: require("./dll/lodash.manifest.json")
    })
  ]
}

总结

手动打包的过程：

开启output.library暴露公共模块
用DllPlugin创建资源清单
用DllReferencePlugin使用资源清单

手动打包的注意事项：

资源清单不参与运行，可以不放到打包目录中
记得手动引入公共JS，以及避免被删除
不要对小型的公共JS库使用

优点：

极大提升自身模块的打包速度
极大的缩小了自身文件体积
有利于浏览器缓存第三方库的公共代码

缺点：

使用非常繁琐
如果第三方库中包含重复代码，则效果不太理想

自动分包

基本原理

不同与手动分包，自动分包是从实际的角度出发，从一个更加宏观的角度来控制分包，而一般不对具体哪个包要分出去进行控制

因此使用自动分包，不仅非常方便，而且更加贴合实际的开发需要

要控制自动分包，关键是要配置一个合理的分包策略

有了分包策略之后，不需要额外安装任何插件，webpack会自动的按照策略进行分包

实际上，webpack在内部是使用SplitChunksPlugin进行分包的过去有一个库CommonsChunkPlugin也可以实现分包，不过由于该库某些地方并不完善，到了webpack4之后，已被SplitChunksPlugin取代

从分包流程中至少可以看出以下几点：

分包策略至关重要，它决定了如何分包
分包时，webpack开启了一个新的chunk，对分离的模块进行打包
打包结果中，公共的部分被提取出来形成了一个单独的文件，它是新chunk的产物

分包策略的基本配置

webpack提供了optimization配置项，用于配置一些优化信息

其中splitChunks是分包策略的配置

module.exports = {
  optimization: {
    splitChunks: {
      // 分包策略
    }
  }
}

事实上，分包策略有其默认的配置，我们只需要轻微的改动，即可应对大部分分包场景

chunks

该配置项用于配置需要应用分包策略的chunk

我们知道，分包是从已有的chunk中分离出新的chunk，那么哪些chunk需要分离呢

chunks有三个取值，分别是：

all: 对于所有的chunk都要应用分包策略
async：【默认】仅针对异步chunk应用分包策略
initial：仅针对普通chunk应用分包策略

所以，你只需要配置chunks为all即可

maxSize

该配置可以控制包的最大字节数

如果某个包（包括分出来的包）超过了该值，则webpack会尽可能的将其分离成多个包

但是不要忽略的是，分包的基础单位是模块，如果一个完整的模块超过了该体积，它是无法做到再切割的，因此，尽管使用了这个配置，完全有可能某个包还是会超过这个体积

另外，该配置看上去很美妙，实际意义其实不大

因为分包的目的是提取大量的公共代码，从而减少总体积和充分利用浏览器缓存

虽然该配置可以把一些包进行再切分，但是实际的总体积和传输量并没有发生变化

如果要进一步减少公共模块的体积，只能是压缩和tree shaking

分包策略的其他配置

如果不想使用其他配置的默认值，可以手动进行配置：

automaticNameDelimiter：新chunk名称的分隔符，默认值~
minChunks：一个模块被多少个chunk使用时，才会进行分包，默认值1
minSize：当分包达到多少字节后才允许被真正的拆分，默认值30000

缓存组

之前配置的分包策略是全局的

而实际上，分包策略是基于缓存组的

每个缓存组提供一套独有的策略，webpack按照缓存组的优先级依次处理每个缓存组，被缓存组处理过的分包不需要再次分包

默认情况下，webpack提供了两个缓存组：

module.exports = {
  optimization:{
    splitChunks: {
      //全局配置
      cacheGroups: {
        // 属性名是缓存组名称，会影响到分包的chunk名
        // 属性值是缓存组的配置，缓存组继承所有的全局配置，也有自己特殊的配置
        vendors: { 
          test: /[\\/]node_modules[\\/]/, // 当匹配到相应模块时，将这些模块进行单独打包
          priority: -10 // 缓存组优先级，优先级越高，该策略越先进行处理，默认值为0
        },
        default: {
          minChunks: 2,  // 覆盖全局配置，将最小chunk引用数改为2
          priority: -20, // 优先级
          reuseExistingChunk: true // 重用已经被分离出去的chunk
        }
      }
    }
  }
}

很多时候，缓存组对于我们来说没什么意义，因为默认的缓存组就已经够用了

但是我们同样可以利用缓存组来完成一些事情，比如对公共样式的抽离

module.exports = {
  optimization: {
    splitChunks: {
      chunks: "all",
      cacheGroups: {
        styles: {
          test: /\.css$/, // 匹配样式模块
          minSize: 0, // 覆盖默认的最小尺寸，这里仅仅是作为测试
          minChunks: 2 // 覆盖默认的最小chunk引用数
        }
      }
    }
  },
  module: {
    rules: [{ test: /\.css$/, use: [MiniCssExtractPlugin.loader, "css-loader"] }]
  },
  plugins: [
    new CleanWebpackPlugin(),
    new HtmlWebpackPlugin({
      template: "./public/index.html",
      chunks: ["index"]
    }),
    new MiniCssExtractPlugin({
      filename: "[name].[hash:5].css",
      // chunkFilename是配置来自于分割chunk的文件名
      chunkFilename: "common.[hash:5].css" 
    })
  ]
}

配合多页应用

虽然现在单页应用是主流，但免不了还是会遇到多页应用

由于在多页应用中需要为每个html页面指定需要的chunk，这就造成了问题

new HtmlWebpackPlugin({
  template: "./public/index.html",
  chunks: ["index~other", "vendors~index~other", "index"]
})

我们必须手动的指定被分离出去的chunk名称，这不是一种好办法

幸好html-webpack-plugin的新版本中解决了这一问题

npm i -D html-webpack-plugin@next

做出以下配置即可：

new HtmlWebpackPlugin({
  template: "./public/index.html",
  chunks: ["index"]
})

它会自动的找到被index分离出去的chunk，并完成引用

目前这个版本仍处于测试解决，还未正式发布

原理

自动分包的原理其实并不复杂，主要经过以下步骤：

检查每个chunk编译的结果
根据分包策略，找到那些满足策略的模块
根据分包策略，生成新的chunk打包这些模块（代码有所变化）
把打包出去的模块从原始包中移除，并修正原始包代码

在代码层面，有以下变动

分包的代码中，加入一个全局变量，类型为数组，其中包含公共模块的代码
原始包的代码中，使用数组中的公共代码

代码压缩

前言

为什么要进行代码压缩

减少代码体积；破坏代码的可读性，提升破解成本；

什么时候要进行代码压缩

生产环境

使用什么压缩工具

目前最流行的代码压缩工具主要有两个：UglifyJs和Terser

UglifyJs是一个传统的代码压缩工具，已存在多年，曾经是前端应用的必备工具，但由于它不支持ES6语法，所以目前的流行度已有所下降。

Terser是一个新起的代码压缩工具，支持ES6+语法，因此被很多构建工具内置使用。webpack安装后会内置Terser，当启用生产环境后即可用其进行代码压缩。

因此，我们选择Terser

关于副作用 side effect

副作用：函数运行过程中，可能会对外部环境造成影响的功能

如果函数中包含以下代码，该函数叫做副作用函数:

异步代码
localStorage
对外部数据的修改

如果一个函数没有副作用，同时，函数的返回结果仅依赖参数，则该函数叫做纯函数(pure function)

Terser

在Terser的官网可尝试它的压缩效果

Terser官网：https://terser.org/

webpack+Terser

webpack自动集成了Terser

如果你想更改、添加压缩工具，又或者是想对Terser进行配置，使用下面的webpack配置即可

const TerserPlugin = require('terser-webpack-plugin');
const OptimizeCSSAssetsPlugin = require('optimize-css-assets-webpack-plugin');
module.exports = {
  optimization: {
    // 是否要启用压缩，默认情况下，生产环境会自动开启
    minimize: true, 
    minimizer: [ // 压缩时使用的插件，可以有多个
      new TerserPlugin(), 
      new OptimizeCSSAssetsPlugin()
    ],
  },
};
``

tree shaking

压缩可以移除模块内部的无效代码 tree shaking 可以移除模块之间的无效代码

背景

某些模块导出的代码并不一定会被用到

// myMath.js
export function add(a, b){
  console.log("add")
  return a+b;
}

export function sub(a, b){
  console.log("sub")
  return a-b;
}

// index.js
import {add} from "./myMath"
console.log(add(1,2));

tree shaking 用于移除掉不会用到的导出

使用

webpack2开始就支持了tree shaking

只要是生产环境，tree shaking自动开启

原理

webpack会从入口模块出发寻找依赖关系

当解析一个模块时，webpack会根据ES6的模块导入语句来判断，该模块依赖了另一个模块的哪个导出

webpack之所以选择ES6的模块导入语句，是因为ES6模块有以下特点：

导入导出语句只能是顶层语句
import的模块名只能是字符串常量
import绑定的变量是不可变的

这些特征都非常有利于分析出稳定的依赖

在具体分析依赖时，webpack坚持的原则是：保证代码正常运行，然后再尽量tree shaking

所以，如果你依赖的是一个导出的对象，由于JS语言的动态特性，以及webpack还不够智能，为了保证代码正常运行，它不会移除对象中的任何信息

因此，我们在编写代码的时候，尽量：

使用export xxx导出，而不使用export default {xxx}导出
使用import {xxx} from "xxx"导入，而不使用import xxx from "xxx"导入

依赖分析完毕后，webpack会根据每个模块每个导出是否被使用，标记其他导出为dead code，然后交给代码压缩工具处理

代码压缩工具最终移除掉那些dead code代码

使用第三方库

某些第三方库可能使用的是commonjs的方式导出，比如lodash

又或者没有提供普通的ES6方式导出

对于这些库，tree shaking是无法发挥作用的

因此要寻找这些库的es6版本，好在很多流行但没有使用的ES6的第三方库，都发布了它的ES6版本，比如lodash-es

作用域分析

tree shaking本身并没有完善的作用域分析，可能导致在一些dead code函数中的依赖仍然会被视为依赖

插件webpack-deep-scope-plugin提供了作用域分析，可解决这些问题

副作用问题

webpack在tree shaking的使用，有一个原则：一定要保证代码正确运行

在满足该原则的基础上，再来决定如何tree shaking

因此，当webpack无法确定某个模块是否有副作用时，它往往将其视为有副作用

因此，某些情况可能并不是我们所想要的

//common.js
var n  = Math.random();

//index.js
import "./common.js"

虽然我们根本没用有common.js的导出，但webpack担心common.js有副作用，如果去掉会影响某些功能

如果要解决该问题，就需要标记该文件是没有副作用的

在package.json中加入sideEffects

{
    "sideEffects": false
}

有两种配置方式：

false：当前工程中，所有模块都没有副作用。注意，这种写法会影响到某些css文件的导入
数组：设置哪些文件拥有副作用，例如：["!src/common.js"]，表示只要不是src/common.js的文件，都有副作用

这种方式我们一般不处理，通常是一些第三方库在它们自己的package.json中标注

css tree shaking

webpack无法对css完成tree shaking，因为css跟es6没有半毛钱关系

因此对css的tree shaking需要其他插件完成

例如：purgecss-webpack-plugin

注意：purgecss-webpack-plugin对css module无能为力

ESLint

ESLint是一个针对JS的代码风格检查工具，当不满足其要求的风格时，会给予警告或错误

官网：https://eslint.org/

民间中文网：https://eslint.bootcss.com/

使用

ESLint通常配合编辑器使用

在vscode中安装ESLint

该工具会自动检查工程中的JS文件

检查的工作交给eslint库，如果当前工程没有，则会去全局库中查找，如果都没有，则无法完成检查

另外，检查的依据是eslint的配置文件.eslintrc，如果找不到工程中的配置文件，也无法完成检查

安装eslint

npm i [-g] eslint

创建配置文件

可以通过eslint交互式命令创建配置文件

由于windows环境中git窗口对交互式命名支持不是很好，建议使用powershell

npx eslint --init

eslint会识别工程中的.eslintrc.*文件，也能够识别package.json中的eslintConfig字段

配置

env

配置代码的运行环境

browser：代码是否在浏览器环境中运行
es6：是否启用ES6的全局API，例如Promise等

parserOptions

该配置指定eslint对哪些语法的支持

ecmaVersion: 支持的ES语法版本
sourceType
- script：传统脚本
- module：模块化脚本

parser

eslint的工作原理是先将代码进行解析，然后按照规则进行分析

eslint 默认使用Espree作为其解析器，你可以在配置文件中指定一个不同的解析器。

globals

配置可以使用的额外的全局变量

{
  "globals": {
    "var1": "readonly",
    "var2": "writable"
  }
}

eslint支持注释形式的配置，在代码中使用下面的注释也可以完成配置

/* global var1, var2 */
/* global var3:writable, var4:writable */

extends

该配置继承自哪里

它的值可以是字符串或者数组

比如：

{
  "extends": "eslint:recommended"
}

表示，该配置缺失的位置，使用eslint推荐的规则

ignoreFiles

排除掉某些不需要验证的文件

.eslintignore

dist/**/*.js
node_modules

rules

eslint规则集

每条规则影响某个方面的代码风格

每条规则都有下面几个取值：

off 或 0 或 false: 关闭该规则的检查
warn 或 1 或 true：警告，不会导致程序退出
error 或 2：错误，当被触发的时候，程序会退出

除了在配置文件中使用规则外，还可以在注释中使用：

/* eslint eqeqeq: "off", curly: "error" */

https://eslint.bootcss.com/docs/rules/

gzip

gzip是一种压缩文件的算法

B/S结构中的压缩传输

优点：传输效率可能得到大幅提升

缺点：服务器的压缩需要时间，客户端的解压需要时间

使用webpack进行预压缩

使用compression-webpack-plugin插件对打包结果进行预压缩，可以移除服务器的压缩时间

性能优化概述​

减少模块解析​

什么叫做模块解析？​

不做模块解析会怎样？​

哪些模块不需要解析？​

如何让某个模块不要解析？​

优化loader性能​

进一步限制loader的应用范围​

缓存loader的结果​

为loader的运行开启多线程​

热替换 HMR​

使用和原理​

样式热替换​

手动分包​

基本原理​

打包公共模块​

使用公共模块​

总结​

自动分包​

基本原理​

分包策略的基本配置​

分包策略的其他配置​

缓存组​

配合多页应用​

原理​

代码压缩​

前言​

Terser​

webpack+Terser​

tree shaking​

背景​

使用​

原理​

使用第三方库​

作用域分析​

副作用问题​

css tree shaking​

ESLint​

使用​

配置​

env​

parserOptions​

parser​

globals​

extends​

ignoreFiles​

rules​

gzip​

B/S结构中的压缩传输​

使用webpack进行预压缩​

性能优化概述

减少模块解析

什么叫做模块解析？

不做模块解析会怎样？

哪些模块不需要解析？

如何让某个模块不要解析？

优化loader性能

进一步限制loader的应用范围

缓存loader的结果

为loader的运行开启多线程

热替换 HMR

使用和原理

样式热替换

手动分包

基本原理

打包公共模块

使用公共模块

总结

自动分包

基本原理

分包策略的基本配置

分包策略的其他配置

缓存组

配合多页应用

原理

代码压缩

前言

Terser

webpack+Terser

tree shaking

背景

使用

原理

使用第三方库

作用域分析

副作用问题

css tree shaking

ESLint

使用

配置

env

parserOptions

parser

globals

extends

ignoreFiles

rules

gzip

B/S结构中的压缩传输

使用webpack进行预压缩