打包性能分析工具

Webpack 最大的优势在于它的功能非常强大、全面，加之繁荣活跃的组件生态，已经足够应对几乎所有 Web 构建需求，包括：SPA、MPA、SSR、桌面应用、Node 程序、WebAssemsbly、PWA、微前端等等，所以即使在近几年工程化领域异军突起、百花齐放的背景下，Webpack 也依然能保持老大哥的位置。

但软件世界没有银弹！Webpack 在大型项目中通常性能表现不佳，这一方面是因为 JavaScript 语言的单线程架构决定了 Webpack 的运算效率就不可能很高；另一方面则是因为在大型项目中，Webpack 通常需要借助许多组件（插件、Loader）完成大量的文件读写、代码编译操作。

幸运的是，站在开发者视角，我们有许多行之有效的性能优化方法，包括缓存、并发、优化文件处理步骤等，但在着手优化之前，有必要先简单了解一下 Webpack 打包的核心流程；了解哪些步骤比较耗时，可能会造成性能卡点；以及，如何借助一些可视化工具分析 Webpack 的编译性能。

回顾构建流程

Webpack 核心构建流程

Webpack 最最核心的功能，一是使用适当 Loader 将任意类型文件转译为 JavaScript 代码，例如将 CSS 代码转译为 JS 字符串，将多媒体文件转译为 Base64 代码等；二是将这些经过 Loader 处理的文件资源合并、打包成向下兼容的产物文件。

为了实现这些功能，Webpack 底层的工作流程大致可以总结为这么几个阶段：

1. 初始化阶段：
   • 初始化参数：从配置文件、 配置对象、Shell 参数中读取，与默认配置结合得出最终的参数；
   • 创建编译器对象：用上一步得到的参数创建 Compiler 对象；
   • 初始化编译环境：包括注入内置插件、注册各种模块工厂、初始化 RuleSet 集合、加载配置的插件等；
   • 开始编译：执行 compiler 对象的 run 方法，创建 Compilation 对象；
   • 确定入口：根据配置中的 entry 找出所有的入口文件，调用 compilation.addEntry 将入口文件转换为 dependence 对象。
2. 构建阶段：
   • 编译模块(make)：从 entry 文件开始，调用 loader 将模块转译为标准 JS 内容，调用 JS 解析器将内容转换为 AST 对象，从中找出该模块依赖的模块，再 递归 处理这些依赖模块，直到所有入口依赖的文件都经过了本步骤的处理；
   • 完成模块编译：上一步递归处理所有能触达到的模块后，得到了每个模块被翻译后的内容以及它们之间的依赖关系图。
3. 封装阶段：
   • 合并(***seal***)：根据入口和模块之间的依赖关系，组装成一个个包含多个模块的 Chunk；
   • 优化(optimization)：对上述 Chunk 施加一系列优化操作，包括：tree-shaking、terser、scope-hoisting、压缩、Code Split 等；
   • 写入文件系统(emitAssets)：在确定好输出内容后，根据配置确定输出的路径和文件名，把文件内容写入到文件系统。

在这个过程中有不少可能造成性能问题的地方：

• 构建阶段：
  • 首先需要将文件的相对引用路径转换为绝对路径，这个过程可能涉及多次 IO 操作，执行效率取决于 文件层次深度；
  • 找到具体文件后，需要读入文件内容并调用 loader-runner (opens new window) 遍历 Loader 数组完成内容转译，这个过程需要执行较密集的 CPU 操作，执行效率取决于 Loader 的数量与复杂度；
  • 需要将模块内容解析为 AST 结构，并遍历 AST 找出模块的依赖资源，这个过程同样需要较密集的 CPU 操作，执行效率取决于 代码复杂度；
  • 递归处理依赖资源，执行效率取决于 模块数量。
• 封装阶段：
  • 根据 splitChunks 配置、entry 配置、动态模块引用语句等，确定模块与 Chunk 的映射关系，其中 splitChunks 相关的分包算法非常复杂，涉及大量 CPU 计算；
  • 根据 optimization 配置执行一系列产物优化操作，特别是 Terser (opens new window) 插件需要执行大量 AST 相关的运算，执行效率取决于 产物代码量；
• 等等。

可以看出，Webpack 需要执行非常密集的 IO 与 CPU 操作，计算成本高，再加上 Webpack 以及大多数组件都使用 JavaScript 编写，无法充分利用多核 CPU 能力，所以在中大型项性能通常表现较差。

性能分析工具

有许多被反复实践、行之有效的构建性能优化手段，包括并行编译、缓存、缩小资源搜索范围等等，但在介绍这些具体的优化方法之前，有必要先聊聊：如何收集、分析 Webpack 打包过程的性能数据。

收集数据的方法很简单 —— Webpack 内置了 stats (opens new window) 接口，专门用于统计模块构建耗时、模块依赖关系等信息。stats 对象收集了 Webpack 运行过程中许多值得关注的信息，包括：

• modules：本次打包处理的所有模块列表，内容包含模块的大小、所属 chunk、构建原因、依赖模块等，特别是 modules.profile 属性，包含了构建该模块时，解析路径、编译、打包、子模块打包等各个环节所花费的时间，非常有用；
• chunks：构建过程生成的 chunks 列表，数组内容包含 chunk 名称、大小、包含了哪些模块等；
• assets：编译后最终输出的产物列表、文件路径、文件大小等；
• entrypoints：entry 列表，包括动态引入所生产的 entry 项也会包含在这里面；
• children：子 Compiler 对象的性能数据，例如 extract-css-chunk-plugin 插件内部就会调用 compilation.createChildCompiler (opens new window) 函数创建出子 Compiler 来做 CSS 抽取的工作。

我们可以从这些数据中分析出模块之间的依赖关系、体积占比、编译构建耗时等，Webpack 社区还提供了许多优秀的分析工具，能够将这些数据转换各种风格的可视化图表，帮助我们更高效地找出性能卡点，包括：

• Webpack Analysis (opens new window) ：Webpack 官方提供的，功能比较全面的 stats 可视化工具；
• Statoscope (opens new window)：主要侧重于模块与模块、模块与 chunk、chunk 与 chunk 等，实体之间的关系分析；
• Webpack Visualizer (opens new window)：一个简单的模块体积分析工具，真的很简单！
• Webpack Bundle Analyzer (opens new window)：应该是使用率最高的性能分析工具之一，主要实现以 Tree Map 方式展示各个模块的体积占比；
• Webpack Dashboard (opens new window)：能够在编译过程实时展示编译进度、模块分布、产物信息等；
• Unused Webpack Plugin (opens new window)：能够根据 stats 数据反向查找项目中未被使用的文件。

Webpack Analysis

Webpack Analysis (opens new window) 是 webpack 官方提供的可视化分析工具，相比于其它工具，它提供的视图更全，功能更强大，能够通过创建依赖关系图对你的包进行更彻底的检查。Webpack Analysis (opens new window) 提供了非常齐全的分析视角，信息几乎没有失真，但上手难度稍高，信息噪音比较多，所以社区还提供了一个简化版 webpack-deps-tree (opens new window)，功能相似但用法更简单、信息更简洁，大家可以根据实际需要交叉使用。

Statoscope

Statoscope (opens new window) 也是一个非常强大的可视化分析工具，主要提供如下功能：

• 完整的依赖关系视图，涵盖 modules/chunks/assets/entrypoints/packages 维度；
• entrypoints/chunks/packages/module 体积分析；
• 重复包检测；
• 多份 stats 数据对比；
• 等等。

Statoscope 提供了多种维度的统计信息，包括：Chunk 数量、模块总数、重复模块树、编译耗时、Initial Chunk 体积等；更重要的是，Statoscope 还展示了模块与模块、Chunk、Entry 等维度的依赖关系。我们可以据此推断出模块体积、为何需要打包该模块、有哪些模块被重复引用等信息。

Webpack Bundle Analyzer

Webpack-bundle-analyzer (opens new window) 是一个非常有名的性能分析插件，只需要一些简单配置就可以在 Webpack 构建结束后生成 Tree Map 形态的模块分布统计图，用户可以通过对比 Tree Map 内容推断各模块的体积占比，是否包含重复模块、不必要的模块等。基于 Webpack Bundle Analyzer 提供的视图，我们可以分析出：

• Bundle 包所包含的模块内容 —— 从而推断出产物中是否包含预期之外的模块；
• 确定模块体积大小与占比 —— 从而确定是否存在优化空间；
• 了解 Bundle 产物体积，以及经过压缩后的体积。

提示

webpack-bundle-size-analyzer (opens new window)、source-map-explorer (opens new window) 等工具也实现了类似功能，但分别适用于不同场景，建议你也了解一下相关用法，择优选用。

Webpack Visualizer

Webpack Visualizer (opens new window) 是一个在线分析工具，可用于检测、可视化 Webpack 产物的构成模块。有两种用法，一是将 stats.json 文件上传到在线 页面 (opens new window)；二是使用 webpack-visualizer-plugin 生成统计页面

但很遗憾，实测发现 webpack-visualizer-plugin 插件年久失修，只兼容 webpack 1.x ，所以现在几乎没有使用价值了。

Webpack Dashboard

webpack-dashboard (opens new window) 是一个命令行可视化工具，能够在编译过程中实时展示编译进度、模块分布、产物信息等

Speed Measure Plugin

SpeedMeasureWebpackPlugin (opens new window) 插件能够统计出各个 Loader、插件的处理耗时，开发者可以根据这些数据分析出哪些类型的文件处理更耗时间

UnusedWebpackPlugin

UnusedWebpackPlugin (opens new window) 插件，它能够根据 webpack 统计信息，反向查找出工程项目里哪些文件没有被用到，我日常在各种项目重构工作中都会用到，非常实用。

const UnusedWebpackPlugin = require("unused-webpack-plugin");

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    new UnusedWebpackPlugin({
      directories: [path.join(__dirname, "src")],
      root: path.join(__dirname, "../"),
    }),
  ],
};

性能优化总结