浅谈JavaScript工具链不完全指南

概述

在 JavaScript 语言日渐强大的同时，与其配套的开发工具也蓬勃发展。现在的 Web 前端项目，早已不是写几个 HTML 页面，加点 CSS 和 JS 就完事了。随便一个实用的项目，可能都需要用到一些框架和第三方库，以及相应的脚手架、依赖包管理、预编译、构建打包、压缩合并等等工具。纯手工完成这些任务，已经几乎不太可能了。

科学技术是第一生产力，而工具就是其中的一个体现。工欲善其事必先利其器，既然工具解放了人力，我们就应该拥抱它们。本文总结了围绕 JavaScript 的一系列工具，看看一个常见的项目到底需要用到哪些工具。

静态类型检查

JavaScript 本身是一门动态脚本语言，是弱类型的。也就是说，没有编译阶段的数据类型检查，只能在运行时确定类型。好处是比较灵活，简单易学，代码量也比较少。缺点也是明显的，就是稍不注意容易出 bug，特别是大型项目，如果没有开发规范，任由开发人员自由发挥，维护起来简直就是灾难。为了弥补这个缺陷，一些自带类型系统、可转译成 JavaScript 的语言出现了。

Flow：Facebook 出品，用 OCaml 写的 JavaScript 静态类型检查系统。支持类型系统、类型标注，可定义 library，提供代码 lint 等。Vue.js 2.x 就是用 Flow 写的。不过，Vue 3.0 改用另一种静态类型语言了，那就是 TypeScript。

TypeScript：TypeScript 是微软开发的语言，是 JavaScript 的超集，能够编译成 JavaScript。现在 TypeScript 越来越流行，获得了大量项目的认可。

代码风格检查（Linter）

由于JavaScript 动态语言的特性，在写法上过于灵活，往往导致多人协作的项目代码风格各异，给维护和扩展带来不少麻烦。另外，部分语言特性容易导致 bug，最佳实践里通常不推荐使用。因此，代码 Lint 工具就派上用场了。它不但可以检查代码书写格式，还可以检查出引用未定义的变量等低级错误。

曾经出现过很多种 Lint 工具，比如 JSLint、JSHint、StandardJS、JSCS 等等，现在有大一统的趋势，基本都用 ESLint 了。

刚开始用 Lint 工具的时候可能会不适应，因为限制太多，动不动就警告和报错。但从长远来看，JavaScript 项目引入 Linter 还是有必要的。

包管理器

JavaScript 之所以能够遍地开花，很大程度是因为技术生态非常繁荣，各种第三方库应有尽有。如此庞大的第三方库集合，势必需要一个管理平台，负责第三方包的托管、版本管理、下载安装和依赖管理等。

npm：JavaScript 包管理器的集大成者，目前最主流的工具。基于 Node.js，包含网站和 CLI，上面的包总数超过 100万，基本涵盖了 JavaScript 项目所需的方方面面。

yarn：2016 年 Facebook 推出的包管理器，跟 npm registry 兼容，主打 CLI 的快速、安全和确定性。

bower：曾经比较流行，用于管理前端的 JavaScript 包，因为当初 npm 只支持 node 环境的包管理。随着 npm 和 yarn 同时支持 node 和浏览器端的包管理，bower 也逐渐淡出历史了。

pnpm：通过硬链接（hard links）的方式在硬盘上对某个版本的模块只保存一份，可以在多个项目之间共用，从而节省了大量硬盘空间，顺便也加快了模块安装速度。

模块加载器

JavaScript 早期没有语言层面的模块化支持，导致大型项目的依赖管理非常不方便。变量名冲突、全局变量污染、模块加载顺序等问题比较突出。曾经出现过各种模块化方案，比如 CommonJS Modules (CJS)，Asynchronous Module Definition （AMD）和 Universal Module Definition (UMD)。从 2015 年开始，ES6 从语言层面支持了模块化，即 ECMAScript Modules (ESM)。

除了上述常见的 JavaScript 模块格式，还有像 System.register或全局模块，以及一些非 JavaScript 模块，比如 JSON modules，CSS modules，Web Assembly 等。

模块加载器就是加载和处理上面各种类型模块代码的工具，有同步和异步、静态和动态之分。通常，一个模块放在一个单独的文件里，通过一些指令来导入。当一个项目有几十上百个模块的时候，如何保证它们的加载执行先后顺序就是个问题。不用担心，模块加载器会帮你处理好依赖关系。

RequireJS：实现了 AMD 模块加载，主要用于浏览器端，也可以在 Node 里使用。

SystemJS：一个动态模块加载器，可以加载所有类型的 JavaScript 模块，甚至包括非 JavaScript 模块，可用于浏览器和 Node。

StealJS：可以加载 ESM，ADM 和 CJS 格式的模块。

ES Module Loader：浏览器实现的模块加载器，Node.js 里加上 –experimental-modules标志也能使用。

以上模块加载器是在运行时加载和执行代码的。不要跟构建工具里的各种 loader 混淆，那些是在构建时进行预处理的工具，只是做一些格式转换。

打包工具

一个实际的生产项目，通常不是把源码直接发布到服务器上。而是通过一些工具对各种模块和静态资源进行整合处理，最终生成的代码可能跟源码完全不一样了。这就是打包工具的作用。比较常见的打包工具有：

Webpack：可以说是最流行的打包器，几乎是大部分项目的标配。它本身只能识别 JavaScript 和 JSON 文件，但是它的架构设计提供了无限的可能，通过各种 loader 可以处理任意类型的资源，通过插件可以优化打包结果和进行资源管理、注入环境变量等。它的构建目标也可以根据平台定制，比如浏览器、Node.js、web worker, Electron 等。

Rollup：也是一个优秀的打包器，支持输出 library 和 application。它最大的卖点就是默认支持 ES 模块，很早就实现了 tree-shaking 功能。同时也具备插件和 hook 功能，可定制化也比较好。

Parcel：工具界的后起之秀，号称“零配置*的打包器，如果你曾经被 Webpack 繁琐的配置困扰过，那它可能会吸引你。

Browserify：应用范围稍窄的打包器，专门用于转换 Node.js 包以便能在浏览器运行。它跟 Node.js 使用相同的模块系统，有些模块只用于 Node 平台，通过它的转换就可以在浏览器端使用了。它只能处理纯 JavaScript 模块，通常跟 Gulp 配合使用。

Metro：React Native 专用的打包器，通过一个入口文件和各种配置，最后打成包含所有代码和依赖的单个 JavaScript 文件。

任务管理工具（Task Runner）

Task Runner 的作用是自动化执行项目所需的各种重复性动作，比如：

CSS 预处理 (Less, Sass)
CSS 自动添加新特性属性前缀（Autoprefixer）
优化图片
合并、压缩 JavaScript 文件
监听文件变化，自动执行任务

比较主流的任务管理器是 Grunt 和 Gulp，Webpack 也算一个。

Grunt：命令行工具，通过精细化的配置和丰富的插件可以完成很多复杂的任务。

Gulp：跟 Grunt 不同，Gulp 采用流式管道组合多个任务，任务之间的临时结果是放在内存中的，执行效率会高很多。

Webpack：又是你，Webpack。任务管理只是 Webpack 强大功能的一部分，通过不同的插件在构建的不同阶段执行个性化的任务。

如果你觉得上面几个任务管理器有点杀鸡用牛刀，你也可以根据实际情况选用 bash 脚本，npm 脚本或者 Makefile 等实现一些简单的任务管理。

转译器

JavaScript 转译器的作用是将非 JavaScript 语言（TypeScript，CoffeeScript，LiveScript 等）或不同版本的 JavaScript（ES6，ES7，ES8 等）翻译成符合目标平台要求（兼容性、变量混淆、严格模式等）的等价代码。

大部分转译器在处理源码和代码优化的过程中都使用抽象语法树（AST）作为中间格式。AST 将源码逐步拆分解析成带有元数据的树形结构：

Code –(parse)–>AST–(transform)–>AST–(generate)–>Code

Babel是目前主流的 JavaScript 转译器，它的工具链体系主要用于将 ES6 以上版本的 JavaScript 转译成向后兼容浏览器的代码。Babel 可以转换语法、提供目标平台缺失的特性支持、转换源码等。

有了 Babel，我们可以尽早用上新的语言特性，而不用担心目标浏览器是否支持。

构建工具

构建其实是个综合概念，它包含了模块打包、源码转译、任务管理等多个步骤。其他语言和平台有各种 Build 工具，比如 Make，Gradle，Ant，Maven，Rake 或 MSBuild 等。其中 Make 是最常见的通用构建工具，通常用于 C 语言，但其实也可以用于构建 JavaScript 项目。

对于 JavaScript 工具链来说，构建的目标可能是 npm 包、网站、Node 服务器、RN 应用、Electron 应用等等。有些任务可用专门的工具完成，但构建是个复杂的过程，通常需要综合使用多个工具。

比如 Build 可以用 Buck，Bazel，Lerna 等工具同时管理多个模块，实现增量 Build（只重新构建有改动的模块，提高效率）。任务管理使用 Grunt 和 Gulp，模块打包用 Webpack、Rollup、Parcel、Browserify 等。

调试工具

调试器在开发过程中必不可少，它可以在 Node.js 和浏览器中跟踪查看运行中的代码。通常会提供断点、单步执行、监视变量、查看内存和 CPU 使用情况等功能。

Chrome DevTools：Chrome 浏览器自带的开发者工具，是目前浏览器开发工具里最好用的（没有之一）。它的功能之强大，用法之多可以写本书了。

node-inspector：早期用于调试 Node.js 代码的工具，现在基本不用了，因为 Node.js 已经内置了基于 DevTools 的调试器。

VS Code：又一调试神器，内置 Node.js 调试器，还能调试 TypeScript 和其他能转译成 JavaScript 的语言。

Node 进程管理器

Node 进程管理器用于管理运行中的 Node 应用程序。提供高可用、自动重启、文件监控、性能和资源监控和集群等功能。

Forever：顾名思义，它的作用是保持 Node.js 程序永远运行。它是一个简单的命令行工具，对小型 Node.js 应用比较方便。

PM2：用于生产环境的 Node.js 进程管理工具，内置负载均衡、自动重启和日志、监控和集群管理等功能。

StrongLoop Process Manager(Strong-PM)：跟 PM2 差不多，也可用于生产环境的 Node.js 进程管理，有多主机部署功能。

另外，SystemD 是 Linux 系统里的默认进程管理器，可用它把 Node.js 应用作为服务运行。

项目脚手架

随着项目复杂度的提升，创建新项目的步骤也变得越来越繁琐，可能需要重复大量的配置工作。这个时候就需要项目脚手架了。很多框架都提供了脚手架工具，比如 Vue.js 有 Vue CLI，Angular 有 Angular CLI，React 有 create-react-app 等。也有通用的脚手架，Yeoman 就是最流行的一个。