前言
esbuild 是新一代的 JavaScript 打包工具。
他的作者是 Figma 的 CTO - Evan Wallace。
( 这卡姿兰大眼睛，令人唏嘘的发际线， 一看就知道很强!)
esbuild以速度快而著称，耗时只有 webpack 的 2% ～3%。
esbuild 项目主要目标是: 开辟一个构建工具性能的新时代，创建一个易用的现代打包器。
它的主要功能：
- Extreme speed without needing a cache
- ES6 and CommonJS modules
- Tree shaking of ES6 modules
- An API for JavaScript and Go
- TypeScript and JSX syntax
- Source maps
- Minification
- Plugins
现在很多工具都内置了它，比如我们熟知的:
- vite,
- snowpack
借助 esbuild 优异的性能， vite 更是如虎添翼， 快到飞起。
今天我们就来探索一下: 为什么 esbuild 这么快?
下文的主要内容：
- 几组性能数据对比
- 为什么 esbuild 这么快
- esbuild upcoming roadmap
- esbuild 在 vite 中的运用
- 为什么生产环境仍需打包?
- 为何vite不用 esbuild 打包?
- 总结
正文
先看一组对比：
使用 10 份 threeJS 的生产包，对比不同打包工具在默认配置下的打包速度。
webpack5 垫底， 耗时 55.25秒。
esbuild 仅耗时 0.37 秒。
差异巨大。
还有更多对比：
https://twitter.com/evanwallace/status/1314121407903617025
webpack5 表示很受伤: 我还比不过 webpack 4 ?
...
为什么 esbuild 这么快 ?
有以下几个原因。
(为了保证内容的准确性， 以下内容翻译自 esbuild 官网。)
1. 它是用 Go 语言编写的，并可以编译为本地代码。
大多数打包器都是用 JavaScript 编写的，但是对于 JIT 编译的语言来说，命令行应用程序拥有最差的性能表现。
每次运行打包器时，JavaScript VM 都会在没有任何优化提示的情况下看到打包程序的代码。
在 esbuild 忙于解析 JavaScript 时，node 忙于解析打包程序的JavaScript。
到节点完成解析打包程序代码的时间时，esbuild可能已经退出，您的打包程序甚至还没有开始打包。
另外，Go 是为并行性而设计的，而 JavaScript 不是。
Go在线程之间共享内存，而JavaScript必须在线程之间序列化数据。
Go 和 JavaScript都有并行的垃圾收集器，但是Go的堆在所有线程之间共享，而对于JavaScript, 每个JavaScript线程中都有一个单独的堆。
根据测试，这似乎将 JavaScript worker 线程的并行能力减少了一半，大概是因为一半CPU核心正忙于为另一半收集垃圾。
2. 大量使用了并行操作。
esbuild 中的算法经过精心设计，可以充分利用CPU资源。
大致分为三个阶段：
- 解析
- 链接
- 代码生成
解析和代码生成是大部分工作，并且可以完全并行化(链接在大多数情况下是固有的串行任务)。
由于所有线程共享内存，因此当捆绑导入同一JavaScript库的不同入口点时，可以轻松地共享工作。
大多数现代计算机具有多内核，因此并行性是一个巨大的胜利。
3. 代码都是自己写的， 没有使用第三方依赖。
自己编写所有内容, 而不是使用第三方库，可以带来很多性能优势。
可以从一开始就牢记性能，可以确保所有内容都使用一致的数据结构来避免昂贵的转换，并且可以在必要时进行广泛的体系结构更改。缺点当然是多了很多工作。
例如，许多捆绑程序都使用官方的TypeScript编译器作为解析器。
但是，它是为实现TypeScript编译器团队的目标而构建的，它们没有将性能作为头等大事。
4. 内存的高效利用。
理想情况下， 根据数据数据的长度， 编译器的复杂度为O(n).
如果要处理大量数据，内存访问速度可能会严重影响性能。
对数据进行的遍历次数越少(将数据转换成数据所需的不同表示形式也就越少)，编译器就会越快。
例如，esbuild 仅触及整个JavaScript AST 3次：
- 进行词法分析，解析，作用域设置和声明符号的过程
- 绑定符号，最小化语法。比如：将 JSX / TS转换为 JS, ES Next 转换为 es5。
- 最小标识符，最小空格，生成代码。
当 AST 数据在CPU缓存中仍然处于活跃状态时，会最大化AST数据的重用。
其他打包器在单独的过程中执行这些步骤，而不是将它们交织在一起。
它们也可以在数据表示之间进行转换，将多个库组织在一起(例如:字符串→TS→JS→字符串，然后字符串→JS→旧的JS→字符串，然后字符串→JS→minified JS→字符串)。
这样会占用更多内存，并且会减慢速度。
Go的另一个好处是它可以将内容紧凑地存储在内存中，从而使它可以使用更少的内存并在CPU缓存中容纳更多内容。
所有对象字段的类型和字段都紧密地包装在一起，例如几个布尔标志每个仅占用一个字节。
Go 还具有值语义，可以将一个对象直接嵌入到另一个对象中，因此它是'免费的'，无需另外分配。
JavaScript不具有这些功能，还具有其他缺点，例如 JIT 开销(例如隐藏的类插槽)和低效的表示形式(例如，非整数与指针堆分配)。
以上的每一条因素， 都能在一定程度上提高编译速度。
当它们共同工作时，效果比当今通常使用的其他打包器快几个数量级。
以上内容比较繁琐，对此，也有一些网友做了简要的总结:
- 它是用 Go 语言编写的，该语言可以编译为本地代码。而且 Go 的执行速度很快。一般来说，JS 的操作是毫秒级，而 Go 则是纳秒级。
- 解析，生成最终打包文件和生成 source maps 的操作全部完全并行化
- 无需昂贵的数据转换，只需很少的几步即可完成所有操作
- 该库以提高编译速度为编写代码时的第一原则，并尽量避免不必要的内存分配。
仅作参考。
Upcoming roadmap
以下这几个 feature 已经在进行中了, 而且是第一优先级：
- Code splitting (#16, docs)
- CSS content type (#20, docs)
- Plugin API (#111)
下面这几个 fearure 比较有潜力, 但是还不确定：
- HTML content type (#31)
- Lowering to ES5 (#297)
- Bundling top-level await (#253)
感兴趣的可以保持关注。
esbuild 在 vite 中的运用
vite 中大量使用了 esbuild, 这里简单分享两点。
optimizer
https://github.com/vitejs/vite/blob/main/packages/vite/src/node/optimizer/index.ts#L262
- import { build, BuildOptions as EsbuildBuildOptions } from 'esbuild'
- // ...
- const result = await build({
- entryPoints: Object.keys(flatIdDeps),
- bundle: true,
- format: 'esm',
- external: config.optimizeDeps?.exclude,
- logLevel: 'error',
- splitting: true,
- sourcemap: true,
- outdir: cacheDir,
- treeShaking: 'ignore-annotations',
- metafile: true,
- define,
- plugins: [
- ...plugins,
- esbuildDepPlugin(flatIdDeps, flatIdToExports, config)
- ],
- ...esbuildOptions
- })
- const meta = result.metafile!
- // the paths in `meta.outputs` are relative to `process.cwd()`
- const cacheDirOutputPath = path.relative(process.cwd(), cacheDir)
- for (const id in deps) {
- const entry = deps[id]
- data.optimized[id] = {
- file: normalizePath(path.resolve(cacheDir, flattenId(id) + '.js')),
- src: entry,
- needsInterop: needsInterop(
- id,
- idToExports[id],
- meta.outputs,
- cacheDirOutputPath
- )
- }
- }
- writeFile(dataPath, JSON.stringify(data, null, 2))
处理 .ts 文件
https://github.com/vitejs/vite/commit/59035546db7ff4b7020242ba994a5395aac92802
为什么生产环境仍需打包?
尽管原生 ESM 现在得到了广泛支持，但由于嵌套导入会导致额外的网络往返，在生产环境中发布未打包的 ESM 仍然效率低下(即使使用 HTTP/2)。
为了在生产环境中获得最佳的加载性能，最好还是将代码进行 tree-shaking、懒加载和 chunk 分割(以获得更好的缓存)。
要确保开发服务器和产品构建之间的最佳输出和行为达到一致，并不容易。
为解决这个问题，Vite 附带了一套 构建优化 的 构建命令，开箱即用。
为何 vite 不用 esbuild 打包?
虽然 esbuild 快得惊人，并且已经是一个在构建库方面比较出色的工具，但一些针对构建应用的重要功能仍然还在持续开发中 —— 特别是代码分割和 CSS处理方面。
就目前来说，Rollup 在应用打包方面, 更加成熟和灵活。
尽管如此，当未来这些功能稳定后，也不排除使用 esbuild 作为生产构建器的可能。
总结
esbuild 为构建提效带来了曙光， 而且 esm 的数量也在快速增加：
https://twitter.com/skypackjs/status/1113838647487287296
希望 esm 生态尽快完善起来, 造福前端。
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