browserify运行原理分析

目前对于前端工程师而言，如果只针对浏览器编写代码，那么很简单，只需要在页面的script脚本中引入所用js就可以了。

但是某些情况下，我们可能需要在服务端也跑一套类似的逻辑代码，考虑如下这些情景（以node作为后端为例）：

1.spa的应用，需要同时支持服务端直出页面以及客户端pjax拉取数据渲染，客户端和服务器公用一套渲染模板并执行大部分类似的逻辑。

2.一个通过websocket对战的游戏，客户端和服务端可能需要进行类似的逻辑计算，两套代码分别用于对用户客户端的展示以及服务端实际数值的计算。

这些情况下，很可能希望我们客户端代码的逻辑能够同时无缝运行在服务端。

解决方法1：UMD

一种解决方法是使用UMD的方式，前端使用requirejs，同时兼容nodejs的情况,例如：

(function (window, factory) {
    if (typeod exports === 'object') {

        module.exports = factory();
    } else if (typeof define === 'function' && define.amd) {

        define(factory);
    } else {

        window.eventUtil = factory();
    }
})(this, function () {
    //module ...
});

解决方案2：使用browerify，使代码能同时运行于服务端和浏览器端。

什么是browserify？

Browserify 可以让你使用类似于 node 的 require() 的方式来组织浏览器端的 Javascript 代码，通过预编译让前端 Javascript 可以直接使用 Node NPM 安装的一些库。

例如我们可以这样写js，同时运行在服务端和浏览器中：

mo2.js:

exports.write2 = function(){
    //write2
}

mo.js:

var t = require("./mo2.js");
exports.write = function(){
    t.write2();
}

test.js:

var mo = require("./mo.js");
mo.write();

代码可以完全已node的形式编写。

原理分析：

总体过程其实可以分为以下几个步骤：

阶段1：预编译阶段

1.从入口模块开始，分析代码中require函数的调用

2.生成AST

3.根据AST找到每个模块require的模块名

4.得到每个模块的依赖关系，生成一个依赖字典

5.包装每个模块（传入依赖字典以及自己实现的export和require函数），生成用于执行的js

阶段2：执行阶段

从入口模块开始执行，递归执行所require的模块，得到依赖对象。

具体步骤分析：

1.从入口模块开始，分析代码中require函数的调用

由于浏览器端并没有原生的require函数，所以所有require函数都是需要我们自己实现的。因此第一步我们需要知道一个模块的代码中，哪些地方用了require函数，依赖了什么模块。

browerify实现的原理是为代码文件生成AST，然后根据AST找到require函数依赖的模块。

2.生成AST

文件代码：

var t = require("b");
t.write();

生成的js描述的AST为：

{
    "type": "Program",
    "body": [
        {
            "type": "VariableDeclaration",
            "declarations": [
                {
                    "type": "VariableDeclarator",
                    "id": {
                        "type": "Identifier",
                        "name": "t"
                    },
                    "init": {
                        "type": "CallExpression",
                        "callee": {
                            "type": "Identifier",
                            "name": "require"
                        },
                        "arguments": [
                            {
                                "type": "Literal",
                                "value": "b",
                                "raw": "\"b\""
                            }
                        ]
                    }
                }
            ],
            "kind": "var"
        },
        {
            "type": "ExpressionStatement",
            "expression": {
                "type": "CallExpression",
                "callee": {
                    "type": "MemberExpression",
                    "computed": false,
                    "object": {
                        "type": "Identifier",
                        "name": "t"
                    },
                    "property": {
                        "type": "Identifier",
                        "name": "write"
                    }
                },
                "arguments": []
            }
        }
    ]
}

可以看到我们代码中调用的require函数，对应AST中的对象为上面红字部分。

3.根据AST找到每个模块require的模块名

生成了AST之后，我们下一部就需要根据AST找到require依赖的模块名了。再次看看上面生成的AST对象，要找到require的模块名，实质上就是要：

找到type为callExpression，callee的name为require所对应的第一个argument的value。

关于生成js描述的AST以及解析AST对象，可以参考：

https://github.com/ariya/esprima 代码生成AST

https://github.com/substack/node-detective 从AST中提取reqiure

https://github.com/Constellation/escodegen AST生成代码

4.得到每个模块的依赖关系，生成一个依赖字典

从上面的步骤，我们已经可以获取到每个模块的依赖关系，因此可以生成一个以id为键的模块依赖字典，browerify生成的字典示例如下（根据之前的范例代码生成）：

{
    1:[
    function(require,module,exports){
        var t = require("./mo2.js");
        exports.write = function(){
            document.write("test1");
            t.write2();
        }
    },
    {"./mo2.js":2}
    ],
    2:[
    function(require,module,exports){
        exports.write2 = function(){
            document.write("=2=");
        }
    },
    {}
    ],
    3:[
    function(require,module,exports){
        var mo = require("./mo.js");
        mo.write();
    },
    {"./mo.js":1}
    ]}

字典记录了拥有那些模块，以及模块各自依赖的模块。

5.包装每个模块（传入依赖字典以及自己实现的export和require函数），生成用于执行的js

拥有了上面的依赖字典之后，我们相当于知道了代码中的依赖关系。为了让代码能执行，最后一步就是实现浏览器中并不支持的export和require。因此我们需要对原有的模块代码进行包装，就像上面的代码那样，外层会传入自己实现的export和require函数。

然而，应该怎样实现export和require呢？

export很简单，我们只要创建一个对象作为该模块的export就可以。

对于require，其实我们已经拥有了依赖字典，所以要做的也很简单了，只需要根据传入的模块名，根据依赖字典找到所依赖的模块函数，然后执行，一直重复下去（递归执行这个过程）。

在browerify生成的js中，会添加以下require的实现代码，并传递给每个模块函数：

(function e(t,n,r){
    function s(o,u){
        if(!n[o]){
            if(!t[o]){
                var a=typeof require=="function"&&require;
                if(!u&&a)
                    return a(o,!0);
                if(i)
                    return i(o,!0);

                var f=new Error("Cannot find module '"+o+"'");
                throw f.code="MODULE_NOT_FOUND",f
            }
            var l=n[o]={exports:{}};
            t[o][0].call(l.exports,function(e){
                var n=t[o][1][e];
                return s(n?n:e)
            },l,l.exports,e,t,n,r)
        }
        return n[o].exports
    }
    var i=typeof require=="function"&&require;
    for(var o=0;o<r.length;o++)
        s(r[o]);
    return s
})

我们主要关注的红字部分，其中t是传入的依赖字典（之前提到的那块代码），n是一个空对象，用于保存所有新创建的模块（export对象），对比之前的依赖字典来看就比较清晰了：

首先我们创建module对象（包含一个空对象export），并分别把module和export传入模块函数作为浏览器自己实现的module和export，然后，我们自己实现一个require函数，该函数获取模块名，并递归寻找依赖的模块执行，最后获取到所有被依赖到的模块对象，这个也是browerify生成的js在运行中的整个执行过程。

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