（源码篇02）webpack5中的事件调度系统和NormalModuleFactary核心逻辑

1. 书接上回，从 this.factorizeQueue.add(options, callback); 开始

不是很清楚上下文的兄弟，可以去看下我之前写的 （源码篇01）浅析webpack5中Compiler中重要的hook调用过程。

此文比较干，各位读者开始阅读前，请准备好 瓜子，可乐，矿泉水，好好享受阅读源码的乐趣。

1.1 通过 factorizeQueue 了解 AsyncQueue

那么 这个 this.factorizeQueue 指的是什么呢？谁来创建的呢？首先此处的this 指的是 Compilation 的 实例对象，那就去 Compilation 查找，全局搜索一下 Compilation.js 文件，找到了，代码如下（中文注释是我加的）：

/** @type {AsyncQueue<Module, Module, Module>} 进程依赖项队列 */
        this.processDependenciesQueue = new AsyncQueue({
            name: "processDependencies",
            parallelism: options.parallelism || 100,
            processor: this._processModuleDependencies.bind(this)
        });
        /** @type {AsyncQueue<Module, string, Module>} 添加模块队列 */
        this.addModuleQueue = new AsyncQueue({
            name: "addModule",
            parent: this.processDependenciesQueue,
            getKey: module => module.identifier(),
            processor: this._addModule.bind(this)
        });
        /** @type {AsyncQueue<FactorizeModuleOptions, string, Module | ModuleFactoryResult>} 分解队列 */
        this.factorizeQueue = new AsyncQueue({
            name: "factorize",
            parent: this.addModuleQueue,
            processor: this._factorizeModule.bind(this)
        });
        /** @type {AsyncQueue<Module, Module, Module>} 构建队列 */
        this.buildQueue = new AsyncQueue({
            name: "build",
            parent: this.factorizeQueue,
            processor: this._buildModule.bind(this)
        });
        /** @type {AsyncQueue<Module, Module, Module>} 重新构建的队列 */
        this.rebuildQueue = new AsyncQueue({
            name: "rebuild",
            parallelism: options.parallelism || 100,
            processor: this._rebuildModule.bind(this)
        });

你会发现好家伙，这不仅仅只有一个队列呀，这里是有一堆的队列。但是都是 AsyncQueue 创建的不同名称的实例。
那根据 this.factorizeQueue.add(options, callback); 我们下一步就是去看 AsyncQueue 中的 add 方法了。

1.2 深入 AsyncQueue 中的 add 方法

在深入了解add 之前，我们先要了解 它的 构造函数都需要哪些参数，以便我们更好的理解其内部的工作原理。

constructor({ name, parallelism, parent, processor, getKey }) {
        this._name = name;
        this._parallelism = parallelism || 1;
        this._processor = processor;
        this._getKey =
            getKey || /** @type {(T) => K} */ (item => /** @type {any} */ (item));
        /** @type {Map<K, AsyncQueueEntry<T, K, R>>} */
        this._entries = new Map();
        /** @type {ArrayQueue<AsyncQueueEntry<T, K, R>>} */
        this._queued = new ArrayQueue();
        /** @type {AsyncQueue<any, any, any>[]} */
        this._children = undefined;
        this._activeTasks = 0;
        this._willEnsureProcessing = false;
        this._needProcessing = false;
        this._stopped = false;
        this._root = parent ? parent._root : this;
        if (parent) {
            if (this._root._children === undefined) {
                this._root._children = [this];
            } else {
                this._root._children.push(this);
            }
        }

        this.hooks = {
            /** @type {AsyncSeriesHook<[T]>} */
            beforeAdd: new AsyncSeriesHook(["item"]),
            /** @type {SyncHook<[T]>} */
            added: new SyncHook(["item"]),
            /** @type {AsyncSeriesHook<[T]>} */
            beforeStart: new AsyncSeriesHook(["item"]),
            /** @type {SyncHook<[T]>} */
            started: new SyncHook(["item"]),
            /** @type {SyncHook<[T, Error, R]>} */
            result: new SyncHook(["item", "error", "result"])
        };

        this._ensureProcessing = this._ensureProcessing.bind(this);
    }

入参如下：name, parallelism, parent, processor, getKey。name 字段是绑在实例身上的 _name，_parallelism 先忽略，parent 属性是比较重要的， 有 parent属性的情况下，实例的 this._root 指向的是 父级的 parent._root，否则指向的就是实例本身。并且会把自身丢进 父级的 this._root._children 里。

(另外在此构造函数里的 hooks就是给当前实例绑定一些执行周期的钩子，比较容易扩展，都是老 webpack玩家了，这里就不过多的介绍了。这里要注意 新建实例的 _willEnsureProcessing,_needProcessing和 _stopped 默认值都是 false 状态。)

分析一下 1.1 中的代码：

this.addModuleQueue = new AsyncQueue({
            name: "addModule",
            parent: this.processDependenciesQueue,
            getKey: module => module.identifier(),
            processor: this._addModule.bind(this)
});
this.factorizeQueue = new AsyncQueue({
            name: "factorize",
            parent: this.addModuleQueue,
            processor: this._factorizeModule.bind(this)
});
this.buildQueue = new AsyncQueue({
            name: "build",
            parent: this.factorizeQueue,
            processor: this._buildModule.bind(this)
});
  1. this.addModuleQueue 中的 _root 指向的是 this.processDependenciesQueue._root，也就是 processDependenciesQueue自身，
  2. this.factorizeQueue 中的 _root 指向的是 this.addModuleQueue._root，而 this.addModuleQueue._root 指向的是 processDependenciesQueue
  3. this.buildQueue 中的 _root 指向的是 this.factorizeQueue._root，而 this.factorizeQueue._root 指向的是 processDependenciesQueue

这意味着上面创建的队列中的 父子关系是如下图的：

知道了父子关系以后，就开始看 add 函数具体执行了什么操作，直接断点到这里，看下入参都是什么？（记不着的兄弟去看我前一篇文章。）

进入 add 函数内部。

大致的逻辑就是 判断一下 this._stopped 当前的实例队列是不是暂停的状态，是暂停的状态就 直接 callback 抛出错误。
那核心的步骤就在 this.hooks.beforeAdd.callAsync这个hook了，老规矩，debug 这个 hook 看一下有哪些 监听者。

发现这个hook 没有一个监听者，直接执行了本身的callback 函数，继续 debug 下去。进入hook的内部，

部分没有走到的逻辑 直接跳过，根据 item 和 callback 实例化AsyncQueueEntry 对象，并赋值给 newEntry变量。 稍微看下 AsyncQueueEntry 类。


const QUEUED_STATE = 0;
const PROCESSING_STATE = 1;
const DONE_STATE = 2;

class AsyncQueueEntry {
    /**
     * @param {T} item the item
     * @param {Callback<R>} callback the callback
     */
    constructor(item, callback) {
        this.item = item;
        /** @type {typeof QUEUED_STATE | typeof PROCESSING_STATE | typeof DONE_STATE} */
        this.state = QUEUED_STATE;
        this.callback = callback;
        /** @type {Callback<R>[] | undefined} */
        this.callbacks = undefined;
        this.result = undefined;
        /** @type {WebpackError | undefined} */
        this.error = undefined;
    }
}

可以看到对于 AsyncQueueEntry 的this.state字段有 3 个状态可选（看 jsDoc 部分，也就是 this.state 的上一行），初始创建的 实例是 QUEUED_STATE 状态，也就是排队状态。

大致知道了 newEntry 变量承载了什么东西，继续debug下一步。

没有进入 if 语句的 成功分支，走了 else 部分（也就是红色圈中部分）。此处的代码量比较少，但是比较核心。
首先看 148 行 this._queued.enqueue(newEntry); 就是把当前的 newEntry 实例 丢入到 自身的 队列里。
接下来 149 行，找到该实例的父级 也就是 _name 为 processDependencies 的实例。在 150 行 将其父级的 _needProcessing 变更为 true， 因为默认创建的实例的 _willEnsureProcessing 的状态为 false，所以此处会走进 151 行的判断逻辑，去执行 152-154 行的代码，将父级(processDependencies)的 _ensureProcessing 丢进定时器里（注意是父级的，异步函数会在同步函数执行完毕以后调用，另外异步函数也是有优先级之分的哈，不一定是最先丢进去的，最先执行）。
继续debug, 触发 156 的 hook 钩子。


这个钩子真可怜，没有人注册监听事件。（就不放s图了，上次放的s图导致违规了）。

至此同步的函数执行完毕了，别忘了之前还向定时器里丢了一个异步的 父级(processDependencies)的 _ensureProcessing 方法，下一步直接断点蹲在 _ensureProcessing处。

1.3 浅浅的总结一下~

  1. webpack 中的 Compilation 实例，创建了 4 个有父子关系的异步队列
  2. 最先开始 工作的是 factorizeQueue 队列，执行了 factorizeQueue 队列的 add 方法。
  3. 在 add 方法中，将 factorizeQueue队列的父级(processDependencies)队列的_ensureProcessing 方法放入了定时器中。
  4. 至此，同步函数执行完毕，开始执行 父级(processDependencies)的 _ensureProcessing 的方法。

2. 异步队列要开始了

2.1 执行 processDependencies 队列的 _ensureProcessing 方法

直接断点到 _ensureProcessing 方法，验证一下猜想。

相关代码贴出来

    _ensureProcessing() {
        console.log("queue _ensureProcessing");
        // 100 的并发量
        while (this._activeTasks < this._parallelism) {
            const entry = this._queued.dequeue();
            if (entry === undefined) break;
            this._activeTasks++;
            entry.state = PROCESSING_STATE;
            console.log(`异步队列名称：${this._name}，开始工作了：${entry.item}`);
            this._startProcessing(entry);
        }
        this._willEnsureProcessing = false;
        if (this._queued.length > 0) return;
        if (this._children !== undefined) {
            // this._children 是之前创建的 addModule factorize 和  build的 AsyncQueue
            // lib/Compilation.js 的 944 行
            for (const child of this._children) {
                while (this._activeTasks < this._parallelism) {
                    const entry = child._queued.dequeue();
                    if (entry === undefined) break;
                    this._activeTasks++;
                    entry.state = PROCESSING_STATE;
                    child._startProcessing(entry);
                }
                if (child._queued.length > 0) return;
            }
        }
        if (!this._willEnsureProcessing) this._needProcessing = false;
    }

开始分析流程，this 指向的是 processDependencies 的实例队列，而在上一步是给它的子队列factorizeQueue里放入了东西newEntry。

所以会直接从 273 行，break 出来，开始执行 289行，将自己的 _willEnsureProcessing 状态改为了 false。

通过之前提到的父子关系（老父亲带着3个儿子），我们继续看 281 行的代码。很显然是可以走进这个条件判断的，继续debug。

for (const child of this._children) {
                while (this._activeTasks < this._parallelism) {
                    const entry = child._queued.dequeue();
                    if (entry === undefined) break;
                    this._activeTasks++;
                    entry.state = PROCESSING_STATE;
                    child._startProcessing(entry);
                }
                if (child._queued.length > 0) return;
            }

这块代码的主要含义还是，遍历子队列，并取出相关的任务 赋值给 entry变量，如果entry 不存在，说明子队列为空，直接 break，开始遍历下一个子队列。如果子队列有数据，对父级当前进行的任务数量加一（this._activeTasks++;），然后把相关任务的状态改为 PROCESSING_STATE，也就是任务进行中，调用子队列的 _startProcessing 把任务传入。

毫无疑问的是，我们的 factorizeQueue 子队列中存在任务newEntry，继续debug 验证猜想。

下一步应该是进入factorize 队列的_startProcessing 方法了（注意队列已经切换了）。继续 debug，

注意看，此时的 this 指向 是 factorize 队列。那就继续调试 _startProcessing 方法。

调试 this.hooks.beforeStart hook,结果如下：


还是未绑定任何的插件，继续执行下去。

没有出现 err,直接忽略，开始看 316 行，此处的执行的 this._processor，让我们回顾一下 1.2章节 中的关于 constructor 的部分，核心代码如下图：

这意味着 我们要去看 实例化 factorize 时候传入的 processor 方法是什么？然后去执行它。
回顾 1.2章节 的代码

processor 指的是 compilation 中的 _factorizeModule 方法

断点到 _factorizeModule 上，你会发现其主要执行的是 factory.create 方法，而此时的 factory 是 NormalModuleFactary 的实例，这里本质上也就是去 执行 NormalModuleFactary 类的 create 方法。

2.2 执行 NormalModuleFactary 类的 create 方法

断点进入该 create 函数，核心代码逻辑如下：

从742 到 755 行，很明显的都可以看出仅仅是变量的赋值和变量的初始化，而所有的变量都是存在了resolveData 对象里。走一下断点，看一下里面都是什么数据。

此处没啥难点，继续向下走，要进入beforeResolve的hook里了，直接断点进入，


发现此hook也没有被任何插件所监听，那就直接进入此hook的callback里。


err 和 result 变量都是undefined，毫无疑问的又进入到了 801 行的 factorize 的hook了，那就继续断（慢慢的就会明白 webpack5 插件强大的背后，是难读的设计和调试）。开始调试 NormalModuleFactary 的 factorize 的 hook。

2.3 调试 NormalModuleFactary 的 factorize 的 hook

老规矩，首先查看监听此 hook 的插件有哪些，见下图

终于有插件进行监听了（注意此处NormalModuleFactory插件的stage属性），说明这个 hook 还是蛮重要的。继续断点，进入ExternalModuleFactoryPlugin的内部。

发现此插件的逻辑分为两部分，第一部队是去一步一步解构赋值传入的 resolveData 的数据。（不明白此处作者为啥不使用 es6 的对象解构语法去处理。。。。），然后生命两个函数，最后调用handleExternals 函数，传入 ExternalModuleFactoryPlugin插件 实例的 externals 属性，注意看此处的 externals 属性是 /^(\/\/|https?:\/\/|std:)/ （这个正则表达式用于匹配字符串的开头是否以”//“或”http://“或”https://“或”std:“）。

ExternalModuleFactoryPlugin 是 Webpack 的内置插件之一，它的作用是帮助 Webpack 处理外部的模块引入。在使用 Webpack 打包时，如果一个模块需要从外部引入，可以通过设置 externals 属性实现。ExternalModuleFactoryPlugin 插件会通过检查这些外部模块的配置，生成对应的 ExternalModule 对象，在 Webpack 运行过程中当这些模块被请求时，ExternalModuleFactoryPlugin 会负责处理这个请求。

进入handleExternals 函数里，结果如下图：


由于我们的本次的依赖是本地依赖，所以正则匹配失败了，那么结果就是要走到 callback 里了。转了一圈啥也没有做，callback 为空，那就继续断点，向下执行，进入 NormalModuleFactory 插件里。

2.4 进入 NormalModuleFactory 插件执行factorize 的 hook 【核心逻辑】

断点进入：


进入以后你会发现，这个hook 又触发了 resolve 的hook，这不就是套娃吗？然后继续断点看监听了resolve的hook上都有哪些插件？


你会发现监听此hook的还是这哥们自身，这不是耍我们呢吗？？？？？
实则不然，他完全可以写的很优雅，但是为了能尽可能的把hook给暴露出去，增强webpack的定制化能力，不得不这么做。

如果是你，易读和强大的能力你会选择哪个呢？

继续断点下去。


你会发现此hook的逻辑竟然高达 400 行左右的代码，一起去断点看看做了什么吧，我会把某些当前无用的方法过滤掉。

const {
  contextInfo,
  context, // 上下文：/Users/fujunkui/Desktop/github-project/webpack/examples/01-base
  dependencies,
  dependencyType,
  request, // 路径是：/Users/fujunkui/Desktop/github-project/webpack/examples/01-base/src/index.js
  assertions,
  resolveOptions,
  fileDependencies,
  missingDependencies,
  contextDependencies,
} = data
const contextScheme = getScheme(context) // undefined
let scheme = getScheme(request) // undefined
if (!scheme) {
  const requestWithoutMatchResource = request
  scheme = getScheme(requestWithoutMatchResource)
  if (!scheme && !contextScheme) {
    const firstChar = requestWithoutMatchResource.charCodeAt(0)
    const secondChar = requestWithoutMatchResource.charCodeAt(1)
    console.log('dependencies start with')
    noPreAutoLoaders = firstChar === 45 && secondChar === 33 // startsWith "-!"
    noAutoLoaders = noPreAutoLoaders || firstChar === 33 // startsWith "!"
    noPrePostAutoLoaders = firstChar === 33 && secondChar === 33 // startsWith "!!";
    const rawElements = requestWithoutMatchResource
      .slice(
        noPreAutoLoaders || noPrePostAutoLoaders
          ? 2
          : noAutoLoaders
            ? 1
            : 0,
      )
      .split(/!+/)
    unresolvedResource = rawElements.pop()
    elements = rawElements.map((el) => {
      const { path, query } = cachedParseResourceWithoutFragment(el)
      return {
        loader: path,
        options: query ? query.slice(1) : undefined,
      }
    })
    scheme = getScheme(unresolvedResource)
  }
  const continueCallback = () => {
    // ....
  }
  this.resolveRequestArray(
    contextInfo,
    contextScheme ? this.context : context,
    elements,
    loaderResolver,
    resolveContext,
    (err, result) => {
      if (err)
        return continueCallback(err)
      loaders = result
      continueCallback()
    },
  )
  if (scheme) {
    // ...条件进不去
  }
  else if (contextScheme) {
    // ...条件进不去
  }
  else { defaultResolve(context) }
}

部分核心代码的运行时的参数截图如下：


此处主要是判断 此文件的request路径是否以某些行内 loader 的方式进行开头的。 详情见官网

resolveRequestArray是必须要执行的，此处附上相关的运行结果

最后走进了 defaultResolve(context) 里。进入 此函数看执行过程。

最后进入resolveResource函数里，断点进入。

调用resolver.resolve的方法，获取到 unresolvedResource 的真实路径。

关于此处，如果你不了解 resolver.resolve的方法的原理，可以去看我前面的文章，【webpack核心库】耗时7个小时，用近50张图来学习enhance-resolve中的数据流动和插件调度机制，可以搜索一下上面的标题，也是干货满满。

继续断点，走到callback 接受 resolve 处理以后的结果如下图。

进入callback 里。

发现最后走到了 continueCallback 函数里。

关于此函数，内容有些多，此处就不做进行解析了。直接断点回到刚刚的 this.hooks.resolve.callAsync的部分。在其 callback 内部打上断点。


这样就可以跳过continueCallback的部分，

2.5 进入 resolve hook 的内部

继续断点

因为 err 和 result都为空，最后走到了afterResolve的hook里。
大家都应该会调试了，直接说结果了，没有插件去监听afterResolve的hook，所以直接进其内部了。

进入此hook内部以后，又是一堆的错误判断，最后走进了 createModule 的 hook。

2.6 进入 createModule 的 hook 【将路径等信息变为Module】

此hook还是无插件监听，直接上图看其callback做了啥：

此处对整体的webpack来说是比较核心的，将路径代表的文件给变成了模块化的Module对象。（读者可以好好理解其背后的含义）

至于Module 对象 不是本章的重点，这里只需要明白 路径代表的文件变为了 Module对象 即可。
然后继续向下执行，调用 module的hook。直接看注册此hook的SideEffectsFlagPlugin插件。

Webpack 5 中的 SideEffectsFlagPlugin 主要用于优化项目的构建速度和代码体积。它能够在打包时根据配置文件中的 "sideEffects" 属性，自动确定哪些模块是有副作用的（即会对全局状态产生影响），哪些模块是纯粹的（即不会对全局状态产生影响）。当一个模块被判断为无副作用时，Webpack 5 会将其标记为 "side-effect-free"，这样就可以进行一系列优化操作，如 tree shaking、scope hoisting 等，以减小最终打包出来的代码体积和提高加载速度。因此，通过合理配置 "sideEffects" 属性，并使用 SideEffectsFlagPlugin 插件，可以帮助开发者更好地优化自己的 Webpack 5 项目。

此插件里注册了两个监听函数。其执行结果如下：

执行完毕，将根据路径创建的 module 实例通过callback传递出去。继续单步断点，看此callback 会走进哪个hook里。

最后走进了 factorize 的 hook，

至此，实现了一个 文件变成了一个 Module的过程。继续向下执行callback，看下一步是做什么？

走到了 factory.create 的 callback 函数了，也就是 _factorizeModule方法。还记得这个方法是哪个队列的 processor方法吗？ 贴上代码：

this.factorizeQueue = new AsyncQueue({
            name: "factorize",
            parent: this.addModuleQueue,
            processor: this._factorizeModule.bind(this)
});

让我们继续执行下去，


执行到 callback 里的 callback，继续进入此 callback（链路太长了，绕来绕去的）

进入到 AsyncQueue.js文件。


再调用 _handleResult 去处理_processor后的结果。

2.7 进入 _handleResult 方法

上图：

这个方法比较简单，直接调用了 result 的 hook，此hook也没有插件进行监听，直接执行自身的callback 函数，进入 此 hook的内部。

红色圈中部分，将队列子项AsyncQueueEntry的状态改为完成的状态。然后找到父级，将父级用于计数当前激活任务的值减一。

// 如果父级用有需要进行的任务并且父级需要去执行。就把相关任务添加进异步里。
if (root._willEnsureProcessing === false && root._needProcessing) {
                root._willEnsureProcessing = true;
                setImmediate(root._ensureProcessing);
    }

当前父级不需要执行什么任务，此处跳过。继续向下执行。

  if (inHandleResult++ > 3) {
                process.nextTick(() => {
                    callback(error, result);
                    if (callbacks !== undefined) {
                        for (const callback of callbacks) {
                            callback(error, result);
                        }
                    }
                });
            } else {
                callback(error, result);
                if (callbacks !== undefined) {
                    for (const callback of callbacks) {
                        callback(error, result);
                    }
                }
            }

此时的 inHandleResult 判断没有走进if分支，走到else分支。这里你会发现不管走进那个条件里，核心代码都是一样的，唯一的区别在于是否包裹在process.nextTick里。

继续调试下去，执行callback(error, result);，此处的 callback是从 AsyncQueueEntry身上取到的。回想一下这里的 callback的来源是哪里？

是AsyncQueue 调用add时候传入的 callback 函数。

回想一下调用这个方法的位置：

兜兜转转的，又回到了 Compilation.js 这个文件。继续调试，大概率是要进入 addModule这个方法的。

    addModule(module, callback) {
        this.addModuleQueue.add(module, callback);
    }

看到这个代码，感觉是不是有些相似，又回到了本文（梦）开始的地方。

关于addModuleQueue.add后，接下来的路，各位读者，还需要我再出一篇文章去解析吗？有需要的读者，可以在评论区评论告诉我哈。毕竟每个 AsyncQueue 里的具体执行内容不一样。

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