如何用 Babel 为代码自动引入依赖

2020 年 5 月写的一篇文章。

前言

最近在尝试玩一玩已经被大家玩腻的 Babel，今天给大家分享如何用 Babel 为代码自动引入依赖，通过一个简单的例子入门 Babel 插件开发。

需求

const a = require('a');
import b from 'b';

console.log(axuebin.say('hello babel'));

同学们都知道，如果运行上面的代码，一定是会报错的：

VM105:2 Uncaught ReferenceError: axuebin is not defined

我们得首先通过 import axuebin from 'axuebin' 引入 axuebin 之后才能使用。。

为了防止这种情况发生（一般来说我们都会手动引入），或者为你省去引入这个包的麻烦（其实有些编译器也会帮我们做了），我们可以在打包阶段分析每个代码文件，把这个事情做了。

在这里，我们就基于最简单的场景做最简单的处理，在代码文件顶部加一句引用语句：

import axuebin from 'axuebin';
console.log(axuebin.say('hello babel'));

前置知识

什么是 Babel

简单地说，Babel 能够转译 ECMAScript 2015+ 的代码，使它在旧的浏览器或者环境中也能够运行。我们日常开发中，都会通过 webpack 使用 babel-loader 对 JavaScript 进行编译。

Babel 是如何工作的

首先得要先了解一个概念：抽象语法树（Abstract Syntax Tree, AST），Babel 本质上就是在操作 AST 来完成代码的转译。

了解了 AST 是什么样的，就可以开始研究 Babel 的工作过程了。

Babel 的功能其实很纯粹，它只是一个编译器。

大多数编译器的工作过程可以分为三部分，如图所示：

• Parse(解析) 将源代码转换成更加抽象的表示方法（例如抽象语法树）
• Transform(转换) 对（抽象语法树）做一些特殊处理，让它符合编译器的期望
• Generate(代码生成) 将第二步经过转换过的（抽象语法树）生成新的代码

所以我们如果想要修改 Code，就可以在 Transform 阶段做一些事情，也就是操作 AST。

AST 节点

我们可以看到 AST 中有很多相似的元素，它们都有一个 type 属性，这样的元素被称作节点。一个节点通常含有若干属性，可以用于描述 AST 的部分信息。

比如这是一个最常见的 Identifier 节点：

{
  type: 'Identifier',
  name: 'add'
}

所以，操作 AST 也就是操作其中的节点，可以增删改这些节点，从而转换成实际需要的 AST。

更多的节点规范可以查阅 https://github.com/estree/estree^[1]

AST 遍历

AST 是深度优先遍历的，遍历规则不用我们自己写，我们可以通过特定的语法找到的指定的节点。

Babel 会维护一个称作 Visitor 的对象，这个对象定义了用于 AST 中获取具体节点的方法。

一个 Visitor 一般是这样：

const visitor = {
  ArrowFunction(path) {
    console.log('我是箭头函数');
  },
  IfStatement(path) {
    console.log('我是一个if语句');
  },
  CallExpression(path) {}
};

visitor 上挂载以节点 type 命名的方法，当遍历 AST 的时候，如果匹配上 type，就会执行对应的方法。

操作 AST 的例子

通过上面简单的介绍，我们就可以开始任意造作了，肆意修改 AST 了。先来个简单的例子热热身。

箭头函数是 ES5 不支持的语法，所以 Babel 得把它转换成普通函数，一层层遍历下去，找到了 ArrowFunctionExpression 节点，这时候就需要把它替换成 FunctionDeclaration 节点。所以，箭头函数可能是这样处理的：

import * as t from "@babel/types";

const visitor = {
  ArrowFunction(path) {
    path.replaceWith(t.FunctionDeclaration(id, params, body));
  }
};

开发 Babel 插件的前置工作

在开始写代码之前，我们还有一些事情要做一下：

分析 AST

将原代码和目标代码都解析成 AST，观察它们的特点，找找看如何增删改 AST 节点，从而达到自己的目的。

我们可以在 https://astexplorer.net^[2] 上完成这个工作，比如文章最初提到的代码：

const a = require('a');
import b from 'b';
console.log(axuebin.say('hello babel'));

转换成 AST 之后是这样的：

可以看出，这个 body 数组对应的就是根节点的三条语句，分别是：

• VariableDeclaration: const a = require('a')
• ImportDeclaration: import b from 'b'
• ExpressionStatement: console.log(axuebin.say('hello babel'))

我们可以打开 VariableDeclaration 节点看看：

它包含了一个 declarations 数组，里面有一个 VariableDeclarator 节点，这个节点有 type、id、init 等信息，其中 id 指的是表达式声明的变量名，init 指的是声明内容。

通过这样查看/对比 AST 结构，就能分析出原代码和目标代码的特点，然后可以开始动手写程序了。

查看节点规范

节点规范：https://github.com/estree/estree^[3]

我们要增删改节点，当然要知道节点的一些规范，比如新建一个 ImportDeclaration 需要传递哪些参数。

写代码

准备工作都做好了，那就开始吧。

初始化代码

我们的 index.js 代码为：

// index.js
const path = require('path');
const fs = require('fs');
const babel = require('@babel/core');

const TARGET_PKG_NAME = 'axuebin';

function transform(file) {
  const content = fs.readFileSync(file, {
    encoding: 'utf8',
  });
  const { code } = babel.transformSync(content, {
    sourceMaps: false,
    plugins: [
      babel.createConfigItem(({ types: t }) => ({
        visitor: {
        }
      }))
    ]
  });
  return code;
}

然后我们准备一个测试文件 test.js，代码为：

// test.js
const a = require('a');
import b from 'b';
require('c');
import 'd';
console.log(axuebin.say('hello babel'));

分析 AST / 编写对应 type 代码

我们这次需要做的事情很简单，做两件事：

1. 寻找当前 AST 中是否含有引用 axuebin 包的节点
2. 如果没引用，则修改 AST，插入一个 ImportDeclaration 节点

我们来分析一下 test.js 的 AST，看一下这几个节点有什么特征：

ImportDeclaration 节点

ImportDeclaration 节点的 AST 如图所示，我们需要关心的特征是 value 是否等于 axuebin， 代码这样写：

if (path.isImportDeclaration()) {
  return path.get('source').isStringLiteral() && path.get('source').node.value === TARGET_PKG_NAME;
}

其中，可以通过 path.get 来获取对应节点的 path，嗯，比较规范。如果想获取对应的真实节点，还需要 .node。

满足上述条件则可以认为当前代码已经引入了 axuebin 包，不用再做处理了。

VariableDeclaration 节点

对于 VariableDeclaration 而言，我们需要关心的特征是，它是否是一个 require 语句，并且 require 的是 axuebin，代码如下：

/**
 * 判断是否 require 了正确的包
 * @param {*} node 节点
 */
const isTrueRequire = node => {
  const { callee, arguments } = node;
  return callee.name === 'require' && arguments.some(item => item.value === TARGET_PKG_NAME);
};


if (path.isVariableDeclaration()) {
  const declaration = path.get('declarations')[0];
  return declaration.get('init').isCallExpression && isTrueRequire(declaration.get('init').node);
}

ExpressionStatement 节点

require('c')，语句我们一般不会用到，我们也来看一下吧，它对应的是 ExpressionStatement 节点，我们需要关心的特征和 VariableDeclaration 一致，这也是我把 isTrueRequire 抽出来的原因，所以代码如下：

if (path.isExpressionStatement()) {
  return isTrueRequire(path.get('expression').node);
}

插入引用语句

如果上述分析都没找到代码里引用了 axuebin，我们就需要手动插入一个引用：

import axuebin from 'axuebin';

通过 AST 分析，我们发现它是一个 ImportDeclaration：

简化一下就是这样：

{
  "type": "ImportDeclaration",
  "specifiers": [
    "type": "ImportDefaultSpecifier",
    "local": {
      "type": "Identifier",
      "name": "axuebin"
    }
  ],
  "source": {
    "type": "StringLiteral",
    "value": "axuebin"
  }
}

当然，不是直接构建这个对象放进去就好了，需要通过 babel 的语法来构建这个节点（遵循规范）：

const importDefaultSpecifier = [t.ImportDefaultSpecifier(t.Identifier(TARGET_PKG_NAME))];
const importDeclaration = t.ImportDeclaration(importDefaultSpecifier, t.StringLiteral(TARGET_PKG_NAME));
path.get('body')[0].insertBefore(importDeclaration);

这样就插入了一个 import 语句。

Babel Types 模块是一个用于 AST 节点的 Lodash 式工具库，它包含了构造、验证以及变换 AST 节点的方法。

结果

我们 node index.js 一下，test.js 就变成：

import axuebin from "axuebin"; // 已经自动加在代码最上边
const a = require('a');
import b from 'b';
require('c');
import 'd';
console.log(axuebin.say('hello babel'));

彩蛋

如果我们还想帮他再多做一点事，还能做什么呢？

既然都自动引用了，那当然也要自动安装一下这个包呀！

/**
 * 判断是否安装了某个包
 * @param {string} pkg 包名
 */
const hasPkg = pkg => {
  const pkgPath = path.join(process.cwd(), `package.json`);
  const pkgJson = fs.existsSync(pkgPath) ? fse.readJsonSync(pkgPath) : {};
  const { dependencies = {}, devDependencies = {} } = pkgJson;
  return dependencies[pkg] || devDependencies[pkg];
}

/**
 * 通过 npm 安装包
 * @param {string} pkg 包名
 */
const installPkg = pkg => {
  console.log(`开始安装 ${pkg}`);
  const npm = shell.which('npm');
  if (!npm) {
    console.log('请先安装 npm');
    return;
  }
  const { code } = shell.exec(`${npm.stdout} install ${pkg} -S`);
  if (code) {
    console.log(`安装 ${pkg} 失败，请手动安装`);
  }
};

// biu~
if (!hasPkg(TARGET_PKG_NAME)) {
  installPkg(TARGET_PKG_NAME);
}

判断一个应用是否安装了某个依赖，有没有更好的办法呢？

总结

我也是刚开始学 Babel，希望通过这个 Babel 插件的入门例子，可以让大家了解 Babel 其实并没有那么陌生，大家都可以玩起来 ~

完整代码见：https://github.com/axuebin/babel-inject-dep-demo^[4]

• Babel 用户手册^[5]
• Babel 插件手册^[6]
• ast 分析^[7]
• 节点规范^[8]

参考资料