【babel+小程序】记“编写babel插件”与“通过语法解析替换小程序路由表”的经历

话不多说先上图，简要说明一下干了些什么事。图可能太模糊，可以点svg看看

背景

最近公司开展了小程序的业务，派我去负责这一块的业务，其中需要处理的一个问题是接入我们web开发的传统架构--模块化开发。
我们来详细说一下模块化开发具体是怎么样的。
我们的git工作流采用的是git flow。一个项目会拆分成几个模块，然后一人负责一个模块（对应git flow的一个feature）独立开发。模块开发并与后端联通后再合并至develop进行集成测试，后续经过一系列测试再发布版本。
目录结构大体如图所示，一个模块包含了他自己的pages / components / assets / model / mixins / apis / routes / scss等等。

这种开发模式的好处不言而喻，每个人都可以并行开发，大大提升开发速度。这次就是要移植这种开发模式到小程序中。

目标

背景说完了，那么来明确一下我们的目标。
我采用的是wepy框架，类vue语法的开发，开发体验非常棒。在vue中，一个组件就是单文件，包含了js、html、css。wepy采用vue的语法，但由与vue稍稍有点区别，wepy的组件分为三种--wepy.app类，wepy.page类，wepy.component类。
对应到我们的目录结构中，每个模块实际上就是一系列的page组件。要组合这一系列的模块，那么很简单，我们要做的就是把这一系列page的路由扫描成一个路由表，然后插入到小程序的入口--app.json中。对应wepy框架那即是app.wpy中的pages字段。

扫描路由表

第一步！先得到所有pages的路由并综合成一个路由表！
我的方案是，在每个模块中新建一份routes文件，相当于注册每个需要插入到入口的page的路由，不需要接入业务的page就不用注册啦。是不是很熟悉呢，对的，就是参考vue-router的注册语法。

//routes.js
module.exports = [
    {
        name: 'home-detail',//TODO: name先占位，后续再尝试通过读name跳转某页
        page: 'detail',//需要接入入口的page的文件名。例如这里是index.wpy。相对于src/的路径就是`modules/${moduleName}/pages/index`。
    },
    {
        name: 'home-index',
        page: 'index',
        meta: {
            weight: 100//这里加了一个小功能，因为小程序指定pages数组的第一项为首页，后续我会通过这个权重字段来给pages路由排序。权重越高位置越前。
        }
    }
]

而扫描各个模块并合并路由表的脚本非常简单，读写文件就ok了。

const fs = require('fs')
const path = require('path')
const routeDest = path.join(__dirname, '../src/config/routes.js')
const modulesPath = path.join(__dirname, '../src/modules')
let routes = []
fs.readdirSync(modulesPath).forEach(module => {
    if(module.indexOf('.DS_Store') > -1) return 
    const route = require(`${modulesPath}/${module}/route`)
    route.forEach(item => {
        item.page = `modules/${module}/pages/${item.page.match(/\/?(.*)/)[1]}`
    })
    routes = routes.concat(route)
})
fs.writeFileSync(routeDest,`module.exports = ${JSON.stringify(routes)}`, e => {
    console.log(e)
})

路由排序策略

const strategies = {
    sortByWeight(routes) {
        routes.sort((a, b) => {
            a.meta = a.meta || {}
            b.meta = b.meta || {}
            const weightA = a.meta.weight || 0
            const weightB = b.meta.weight || 0
            return weightB - weightA
        })
        return routes
    }
}

最后得出路由表

const Strategies = require('../src/lib/routes-model')
const routes = Strategies.sortByWeight(require('../src/config/routes'))
const pages = routes.map(item => item.page)
console.log(pages)//['modules/home/pages/index', 'modules/home/pages/detail']

替换路由数组

So far so good...问题来了，如何替换入口文件中的路由数组。我如下做了几步尝试。

直接引入

我第一感觉就是，这不很简单吗？在wepy编译之前，先跑脚本得出路由表，再import这份路由表就得了。

import routes from './routes'
export default class extends wepy.app {
  config = {
    pages: routes,//['modules/home/pages/index']
    window: {
      backgroundTextStyle: 'light',
      navigationBarBackgroundColor: '#fff',
      navigationBarTitleText: '大家好我是渣渣辉',
      navigationBarTextStyle: 'black'
    }
  }
//...
}

然而这样小程序肯定会炸啦，pages字段的值必须是静态的，在小程序运行之前就配置好，动态引入是不行的！不信的话诸君可以试试。那么就是说，划重点---我们必须在wepy编译之前再预编译一次---事先替换掉pages字段的值！

正则匹配替换

既然要事先替换，那就是要精准定位pages字段的值，然后再替换掉。难点在于如果精准定位pages字段的值呢？
最捞然而最快的方法：正则匹配。
事先定好编码规范，在pages字段的值的前后添加/* __ROUTES__ */的注释

脚本如下：

const fs = require('fs')
const path = require('path')
import routes from './routes'
function replace(source, arr) {
    const matchResult = source.match(/\/\* __ROUTE__ \*\/([\s\S]*)\/\* __ROUTE__ \*\//)
    if(!matchResult) {
        throw new Error('必须包含/* __ROUTE__ */标记注释')
    }
    const str = arr.reduce((pre, next, index, curArr) => {
        return pre += `'${curArr[index]}', `
    }, '')
    return source.replace(matchResult[1], str)
}
const entryFile = path.join(__dirname, '../src/app.wpy')
let entry = fs.readFileSync(entryFile, {encoding: 'UTF-8'})
entry = replace(entry, routes)
fs.writeFileSync(entryFile, entry)

app.wpy的变化如下：

//before
export default class extends wepy.app {
  config = {
    pages: [
    /* __ROUTE__ */
    /* __ROUTE__ */
    ],
    window: {
      backgroundTextStyle: 'light',
      navigationBarBackgroundColor: '#fff',
      navigationBarTitleText: '大家好我是渣渣辉',
      navigationBarTextStyle: 'black'
    }
  }
//...
}
//after
export default class extends wepy.app {
  config = {
    pages: [
/* __ROUTE__ */'modules/home/pages/index', /* __ROUTE__ */
    ],
    window: {
      backgroundTextStyle: 'light',
      navigationBarBackgroundColor: '#fff',
      navigationBarTitleText: '大家好我是渣渣辉',
      navigationBarTextStyle: 'black'
    }
  }
//...
}

行吧，也总算跑通了。因为项目很赶，所以先用这个方案开发了一个半星期。开发完之后总觉得这种方案太难受，于是密谋着换另一种各精准的自动的方案。。。

babel插件替换全局常量

1.思路

想必大家肯定很熟悉这种模式

let host = 'http://www.tanwanlanyue.com/'
if(process.env.NODE_ENV === 'production'){
    host = 'http://www.zhazhahui.com/'
}

通过这种只在编译过程中存在的全局常量，我们可以做很多值的匹配。
因为wepy已经预编译了一层，在框架内的业务代码是读取不了process.env.NODE_ENV的值。我就想着要不做一个类似于webpack的DefinePlugin的babel插件吧。具体的思路是babel编译过程中访问ast时匹配需要替换的标识符或者表达式，然后替换掉相应的值。例如：
In

export default class extends wepy.app {
  config = {
    pages: __ROUTE__,
    window: {
      backgroundTextStyle: 'light',
      navigationBarBackgroundColor: '#fff',
      navigationBarTitleText: '大家好我是渣渣辉',
      navigationBarTextStyle: 'black'
    }
  }
//...
}

Out

export default class extends wepy.app {
  config = {
    pages: [
        'modules/home/pages/index',
    ],
    window: {
      backgroundTextStyle: 'light',
      navigationBarBackgroundColor: '#fff',
      navigationBarTitleText: '大家好我是渣渣辉',
      navigationBarTextStyle: 'black'
    }
  }
//...
}

2.学习如何编写babel插件

在这里先要给大家推荐几份学习资料：
首先是babel官网推荐的这份迷你编译器的代码，读完之后基本能理解编译器做的三件事：解析，转换，生成的过程了。
其次是编写Babel插件入门手册。基本涵盖了编写插件的方方面面，不过由于babel几个工具文档的缺失，在写插件的时候需要去翻查代码中的注释阅读api用法。
然后是大杀器AST转换器--astexplorer.net。我们来看一下，babel的解析器--babylon的文档，涵盖的节点类型这么多，脑绘一张AST树不现实。我在编写脚本的时候会先把代码放在转换器内生成AST树，再一步一步走。

编写babel插件之前先要理解抽象语法树这个概念。编译器做的事可以总结为：解析，转换，生成。具体的概念解释去看入门手册可能会更好。这里讲讲我自己的一些理解。

解析包括词法分析与语法分析。
解析过程吧。其实按我的理解（不知道这样合适不合适= =）抽象语法树跟DOM树其实很类似。词法分析有点像是把html解析成一个一个的dom节点的过程，语法分析则有点像是将dom节点描述成dom树。

转换过程是编译器最复杂逻辑最集中的地方。首先要理解“树形遍历”与“访问者模式”两个概念。

“树形遍历”如手册中所举例子:
假设有这么一段代码:

function square(n) {
  return n * n;
}

那么有如下的树形结构:

- FunctionDeclaration
  - Identifier (id)
  - Identifier (params[0])
  - BlockStatement (body)
    - ReturnStatement (body)
      - BinaryExpression (argument)
        - Identifier (left)
        - Identifier (right)

进入FunctionDeclaration
- 进入Identifier (id)
- 走到尽头
- 退出Identifier (id)
- 进入Identifier (params[0])
- 走到尽头
- 退出Identifier (params[0])
- 进入BlockStatement (body)
  - 进入 ReturnStatement (body)
    - 进入 BinaryExpression (argument)
      - 进入 Identifier (left)
      - 退出 Identifier (left)
      - 进入 Identifier (right)
      - 退出 Identifier (right)
    - 退出 BinaryExpression (argument)
  - 退出 ReturnStatement (body)
- 退出BlockStatement (body)

“访问者模式”则可以理解为，进入一个节点时被调用的方法。例如有如下的访问者：

const idVisitor = {
  Identifier() {//在进行树形遍历的过程中，节点为标识符时，访问者就会被调用
    console.log("visit an Identifier")
  }
}

结合树形遍历来看，就是说每个访问者有进入、退出两次机会来访问一个节点。
而我们这个替换常量的插件的关键之处就是在于，访问节点时，通过识别节点为我们的目标，然后替换他的值！

3.动手写插件

话不多说，直接上代码。这里要用到的一个工具是babel-types，用来检查节点。

难度其实并不大，主要工作在于熟悉如何匹配目标节点。如匹配memberExpression时使用matchesPattern方法，匹配标识符则直接检查节点的name等等套路。最终成品及用法可以见我的github

const memberExpressionMatcher = (path, key) => path.matchesPattern(key)//复杂表达式的匹配条件
const identifierMatcher = (path, key) => path.node.name === key//标识符的匹配条件
const replacer = (path, value, valueToNode) => {//替换操作的工具函数
    path.replaceWith(valueToNode(value))
    if(path.parentPath.isBinaryExpression()){//转换父节点的二元表达式，如：var isProp = __ENV__ === 'production'   ===>   var isProp = true
        const result = path.parentPath.evaluate()
        if(result.confident){
            path.parentPath.replaceWith(valueToNode(result.value))
        }
    }
}
export default function ({ types: t }){//这里需要用上babel-types这个工具
    return {
        visitor: {
            MemberExpression(path, { opts: params }){//匹配复杂表达式
                Object.keys(params).forEach(key => {//遍历Options
                    if(memberExpressionMatcher(path, key)){
                        replacer(path, params[key], t.valueToNode)
                    }
                })
            },
            Identifier(path, { opts: params }){//匹配标识符
                Object.keys(params).forEach(key => {//遍历Options
                    if(identifierMatcher(path, key)){
                        replacer(path, params[key], t.valueToNode)
                    }
                })
            },
        }
    }
}

4.结果

当然啦，这块插件不可以写在wepy.config.js中配置。因为必须在wepy编译之前执行我们的编译脚本，替换pages字段。所以的方案是在跑wepy build --watch
之前跑我们的编译脚本，具体操作是引入babel-core来转换代码

const babel = require('babel-core')
//...省略获取app.wpy过程，待会会谈到。
//...省略编写visitor过程，语法跟编写插件略有一点点不同。
const result = babel.transform(code, {
    parserOpts: {//babel的解析器，babylon的配置。记得加入classProperties，否则会无法解析app.wpy的类语法
        sourceType: 'module',
        plugins: ['classProperties']
    },
    plugins: [
        [{
            visitor: myVistor//使用我们写的访问者
        }, {
            __ROUTES__: pages//替换成我们的pages数组
        }],
    ],
})

当然最终我们是转换成功啦，这个插件也用上了生产环境。但是后来没有采用这方案替换pages字段。暂时只替换了__ENV__: process.env.NODE_ENV与__VERSION__: version两个常量。
为什么呢？
因为每次编译之后标识符__ROUTES__都会被转换成我们的路由表，那么下次我想替换的时候难道要手动删掉然后再加上__ROUTES__吗？我当然不会干跟我们自动化工程化的思想八字不合的事情啦。
不过写完这个插件之后收获还是挺大的，基本了解该如何通过编译器寻找并替换我们的目标节点了。

编写babel脚本识别pages字段

1.思路

首先获取到源代码：app.wpy是类vue单文件的语法。js都在script标签内，那么怎么获取这部分代码呢？又正则？不好吧，太捞了。通过阅读wepy-cli的源码，使用xmldom这个库来解析，获取script标签内的代码。
编写访问者遍历并替换节点：首先是找到继承自wepy.app的类，再找到config字段，最后匹配key为pages的对象的值。最后替换目标节点
babel转换为代码后，通过读写文件替换目标代码。大业已成！done!

2.成果

最终脚本：

/**
 * @author zhazheng
 * @description 在wepy编译前预编译。获取app.wpy内的pages字段，并替换成已生成的路由表。
 */
const babel = require('babel-core')
const t = require('babel-types')
//1.引入路由
const Strategies = require('../src/lib/routes-model')
const routes = Strategies.sortByWeight(require('../src/config/routes'))
const pages = routes.map(item => item.page)
//2.解析script标签内的js，获取code
const xmldom = require('xmldom')
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const appFile = path.join(__dirname, '../src/app.wpy')
const fileContent = fs.readFileSync(appFile, { encoding: 'UTF-8' })
let xml = new xmldom.DOMParser().parseFromString(fileContent)
function getCodeFromScript(xml){
    let code = ''
    Array.prototype.slice.call(xml.childNodes || []).forEach(child => {
        if(child.nodeName === 'script'){
            Array.prototype.slice.call(child.childNodes || []).forEach(c => {
                code += c.toString()
            })
        }
    })
    return code
}
const code = getCodeFromScript(xml)
// 3.在遍历ast树的过程中，嵌套三层visitor去寻找节点
//3.1.找class，父类为wepy.app
const appClassVisitor = {
    Class: {
        enter(path, state) {
            const classDeclaration = path.get('superClass')
            if(classDeclaration.matchesPattern('wepy.app')){
                path.traverse(configVisitor, state)
            }
        }
    }
}
//3.2.找config
const configVisitor = {
    ObjectExpression: {
        enter(path, state){
            const expr = path.parentPath.node
            if(expr.key && expr.key.name === 'config'){
                path.traverse(pagesVisitor, state)
            }
        }
    }
}
//3.3.找pages，并替换
const pagesVisitor = {
    ObjectProperty: {
        enter(path, { opts }){
            const isPages = path.node.key.name === 'pages'
            if(isPages){
                path.node.value = t.valueToNode(opts.value)
            }
        }
    }
}
// 4.转换并生成code
const result = babel.transform(code, {
    parserOpts: {
        sourceType: 'module',
        plugins: ['classProperties']
    },
    plugins: [
        [{
            visitor: appClassVisitor
        }, {
            value: pages
        }],
    ],
})
// 5.替换源代码
fs.writeFileSync(appFile, fileContent.replace(code, result.code))

3.使用方法

只需要在执行wepy build --watch之前先执行这份脚本，就可自动替换路由表，自动化操作。监听文件变动，增加模块时自动重新跑脚本，更新路由表，开发体验一流~

结语

把代码往更自动化更工程化的方向写，这样的过程收获还是挺大的。但是确实这份脚本仍有不足之处，起码匹配节点这部分的代码是不大严谨的。
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