写一个为await自动加上catch的loader逐渐了解AST以及babel

为什么要写这个loader

我们在日常开发中经常用到async await去请求接口，解决异步。可async await语法的缺点就是若await后的Promise抛出错误不能捕获，整段代码区就会卡住。从而使下面的逻辑不能顺利执行。也许会有人说，卡住就是为了不进行后续的代码，以免造成更大的错误，可大多数情况下需要catch住错误并给出一个边界值使代码正常执行。 我以前经常常常会这么写：

const request = async (){
const { data = [] } = await getList() || {};
//...other
};

这样写看似有些**高端**,但其实风险系数很高，假设```getList()```请求发生了错误并且没有捕获到，那么后边的逻辑或表达式并不会生效，后续的代码并不能顺序执行。
这种情况的最优解就是```getList()```能后捕获到错误，虽然现在大多数axios都会catch，但是业务开发中应该不止请求才会用到Promise。那么另一种解法是？

const request = async (){
const { data = [] } = await getList().catch(err=>{ //...do you want to do }) || {};
//...other
};

这个loader解决的问题

自己写的loader就是解决日常开发中忘记写catch的情况。
先说一下自己写的loader的功能:
1. 可以自动为await后的promise加上catch
2. 可以决定是否需要在catch函数中打印error以及return出一个边界值，可以选择加上自己的代码
3. 若是await函数外层有被try catch包裹或者本身后边就已经有catch，则不会做任何处理

//一个普通的async函数
const fn = async () => {
const a = await pro()
}
//会被转化成
const fn = async () => {
const a = await pro().catch(err=>{})
}
//若是需要打印error以及return出一个边界值
const fn = async () => {
const { a } = await pro().catch(err=>{ console.log(err); return { } });
}
//or
const fn = async () => {
const [ a ] = await pro().catch(err=>{ console.log(err); return [ ] });
}
//若是需要自己额外的代码处理，自己的代码贼会在console前面，假设自己代码为 message.error(error)
const fn = async () => {
const [ a ] = await pro().catch(err=>{ message.error(err);console.log(err); return [ ] });
}
// 如果被try catch包裹，则不会进行任何处理，因为catch可以捕获到错误，擅自增加catch会扰乱原有的逻辑
const fn = async () => {
// 保持原样
try{
const [ a ] = await pro()
}catch(err){}
}

具体代码+讲解

接下来上代码

//add-catch-loader.js
const parser = require("@babel/parser");
const traverse = require("babel-traverse").default;
const t = require("babel-types");
const template = require("@babel/template");
const babel = require("@babel/core");

先来介绍一下各个babel包的作用

1. @babel/parser：解析js代码生成ast，因为loader读取的js文件中的源码，而我们又不能直接操作源码进行修改，只能先转为ast进行操作。
2. babel-traverse：遍历ast，因为ast是一颗树形结构，其中每个操作符、表达式等都是一个节点，是整颗树上的一个枝干，我们通过traverse去遍历整棵树来获取其中一个节点的信息来修改它。
3. babel-types：我用来判断一个节点的类型。
4. @babel/template：我用来将代码段转为ast节点。
5. @babel/core：代码生成，ast操作完后得到了一颗新的ast，那么需要把ast在转为js代码输出到文件中。

通过上边的几个包就看出了babel处理js的三个过程：解析(parase)、转换(transform)、生成(generator)

loader就是一个纯函数，它能获取当前文件的源代码

//a.js
const num = 1;
console.log(num);
```
那么source就是"const num = 1;console.log(num);"而我们把它转化为ast又是什么样子呢？
我把它转化为了json结果,我只截取了部分（因为太长了），大家可以去[这个网站](https://astexplorer.net/)输入一段js代码看看转化成了什么样~
## AST的大概结构
```json
{
"type": "File",
"start": 0,
"end": 32,
"loc": {
"start": {
"line": 1,
"column": 0
},
"end": {
"line": 3,
"column": 16
}
},
"errors": [],
"program": {
"type": "Program",
"start": 0,
"end": 32,
"loc": {
"start": {
"line": 1,
"column": 0
},
"end": {
"line": 3,
"column": 16
...
},
"comments": []
}

解决问题的思路

在ast结构中，每一个有type属性的对象都是一个节点，里面包含了这个节点的全部信息，而我们既然要操做await后的promise，那么就只需要看await操作符上下的节点就可以了，先看一下await的节点长什么样子。

上图只是 const a = await po()这一段代码的ast，其中大部分还折叠起来了。但是我们只需要关系await后的代码ast，即po()。

AwaitExpression这个节点是await po()这段代码，CallExpression这个节点是po()这个节点。那么await po().catch(err=>{ })代码的节点又长什么样子呢？

如下图，AwaitExpression是await pro().catch(err=>{});整段代码的节点，MemberExpression是pro().catch;的节点，arguments是函数体的参数，而ArrowFunctionExpression代表的就是err={}，所以我们只需要把po()替换成po().catch(err=>{})。
比较一下po()和po().catch的不同(由于catch函数中的回调函数是参数，属于和po().catch一个级别，所以不把它算在内)
po()

po().catch()

从上图中就可以看出来CallExpression节点换成了MemberExpression，那么开始上代码。

具体代码

source就是读取的文件中的源码内容。
parser.parse就是将源代码转为AST,如果源代码中使用export和import，那么sourceType必须是module，plugin必须使用dynamicImport，jsx是为了解析jsx语法,classProperties是为了解析class语法。

//add-catch-loader.js
const parser = require("@babel/parser");
const traverse = require("babel-traverse").default;
const t = require("babel-types");
const template = require("@babel/template");
const babel = require("@babel/core");
const { createCatchIdentifier, createArguments } = require("./utils"); //自己写的方法

function addCatchLoader(source){
let ast = parser.parse(source, {
sourceType: "module",
plugins: ["dynamicImport", "jsx","classProperties"],
});
}

获得到AST语法树我们就可以使用traverse进行遍历了，traverse第一个参数是要遍历的ast，第二个参数是暴露出来的节点API。

//add-catch-loader.js
const parser = require("@babel/parser");
const traverse = require("babel-traverse").default;
const t = require("babel-types");
const template = require("@babel/template");
const babel = require("@babel/core");

const createCatchIdentifier = () => {
const catchIdentifier = t.identifier("catch");
return catchIdentifier;
};

function addCatchLoader(source){
const self = this; //缓存当前this
let ast = parser.parse(source, {
sourceType: "module",
plugins: ["dynamicImport", "jsx"],
});

const awaitMap = [];

traverse(ast,{
/*
我们既然是要替换await后的整颗节点，就要先获取AwaitExpression这个节点的信息。因为有些
人在用async await习惯用try catch进行包裹，而用了try catch就没必要再加catch了，所以
我们这里需要判断await的父级节点有没有try catch。若有就使用path.skip()停止接下来的循
环，没有将当前节点的argument缓存进一个数组中，为了接下来进行比较。
*/
AwaitExpression(path) {
const tryCatchPath = path.findParent((p) => {
return t.isTryStatement(p);
});
if (tryCatchPath) return path.skip();
/*
这里leftId就是 = 左边的值，因为可能需要在catch里return，所以需要判断它的类型
*/
const leftId = path.parent.id;
if (leftId) {
const type = leftId.type;
path.node.argument.returnType = type;
}
awaitMap.push(path.node.argument);
},
/*
CallExpression节点就是我们需要替换的节点，因为整颗ast中不止一个地方有
CallExpression类型的节点，所以我们需要比较缓存的数组中有没有它，如有就代表是我们
要替换的```po()```。在这里我们需要在进行一次判断，因为源代码中可能会有await后自动加
catch的情况，我们就不必处理了。
*/
CallExpression(path) {
if (!awaitMap.length) return null;
awaitMap.forEach((item, index) => {
if (item === path.node) {
const callee = path.node.callee;
const returnType = path.node.returnType; //这里取出等号左边的类型
if (t.isMemberExpression(callee)) return; //若是已经有了.catch则不需要处理
const MemberExpression = t.memberExpression(
item,
createCatchIdentifier()
);
const createArgumentsSelf = createArguments.bind(self); //绑定当前this
const ArrowFunctionExpression_1 = createArgumentsSelf(returnType);//创建catch的回调函数里的逻辑
const CallExpression = t.callExpression(MemberExpression, [
ArrowFunctionExpression_1,
]);
path.replaceWith(CallExpression);
awaitMap[index] = null;
}
});
},
})

我们看一下createArgumentsSelf的逻辑

const t = require("babel-types");
const template = require("@babel/template");
const loaderUtils = require("loader-utils");
const { typeMap } = require("./constant");

const createCatchIdentifier = () => {
const catchIdentifier = t.identifier("catch");
return catchIdentifier;
};

function createArguments(type) {
//上边我们缓存了this并把this传入到当前函数中，就是为了取出loader的参数
const { needReturn, consoleError, customizeCatchCode } =
loaderUtils.getOptions(this) || {};

let returnResult = needReturn && type && typeMap[type];
let code = "";
let returnStatement = null;
if (returnResult) {
code = `return ${returnResult}`;
}
if (code) {
returnStatement = template.statement(code)();
}

/* 创建arguments：(err)=>{}
先创建ArrowFunctionExpression 参数（params，body为必须）；params为err
param是参数列表，为一个数组，每一项为Identifier；body为BlockStatement；
*/
// 创建body
const consoleStatement =
consoleError && template.statement(`console.log(error)`)();
const customizeCatchCodeStatement =
typeof customizeCatchCode === "string" &&
template.statement(customizeCatchCode)();
const blockStatementMap = [
customizeCatchCodeStatement,
consoleStatement,
returnStatement,
].filter(Boolean);
const blockStatement = t.blockStatement(blockStatementMap);
// 创建ArrowFunctionExpression
const ArrowFunctionExpression_1 = t.arrowFunctionExpression(
[t.identifier("error")],
blockStatement
);
return ArrowFunctionExpression_1;
}

module.exports = {
createCatchIdentifier,
createArguments,
};

确定了就是替换这个节点，那么我们需要创建一个MemberExpression节点，查看babel-type的问的文档

object和property是必须的，而在我们的ast中，object和property又分别代表什么呢？

po()就是object，catch就是property，这样我们的po().catch体就创建成功了。而po().catch是肯定不够的，我们需要一个完整的```po().catch(err=>{})``` 结构，而err=>{}作为参数是和MemberExpression节点平级的，createArgumentsSelf函数就是创建了err=>{}，其中需要根据参数判断是否需要打印error，是否需要return边界值，以及是否有别的逻辑代码，原理和创建catch一样。最后创建好了使用path.replaceWith(要替换成的节点)就可以了。但是要注意将缓存节点的数组中将这个节点删掉，因为ast遍历中若是某个节点发生了改变，那么就会一直遍历，造成死循环！
因为我目前的处理的是await后跟的是一个函数的情况，即po()是一个函数，函数执行返回的是一个promise，那么还有await后直接跟promise的情况，比如这种

const pro = new Promise((resolve,reject)=>{ reject('我错了！') })

const fn = async () => {
const data = await pro;
}

这种情况也需要考虑进去，我代码上就不放了，pro是一个```Identifier```节点，思路和```CallExpression```完全一样。
最后我们处理完ast节点，需要把新节点在转回代码返回回去

//add-catch-loader.js
const parser = require("@babel/parser");
const traverse = require("babel-traverse").default;
const t = require("babel-types");
const template = require("@babel/template");
const babel = require("@babel/core");

const createCatchIdentifier = () => {
const catchIdentifier = t.identifier("catch");
return catchIdentifier;
};

function addCatchLoader(source){
const self = this; //缓存当前this
let ast = parser.parse(source, {
sourceType: "module",
plugins: ["dynamicImport", "jsx"],
});

const awaitMap = [];

traverse(ast,{
/*
我们既然是要替换await后的整颗节点，就要先获取AwaitExpression这个节点的信息。因为有些
人在用async await习惯用try catch进行包裹，而用了try catch就没必要再加catch了，所以
我们这里需要判断await的父级节点有没有try catch。若有就使用path.skip()停止接下来的循
环，没有将当前节点的argument缓存进一个数组中，为了接下来进行比较。
*/
AwaitExpression(path) {
const tryCatchPath = path.findParent((p) => {
return t.isTryStatement(p);
});
if (tryCatchPath) return path.skip();
/*
这里leftId就是 = 左边的值，因为可能需要在catch里return，所以需要判断它的类型
*/
const leftId = path.parent.id;
if (leftId) {
const type = leftId.type;
path.node.argument.returnType = type;
}
awaitMap.push(path.node.argument);
},
/*
CallExpression节点就是我们需要替换的节点，因为整颗ast中不止一个地方有
CallExpression类型的节点，所以我们需要比较缓存的数组中有没有它，如有就代表是我们
要替换的```po()```。在这里我们需要在进行一次判断，因为源代码中可能会有await后自动加
catch的情况，我们就不必处理了。
*/
CallExpression(path) {
if (!awaitMap.length) return null;
awaitMap.forEach((item, index) => {
if (item === path.node) {
const callee = path.node.callee;
const returnType = path.node.returnType; //这里取出等号左边的类型
if (t.isMemberExpression(callee)) return; //若是已经有了.catch则不需要处理
const MemberExpression = t.memberExpression(
item,
createCatchIdentifier()
);
const createArgumentsSelf = createArguments.bind(self); //绑定当前this
const ArrowFunctionExpression_1 = createArgumentsSelf(returnType);//创建catch的回调函数里的逻辑
const CallExpression = t.callExpression(MemberExpression, [
ArrowFunctionExpression_1,
]);
path.replaceWith(CallExpression);
awaitMap[index] = null;
}
});
},
})
const { code } = babel.transformFromAstSync(ast, null, {
configFile: false, // 屏蔽 babel.config.js，否则会注入 polyfill 使得调试变得困难
});
return code;

有些人可能在替换节点时用继续深度遍历当前节点的方法，因为要替换的节点必定是AwaitExpression的子节点嘛，我为了使整体代码结构看起来更结构化，所以这里使用了缓存节点。

在项目中使用

[github地址](https://github.com/mayu888/await-add-catch-loader)，```欢迎大家star or issues！```

npm i await-add-catch-loader --save-dev
// or
yarn add await-add-catch-loader --save-dev

//webpack.config.js
module.exports = {
//...
module: {
rules: [
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/, //刨除哪个文件里的js文件
include: path.resolve(__dirname, "./src"),
use: [
{loader: "babel-loader"},
{
loader: 'await-add-catch-loader',
options: {
needReturn: true,
consoleError: true,
customizeCatchCode: "//please input you want to do",
},
},
],
},
],
},
}

项目中的源代码：

loader处理后的代码

写loader中的一些困难及想法

从功能上来说单纯为了给promise加上catch而写一个loader是完全没必要的，因为loader的核心作用是为了处理一个文件级别的模块，单纯实现一个小功能有些杀鸡用宰牛刀的感觉，我一开始的目的其实是写一个babel的插件，想在babel处理js的过程中就完成这个功能，但是babel插件有一个点就是在处理每一个ast节点时，会顺序的执行每一个插件，也就是每一个ast节点在babel插件中只进行一次处理，并不是在执行完一个插件后再去执行下一个插件，其目的是优化性能，毕竟dom树太复杂遍历一次的成本就会越高。这样带来的问题就是我的插件在处理到AwaitExpression节点前，别的插件已经把async await替换成了generator，这样我的插件就失效了。

//webpack.config.js
{
test: /\.(js|jsx)$/,
exclude: /node_modules/,
include: path.resolve(__dirname, './src'),
use: [
{
loader: 'babel-loader?cacheDirectory',
options: {
presets: [
[
'@babel/preset-env', //调用es6-es5的模块],
'@babel/preset-react' //转化react语法的模块
],
plugins:
[
'@babel/plugin-transform-runtime',
[path.resolve(__dirname, 'babel-plugin', 'await-catch-babel-plugin')]//自己写的babel插件
]}

因为要使用'@babel/preset-env'将es6转es5，而使用这个预设必须要使用@babel/plugin-transform-runtime来处理async await，通过分析源码，@babel/plugin-transform-runtime在pre阶段对async函数generator化，pre阶段就是刚进入节点的阶段，是自己写的插件在后续的遍历中没有了AwaitExpression节点。这个问题搜了好久也未曾找到解决办法，特意去了stackOverflow提问，也没人回复，但是发现一个类似的问题，也没解决办法，所以放弃了babel插件的写法。
也曾想过使用webpack插件来完成此功能，但是也会偏离webpack插件的核心思想，所以就放弃了。
我的目的也是想更深次的学习一下webpack、babel在编译过程中做的事，掌握它们的原理，所以最后还是选择了loader的写法。