JavaScript 基础:Babel 转译 class 过程窥探

JavaScript 基础:Babel 转译 class 过程窥探

作为当下最流行的 JavaScript 编译器,Babel 替我们转译 ECMAScript 语法,而我们不用再担心如何进行向后兼容。本篇文章将介绍 Babel 在转译你的 class 写法时实际都做了哪些工作。

零、前言

虽然在 JavaScript 中对象无处不在,但这门语言并不使用经典的基于类的继承方式,而是依赖原型,至少在 ES6 之前是这样的。当时,假设我们要定义一个可以设置 id 与坐标的类,我们会这样写:

// Shape 类
function Shape(id, x, y) {
    this.id = id;
    this.setLocation(x, y);
}

// 设置坐标的原型方法
Shape.prototype.setLocation = function(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
};

上面是类定义,下面是用于设置坐标的原型方法。从 ECMAScript 2015 开始,语法糖 class 被引入,开发者可以通过 class 关键字来定义类。我们可以直接定义类、在类中写静态方法或继承类等。上例便可改写为:

class Shape {
    constructor(id, x, y) { // 构造函数语法糖
        this.id = id;
        this.setLocation(x, y);
    }
    
    setLocation(x, y) { // 原型方法
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

一个更符合“传统语言”的写法。语法糖写法的优势在于当类中充满各类静态方法与继承关系时,class 这种对象模版写法的简洁性会更加突出,且不易出错。但不可否认时至今日,我们还需要为某些用户兼容我们的 ES6+ 代码,class 就是 TodoList 上的一项:

作为当下最流行的 JavaScript 编译器,Babel 替我们转译 ECMAScript 语法,而我们不用再担心如何进行向后兼容。

本地安装 Babel 或者利用 Babel CLI 工具,看看我们的 Shape 类会有哪些变化。可惜的是,你会发现代码体积由现在的219字节激增到2.1KB,即便算上代码压缩(未混淆)代码也有1.1KB。转译后输出的代码长这样:

"use strict";var _createClass=function(){function a(a,b){for(var c,d=0;d<b.length;d++)c=b[d],c.enumerable=c.enumerable||!1,c.configurable=!0,"value"in c&&(c.writable=!0),Object.defineProperty(a,c.key,c)}return function(b,c,d){return c&&a(b.prototype,c),d&&a(b,d),b}}();function _classCallCheck(a,b){if(!(a instanceof b))throw new TypeError("Cannot call a class as a function")}var Shape=function(){function a(b,c,d){_classCallCheck(this,a),this.id=b,this.setLocation(c,d)}return _createClass(a,[{key:"setLocation",value:function c(a,b){this.x=a,this.y=b}}]),a}();

Babel 仅仅是把我们定义的 Shape 还原成一个 ES5 函数与对应的原型方法么?

一、揭秘

好像没那么简单,为了摸清实际转译流程,我们先将上述类定义代码简化为一个只有14字节的空类:

class Shape {}

首先,当访问器走到类声明阶段,需要补充严格模式:

"use strict";

class Shape {}

而进入变量声明与标识符阶段时则需补充 let 关键字并转为 var:

"use strict";

var Shape = class Shape {};

到这个时候代码的变化都不太大。接下来是进入函数表达式阶段,多出来几行函数:

"use strict";

function _classCallCheck(instance, Constructor) { if (!(instance instanceof Constructor)) { throw new TypeError("Cannot call a class as a function"); } }

var Shape = function Shape() {
  _classCallCheck(this, Shape);
};

该阶段不仅替换了 class,还在类中调用了叫做 _classCallCheck 的方法。这是什么呢?

这个函数的作用在于确保构造方法永远不会作为函数被调用,它会评估函数的上下文是否为 Shape 对象的实例,以此确定是否需要抛出异常。接下来,则轮到 babel-plugin-minify-simplify 上场,这个插件做的事情在于通过简化语句为表达式、并使表达式尽可能统一来精简代码。运行后的输出是这样的:

"use strict";

function _classCallCheck(instance, Constructor) { if (!(instance instanceof Constructor)) throw new TypeError("Cannot call a class as a function"); }

var Shape = function Shape() {
  _classCallCheck(this, Shape);
};

可以看到 if 语句中由于只有一行代码,于是花括号被去掉。接下来上场的便是内置的 Block Hoist,该插件通过遍历参数排序然后替换,Babel 输出结果为:

"use strict";

function _classCallCheck(a, b) { if (!(a instanceof b)) throw new TypeError("Cannot call a class as a function"); }

var Shape = function a() {
  _classCallCheck(this, a);
};

最后一步,minify 一下,代码体积由最初的14字节增为338字节:

"use strict";function _classCallCheck(a,b){if(!(a instanceof b))throw new TypeError("Cannot call a class as a function")}var Shape=function a(){_classCallCheck(this,a)};

二、再说一些

这是一个什么都没干的类声明,但现实中任何类都会有自己的方法,而此时 Babel 必定会引入更多的插件来帮助它完成代码的转译工作。直接在刚刚的空类中定义一个方法吧。

class Shape {
  render() {
  	console.log("Hi");
  }
}

我们用 Babel 转译一下,会发现代码中包含如下这段:

var _createClass = function () { function a(a, b) { for (var c, d = 0; d < b.length; d++) c = b[d], c.enumerable = c.enumerable || !1, c.configurable = !0, "value" in c && (c.writable = !0), Object.defineProperty(a, c.key, c); } return function (b, c, d) { return c && a(b.prototype, c), d && a(b, d), b; }; }();

类似前面我们遇到的 _classCallCheck,这里又多出一个 _createClass,这是做什么的呢?我们稍微把代码状态往前挪一挪,来到 babel-plugin-minify-builtins 处理阶段(该插件的作用在于缩减内置对象代码体积,但我们主要关注点在于这个阶段的 _createClass 函数是基本可读的),此时 _classCallCheck 长成这样:

var _createClass = function() {
  function defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
      var descriptor = props[i];
      descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
      descriptor.configurable = true;
      if ("value" in descriptor) descriptor.writable = true;
      Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
  }
  return function(Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
  };
} ();

可以看出 _createClass 用于处理创建对象属性,函数支持传入构造函数与需定义的键值对属性数组。函数判断传入的参数(普通方法/静态方法)是否为空对应到不同的处理流程上。而 defineProperties 方法做的事情便是遍历传入的属性数组,然后分别调用 Object.defineProperty 以更新构造函数。而在 Shape 中,由于我们定义的不是静态方法,我们便这样调用:

_createClass(Shape, [{
    key: "render",
    value: function render() {
      console.log("Hi");
    }
  }]);

T.J. Crowder 在 How does Babel.js create compile a class declaration into ES2015? 中谈到 Babel 是如何将 class 转化为 ES5 兼容代码时谈到了几点,大意为:

  • constructor 会成为构造方法数;
  • 所有非构造方法、非静态方法会成为原型方法;
  • 静态方法会被赋值到构造函数的属性上,其他属性保持不变;
  • 派生构造函数上的原型属性是通过 Object.create(Base.prototype) 构造的对象,而不是 new Base()
  • constructor 调用构造器基类是第一步操作;
  • ES5 中对应 super 方法的写法是 Base.prototype.baseMethod.call(this);,这种操作不仅繁琐而且容易出错;

这些概述大致总结了类定义在两个 ES 版本中的一些差异,其他很多方面比如 extends ——继承关键字,它的使用则会使 Babel 在转译结果加上 _inherits_possibleConstructorReturn 两个函数。篇幅所限,此处不再展开详述。

三、最后

语法糖 class 给我们带来了很多写法上的便利,但可能会使我们在代码体积上的优化努力“付诸东流”。

另一方面,如果你是一名 React 应用开发者,你是否已经在想将代码中的所有 class 写法换为 function 呢?那样做的话,代码体积无疑会减少很多,但你一定也知道 PureComponent 相比 Component 的好处。所以虽然 function 给你的代码体积减负了,但他在哪里又给你无形增加负担了呢?

因此,真的不推荐开发者用 class 这种写法么,你觉得呢?

四、更多阅读


原文地址 hijiangtao.github.io/20

个人公众号 - 微信搜索「黯晓」或扫这个 二维码

知乎专栏 - 初级前端工程师

生活中难免犯错,请多多指教!

发布于 2018-11-16

文章被以下专栏收录